提出基于连续体拓扑优化设计理论的转镜结构拓扑描述方式和材料插值模型,利用有限元理论和方法,建立转镜各向同性惩罚微结构单模态拓扑优化插值模型,对转镜的第1阶固有频率进行最大动刚度拓扑优化数值分析,并根据转镜伪密度分布图,修改原有转镜结构.通过对修改前后转镜模态进行数值分析与试验发现,转镜第1阶固有频率由原来的713.6 Hz提高到821.4 Hz,第2阶固有频率值增加48%,第3阶固有频率值增加50%,其他各阶固有频率都有明显提高.试验结果和数值解在误差范围内保持一致.

在以往对橡胶隔振器动刚度计算方法研究的基础上,提出了一种将隔振器主要部件作为一体进行动刚度仿真计算的方法。建立了包含金属和橡胶部件的橡胶隔振圈有限元模型,根据隔振圈在不同方向上的实际受力情况对隔振圈施加不同频率的正弦激励,仿真计算得到了隔振圈不同方向上的动刚度。通过与隔振圈静刚度和橡胶材料动刚度的比较,得出了动刚度的变化规律,为发动机的振动分析和橡胶隔振圈的简化提供了参考。

设计一种动刚度和阻尼可调的磁流变液可控多流道悬置.首先,建立多惯性通道液压悬置模型,数值仿真不同的流道数量对悬置动刚度和滞后角的影响;然后,建立磁流变液可控多流道悬置模型,通过实验验证可控多流道可以控制流道的开闭;最后,分析磁流变液可控多流道悬置不同流道开闭的动态特性变化.结果表明:对不同的流道分别施加磁场作用可使悬置的动刚度、阻尼可调和力的传递率最小;已知激励频率,根据可控区域实时控制流道数量,可获得最佳隔振性能.

液体静压导轨的动刚度性能直接影响着机床的加工精度。为分析不同节流形式下液体静压导轨的动刚度变化趋势,分别选取固定液阻、可变液阻与无液阻节流,建立液体静压导轨的承载力与动刚度模型。当导轨使用固定液阻或可变液阻节流时,导轨承载力F随初始阻尼比的增加而减小,随油膜厚度变化率ε的增加而增大;导轨动刚度s随初始阻尼比的增加逐渐呈现明显的峰值,且该峰值随初始阻尼比的增加逐渐向较大的油膜厚度变化率ε方向移动;在相同条件下,可变液阻节流在较小的油膜厚度变化率ε下能获得较大的导轨承载力F与导轨动刚度;无液阻节流时,导轨刚度与导轨承载力随压力比、油膜厚度变化率ε的增大呈单调递增。

针对偏心式压力机的振动隔离问题,采用理论推导、仿真分析和试验验证相结合的方法,研究偏心式压力机工作过程中产生的动载荷;结合橡胶材料的力学特性试验,构建橡胶隔振器的仿真模型,分析偏心式压力机冲击载荷下橡胶弹簧的变形和应力分布情况;研究正弦激励下橡胶隔振器的动态响应,探讨橡胶弹簧动刚度的变化规律;对比分析偏心式压力机安装橡胶隔振器前后对地面基础的冲击激励,得出橡胶弹簧的隔振效果。此研究成果为偏心式压力机的隔振技术研究及橡胶隔振器的设计研发提供了理论指导和技术支撑。

外载频率直接决定了机械结构的动刚度,随着外载频率的变化,系统动刚度有很大的变化。通过对动刚度的深入解析,提出提高机械结构动刚度的方法,解构详细设计阶段应重点考虑系统的固有频率,首先固有频率应避开主要的外载荷频率,避免共振现象发生;其次,应增大结构阻尼或施加阻尼减振措施,在满足静态精度前提下,使频率比保持在1.414以上为佳。针对铺丝机的动态优化,提出了8种立柱布筋方案,通过比较各结构的变形、固有频率、静刚度、刚质比和动刚度参数,确定了立柱的斜筋布局方案,从静刚度、动刚度和可制造性综合考虑,得到了最可行的结构方案。

目的研究不同条件下角接触轴承动刚度对电主轴动态特性的影响,为优化主轴动态特性提供理论支持.方法基于拟动力学研究方法求解角接触轴承动态性能,建立电主轴转子系统有限元模型分析不同轴承滚珠材料和预紧力对轴承动刚度及电主轴动态特性的影响.结果钢球轴承刚度小于陶瓷球轴承,且随着转速提高,钢球轴承刚度下降较快;装配陶瓷球轴承电主轴一阶固有频率较高,工作端位移较小;随着预紧力提高,角接触轴承刚度软化效应减弱,主轴固有频率增大,轴端位移减小.结论改用陶瓷滚珠或者适当提高预紧力都能有效改善轴承动力学特性,提高电主轴固有频率,使得主轴动态特性得到优化.

为研究作动系统的动刚度特性,该文建立了作动系统的力平衡以及流量方程,利用AMESim软件搭建液压作动系统的仿真模型,通过在作动系统输出端施加按正弦规律变化的干扰力,改变干扰力的频率,对作动系统的动刚度进行仿真分析,研究系统固有频率与动刚度的关系,从而分析动刚度的影响因素。仿真结果表明,作动系统的负载折算到作动器输出端的质量以及安装刚度和作动器输出端至舵面的连接刚度等参数要与作动系统相匹配,才能使作动系统的动刚度满足性能要求。该文仿真分析对作动系统动刚度研究具有一定的指导意义。