机械
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制动盘螺栓对保证列车制动和运行安全具有十分重要的作用,掌握制动盘螺栓弯矩分布规律对确保其使用寿命具有重要意义。采用高速动车组制动盘螺栓弯矩载荷测试技术,对国内多条实际线路的制动盘螺栓弯矩进行测试,获得了制动盘螺栓弯矩与动车组运行速度的关系。依据轮装制动盘螺栓连接结构的尺寸和工作环境开展理论分析,获得了螺栓杆弯矩分布的理论值。建立轮装制动盘车轮结构有限元模型,模拟仿真车轮高速旋转过程中螺栓杆受力情况,得到不同速度下螺栓杆的弯矩分布有限元解。研究结果表明,螺栓杆上的弯矩与列车运行速度密切相关,且运行速度越大,螺栓杆上弯矩越大。理论推导和有限元仿真结果均表明螺栓杆上各截面的弯矩大小和方向并不一致,在内外侧截面和中间截面出现弯矩极值,且方向相反。由于车轮内外结构的不对称性,导致螺栓杆上靠近轮缘一侧的截面弯矩大于外侧截面弯矩。研究工作为进一步研究制动盘螺栓的结构可靠性奠定了基础。
依据有轨电车液压防折弯系统工作原理,基于流量连续性方程和力平衡方程,并详细考虑缓冲阀工作状态判断依据,建立有轨电车液压防折弯系统动态模型,分析液压防折弯系统的动态响应特性。基于液压防折弯系统动态模型,建立考虑液压防折弯系统的四模块单车型独立轮对低地板有轨电车协同仿真动力学模型,研究液压防折弯系统对有轨电车曲线通过性能的影响。结果表明,与传统无液压防折弯系统的有轨电车相比,安装液压防折弯系统可使车辆同一单元内前、后模块车体的摇头角趋于一致,同时有效减小车辆最大摇头角及横向偏移量;防折弯系统控制液压缸作用力不同,前车靠近导向轮一侧控制液压缸作用力最大;液压防折弯系统改善车辆曲线通过性能,提高整个车辆的安全性。
激光拼焊板单点渐进成形回弹是影响成形精度的重要因素。使用回弹角来度量板料回弹大小,并使用正交试验设计对工具头直径、成形高度、下压量、半顶角等因素进行实验研究,得到各因素对回弹的影响程度。得出影响板料回弹因素的大小依次为:成形高度、下压量、半顶角和工具头直径;工具头直径变化对回弹影响不大;成形高度对回弹影响显著,成形高度越高,回弹量越小;在一定范围内,回弹角的大小取决于下压量的大小,下压量越大回弹角越小;过大或过小的半顶角都会导致显著的回弹现象,合适的半顶角设计能够有效减少回弹的出现,从而保证成形精度。最后通过实验验证了正交试验得出的最优工艺参数。
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随着科学技术的发展,微小零件广泛应用于各个领域,而微细铣削技术变得越来越重要。在微细铣削中,对刀具磨损的研究占有重要地位。采用直径1mm的TiAlN涂层平头铣刀,针对微细铣削黄铜H59时的刀具侧刃磨损进行试验研究。发现随着铣削长度的增加,侧刃磨损量呈上升趋势。切削长度为200m时,两组试验的磨损带宽度变化由快变慢,出现变化临界点。对刀具磨损形式与机制进行分析,发现刀具出现涂层脱落、刀尖钝圆半径变大和微崩刃现象,分析其发生机制为磨粒磨损与粘结磨损。以侧刃后刀面磨损带宽度为试验指标进行正交试验,研究铣削参数对刀具侧刃后刀面磨损的影响主次顺序及最优参数组合。结果表明:每齿进给量、轴向切深、主轴转速和径向切深对刀具磨损的影响依次减少;试验所得最优参数组合为fz=2μm/齿,ap=0.3mm,n=60000r/min,ae=0.15mm。
