变桨轴承套圈堵塞孔即滚珠装配工艺孔,位于轴承套圈的软带区域,该区域硬度较低,抗碾压能力较弱是轴承套圈的薄弱环节,因此堵塞孔的位置选择是否合适决定了变桨轴承的强度与寿命.针对MW级风电机组变桨轴承套圈堵塞孔位置的确定问题,对其轴承的结构、几何和受载特性进行了分析,建立了轴承内圈载荷分布的静力学模型,基于载荷分布计算结果提出了堵塞孔位置的快速确定方法;并且采用有限元方法分析了变桨系统中轴承的接触载荷分布,验证了堵塞孔位置快速确定方法的准确性.

基于弹性力学理论和经典Sujan方法,研究了微机电系统封装中芯片与基板之间粘接层在受到均匀温度载荷时的剥离应力,提出了一种新的计算方法.该方法通过弯矩与曲率的关系,求出曲率方程,进而经由挠度求得剥离应力.经过与Sujan方法和有限元仿真结果比较,显示新的方法能够很好地体现出了剥离应力的变化趋势和在封装结构末端应力集中处的最大剥离应力且新方法与有限元仿真的差值比Sujan方法减小约13%.该方法可为计算封装结构剥离应力提供参考.

针对某卫星气瓶支撑结构无法满足卫星承载刚度要求的问题,提出一种优化方法,按照概念设计和详细设计两个阶段,对复合材料杆架式支撑结构的拓扑构型、几何参数以及碳纤维铺层角度开展协同优化设计;经过优化后的气瓶支撑结构重量为2.1kg,分别采用有限元法和模态试验法对优化后的结构进行考核验证;试验结果表明优化后的气瓶支撑结构一阶固有频率达到149.7Hz,与理论分析结果基本吻合,能够满足卫星总体对气瓶支撑结构基频不小于140Hz的刚度要求.上述结果验证了文中提出优化方法的有效性,为同类结构的优化设计提供了技术参考.

有刀具状态监测的加工生产既能提高加工效率又能降低生产成本,是智能制造生产的关键。近几年深度学习成为研究刀具磨损问题的主流算法。提出一种基于VGG-19卷积神经网络的刀具磨损监测方法,该方法应用小波包变换对振动信号进行处理并提取能量图,应用VGG-19卷积神经网络预测刀具磨损状态。结果表明,适当增加网络层数,可以学习更多数据特征并得到更好的预测表现;与其他卷积神经网络相比,VGG-19层数适合,预测准确率稳定,损失函数值最小,该方法对刀具磨损类型的预测表现最好。

在吸能盒碰撞仿真中,准确的应力-应变曲线是获得可靠仿真结果的前提。为获得准确的应力-应变曲线,以吸能盒在实际压缩中测得的力-行程曲线为参考,采用了试验设计、近似模型和遗传算法相结合的反求优化方法,对吸能盒仿真应力-应变曲线参数进行二次反求优化计算,将二次反求优化得出的仿真应力-应变曲线参数输入到仿真模型中,与试验数据进行对比。结果表明仿真求解与试验得出的力-行程曲线整体变化趋势基本吻合,仿真求解和试验得出的触发力、平台力的偏离度较小。

针对航天器大型密封舱体的组合加工过程中存在的加工装调流程复杂,修配与测量反复迭代,制造周期长,且精度和质量难以保证的问题。提出了一种基于可移动机器人检测铣削系统的制造模式,通过工艺层、规划层、系统层耦合设计的方法进行系统建模,基于仿真结果评价系统模型的有效性,对于不满足要求的结果需反馈至对应层级进行再设计并进行仿真验证。并以实验舱体舱外支架组合加工为例,搭建可移动机器人检测铣削系统并进行仿真分析。结果表明,通过系统建模和仿真能够有效的避免干涉、提高效率,并能够对整个工艺过程进行优化。

为研究运行中钢芯铝绞线(ACSR)截面应力真实分布规律,利用有限元法对导线截面的应力分布情况进行分析。以九江叶家山-柘林水电站Ⅱ回220KV工程线路所使用的LGJ-240/40钢芯铝绞线为实际对象,建立三维实体模型和有限元模型。模型一端面限制x、y、z轴自由度,另一端面分别施加15%、20%、25%计算拉断力,同时分两种情况进行受力分析钢芯铝绞线内各丝间无相对滑移及摩擦;钢芯铝绞线内各丝间存在相对滑移及摩擦。分析得到了钢芯铝绞线在两种情况下的截面等效应力分布情况。结果表明,当不考虑线内相对滑移及摩擦时,钢芯与铝股应力比约为31,截面等效应力呈圆环状由中心向外逐渐减小。当考虑线内相对滑移和摩擦时,钢芯与铝股应力比值约为51,截面等效应力呈中心对称分布。将分析结果与已有文献的理论和实验结果进行对比,验证了分析结果的有效性。

针对激光焊接过程中焊接件结构失效的问题,开展了焊接过程中瞬态温度场的仿真分析。以某离合器内片支架与花键轴为研究对象,借助于SYSWELD有限元软件建立激光焊接模型对焊接过程进行了数值模拟,得到了焊接过程中瞬态温度场分布图和特征节点的热循环曲线及相演变情况。仿真结果表明激光焊接时间为2.5s时,温度场进入准稳态;距离焊缝线0~3.5mm的焊接区域内,峰值温度过高,焊接件容易发生热变形;冷却后的焊缝区域显微组织主要为马氏体,焊接接头具有较好的强度和韧性。

以多体系统动力学为理论基础,在动力学分析软件ADAMS中建立了火箭整流罩分离模型,对该分离机构模型进行动力学仿真计算与分析,得到了分离机构的动力学仿真计算结果。对整流罩和箭体分离过程中的速度和角速度进行分析,比较各个载荷随时间的变化情况,结果表明分离火箭推力对分离机构在分离过程中速度和姿态的变化影响最大。

为研究某火箭炮高低随动装置调炮时的动力学特性,以多体动力学理论为基础,应用ANSYS、ADAMS、EASY5仿真软件建立了高低随动装置刚柔-机电液耦合模型,通过设计软件数据接口实现火箭炮高低调炮多领域协同仿真,并通过对比试验与仿真结果对模型进行可信性验证。分析结果表明建立的刚柔-机电液耦合模型能够真实反映火箭炮高低调炮过程中的动力学响应,验证了多领域协同仿真方法的有效性和实用性,为火箭炮高低随动装置的设计与故障诊断提供了理论参考。