依托15.03 m超大直径泥水盾构机管片拼装的需求,结合汕头海湾隧道管片及密封挤压力的参数,分析回转直径为9.2 m的超大惯量管片拼装机负载分布与变化情况.根据分析结果优化了拼装机伸缩机构的结构尺寸,有效降低了伸缩机构的最大摩擦力;针对拼装机超大惯量变负载工况速度稳定控制的难点,设计管片拼装机回转液压系统,通过AMESim仿真分析变负载工况对系统的响应性能和速度稳定性的影响.研究结果表明,伸缩机构伸缩油缸的侧向摩擦阻力与导向套长度负相关;设计的液压系统不仅能够实现较大范围的调速要求,而且速度控制稳定可靠,能够有效降低负载交变对回转速度稳定性的影响.

核工业热室内需配备能沿z轴大行程升降的重载机械手,为此设计了专用的伸缩臂。伸缩臂采用多级薄壁圆筒嵌套结构。各级筒体间,研制了新型可调节滚动直线轴承作为支承导向结构,从而使其在大弯矩载荷下的伸缩阻力骤减,并能通过调节消除支承间隙、提高支承刚度。伸缩臂在顶部柔性传动机构的提升力和重力作用下,逐级有序伸缩,以较小的外径尺寸,实现了大行程、大负载,伸缩长度比达5∶1。最后建立了力学模型,利用Hertz弹性接触理论及有限元仿真研究了滚轮载荷分布特性,对伸缩臂的使用寿命进行了评估及试验验证。结果表明该伸缩臂的寿命满足需求,已在实际工程中批量应用。

制造误差是引起齿轮传动系统振动和噪声的主要原因之一,多种误差的合成更严重影响了齿轮副的啮合性能。主要研究了各类制造误差对人字齿轮副啮合性能的影响程度及规律。首先,建立了制造误差模型,并基于空间坐标变换原理构建实际齿面;其次,通过齿面载荷分布探究了不同误差对齿轮副啮合性能的影响规律,基于正交试验设计探究了不同误差对齿轮副啮合性能的影响程度;最后,分析了典型误差类型对齿轮副啮合性能的影响与系统负载的关系。结果表明,不同误差对齿轮副啮合性能的影响规律各不相同,其中,螺旋线正倾斜偏差在重载工况下对齿轮副啮合性能的影响最为突出。

对由两个滑块和一根轨道构成的直线滚动导轨在施加一定工作载荷的条件下进行载荷分布和寿命的分析。结果表明：额定载荷与寿命值密切相关，其大小与载荷分布的波动状态、行程的大小及载荷偏心率等因素有关。寿命实验结果与3个参数的韦布尔分布的拟合状况非常良好，证明了理论分析的正确性。

滚珠丝杠副受外载荷作用时滚珠的受力是比较复杂的,但目前在研究滚珠丝杠副滚珠受力时都是简单地按照均载来分析,这与实际的载荷分布情况有较大的偏差。建立一个变形协调条件下的滚珠丝杠副载荷分布的模型,并分析了几何误差对滚珠受载的影响。

叶片是风力发电机组捕获风能的核心部件,因此叶片的气动性能及可靠性是风力机安全运行的关键。本文以某1.5 MW风力机为研究对象,采用GH Bladed计算软件计算得到风力机叶片气动载荷的分布规律,并分析了风速及叶尖速比对叶片的气动载荷影响特性。结果表明轴向荷载数值远大于切向荷载数值,轴向荷载数值沿着叶片尖端到叶片根部不断减小,随着风速的增大,轴向荷载沿展向分布曲线愈加平缓;叶根气动载荷中起控制作用的是轴向推力与挥舞方向弯矩,且随着风速增加至额定风速而单调增加;叶尖速比增大至5时,轴向荷载沿展向分布曲线平缓且峰值减小,当叶尖速比从7增大至11时,轴向荷载在叶尖又出现尖点且峰值大幅增加;当叶尖速比增大至7时,切向荷载逐渐增大,当叶尖速比从7增至11时,切向荷载减小;叶根气动载荷中起控制作用的是轴向推力与挥舞方向弯矩,...

建立了鼠笼柔性支撑一体化轴承的FEM-拟动力学迭代分析模型,采用FEM模型计算支撑结构和轴承滚道的变形,采用非圆滚道的拟动力学模型分析轴承动态特性。研究了一个鼠笼支撑一体化球轴承在载荷作用下的内部载荷分布,分析了柔性支撑一体化结构对球轴承动态特性的影响。结果表明,鼠笼支撑一体化结构使轴承内部最大接触载荷减小了10.94%,疲劳寿命增加了11.3%,轴承刚度大幅降低,打滑率上升了15.8%。并且,轴承套圈壁厚越厚,结果越接近刚性支撑假设的计算结果;轴承套圈壁厚越薄,鼠笼支撑带来的影响越显著。

针对工程机械作业载荷分布估计的问题,基于AIC准则及K-means算法,提出了一种载荷分段混合分布估计方法。根据Luise分组方法,得到正态分布、对数正态分布及威布尔分布的卡方检验值。选取最小卡方检验值对应的分布函数作为分段混合分布各段的拟合函数,通过极大似然估计算法获得分段混合分布的表达式。结合挖掘机土石挖掘工况,将本文方法应用到主泵出口压力载荷数据中,并与现有方法进行对比分析,本文方法得到的结果通过了卡方检验。同时,用1000组仿真数据来验证方法的可行性,得到了参数估计的误差仅为0-18%。

针对传统双列圆锥滚子轴承内部载荷计算模型中未考虑挡边变形、轴承径向游隙的问题,提出一种基于坐标向量模拟轴承内圈、滚子变形及接触点位置的方法,通过坐标变换来反映滚道与滚子接触变形,在模型中考虑了挡边变形、轴承游隙。通过建立滚子和外圈的静力学平衡方程及变形方程求解滚道载荷分布情况,在此基础上给出了寿命计算方法。并以某风力发电机用双列圆锥滚子轴承为例分析,得到了载荷分布情况,该类轴承径向游隙为-0.18～-0.15 mm时寿命满足要求。

针对低速过载角接触球轴承的塑性变形，基于Palmgren半经验公式分析了载荷分布、接触角变化和钢球最大负荷。角接触球轴承的轴向载荷对工作接触角影响显著，而径向载荷影响微小。