针对通过优化B柱结构来改善整车轻量化的问题,对B柱结构和材料进行了优化设计。选取了上下板厚度和焊缝等因素,建立了L9正交试验表,将质量、最大侵入量、最大侵入速度作为目标,进行了B柱结构优化设计,得到了DP7801.5mm,DP5901.2mm,焊缝高度为455mm的最优组合;进行了落锤试验台架分析,对比了优化前后B柱的抗撞性和轻量化效果。试验结果表明:优化设计后B柱的抗撞击性能略有提升,侵入量、侵入速度明显降低,承载则有所增加,同时实现了轻量化11%。
机床误差是导致圆弧齿线圆柱齿轮齿面误差的主要原因,研究机床误差与齿面误差之间的关系将为机床加工参数反求、齿面误差修正等提供理论依据。基于圆弧齿线圆柱齿轮成型原理建立了齿轮机床结构模型,建立了机床坐标系体系。通过齿坯和刀盘位置误差、刀具形状误差对机床整体误差进行描述,基于啮合原理推导了理想情况下和包含机床误差的齿面方程。研究了齿轮误差曲面计算方法,采用二阶近似曲面和齿面平均误差影响系数分析不同机床误差下误差曲面,研究机床误差对齿面误差的影响规律。通过实例分析了被加工齿轮几何参数不变时和变化时,机床误差对圆弧齿线圆柱齿轮凹齿面误差影响规律。
嵌入式轨道在地铁减振降噪方面具有广阔的应用前景,但仍然需要保证嵌入式轨道具备较好的动力学性能,因此开展其结构和材料参数对地铁列车-嵌入式轨道系统的动力学性能影响研究具有重要意义。基于建立的地铁列车-嵌入式轨道系统的动力学模型,分析承轨槽内填充材料特性、轨道板几何尺寸、轨道板下支承材料特性对系统动力学性能的影响,确定基于动力学性能的轨道参数优选范围。结果表明:填充材料垂向刚度的合理取值范围是每米80~110kN/mm,填充材料横向刚度的合理取值范围是每米30~50kN/mm,轨道板下支承刚度的合理取值范围是每平方米1~5MN/mm。还分析了轨道板几何尺寸的合理取值范围。研究成果为地铁嵌入式轨道设计和参数选取提供了依据,从动力学角度为嵌入式轨道在地铁中应用提供了理论支撑。
某H13热作模具钢冲头在锻打钻杆管端后,抽出时发生早期断裂。通过断口形貌观察、化学成分分析、显微组织观察、微区成分分析等方法探讨了冲头断裂的原因。结果表明:该冲头断裂的性质为疲劳断裂;冲头工作部位外壁区域存在的大尺寸Al2O3、MnS、VC等夹杂物以及气孔、疏松等缺陷处易产生应力集中而成为疲劳裂纹源,在热应力、拉应力、压应力和弯曲载荷的反复作用下,横向微裂纹萌生并以发散形式快速失稳扩展,导致冲头断裂;该冲头中钼、钒的含量远低于标准值下限,导致冲头的高温力学性能降低,从而造成了冲头的疲劳断裂。
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负载敏感液压系统中,为防止多路阀处于中位时LS反馈油路困油导致系统憋压,通常需对多路阀处于中位时的LS反馈油路进行回油卸荷。分析4种不同负载敏感多路阀及系统LS中位卸荷油路的工作原理及特性。并以起重机卷扬起升系统为研究对象,理论分析了LS反馈油路为固定阻尼孔卸荷形式的多路阀负载敏感系统流量和压力特性,并进行了仿真和试验验证。
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为优化气流引纬以获得更好的引纬效果,根据纱线表面突起物对牵引力的影响特性,提出一种在纬纱线末端设置夹持物的改进型气流引纬方式。通过实验以及理论分析选取了适用于改进型气流引纬方式的夹持物。利用Hypermesh建立夹持物与纱线在引纬流场中的有限元模型,并通过Fluent中动网格技术模拟0.3~0.5MPa的供气压力下夹持物与纱线在引纬流场中的飞行状态。同时,采用高速相机拍摄夹持物与纱线的飞行状态,得到夹持物与纱线的速度与仿真速度进行比较,以此验证仿真的正确性以及新型引纬方式的合理性。结果表明:通过实验以及数值计算选择得到的夹持物在合理供气压力下能较好地在改进型引纬系统中完成引纬,并且达到了增大纱线牵引力、增加品种适应性以及节能减耗的目标。