爬楼梯轮椅的行驶轮升降机构是典型的并联四连杆机构,为了提高轮椅行驶轮升降时的力学性能,减少所需的整体驱动力矩,在对轮椅进行动力学分析的基础上,以四连杆机构除机架外的连杆以及杆间角度为设计变量,以所需驱动力矩函数的积分为目标函数,并列出约束条件,在MATLAB中编程,利用带有惩罚函数的粒子群算法对爬楼梯轮椅行驶轮升降机构进行优化设计。对比优化前后目标函数值以及所需驱动力矩曲线发现,优化后目标函数值和驱动力矩明显减小,避免了力矩过大所造成的损耗。总之,优化设计使轮椅在升降过程中的力学性能有了极大的提升。

分析磁流变阻尼器采用多阶段活塞式结构的优点，系统地研究磁流变阻尼器的电磁线圈特性。基于有限元软件构建磁流变阻尼器的仿真模型，分析得出在并联的电磁线圈中通入方向相反的电流，可以最大程度地提高磁路利用率。调整磁路中有效长度的分布和改变活塞齿槽断面为梯形结构，可以改善磁通的分布，确保整个阻尼通道内部的磁感应强度分布的均匀性。

为研究机械密封环的变形情况,在Workbench平台联立热场和结构场来分析密封环在混合摩擦热和液膜环境热、惯性离心力和液膜平衡力以及两者热-力耦合效应下随转速变化的变形规律。研究表明:热作用产生膨胀凸变形,力作用产生压缩凹变形,且密封环在热作用下的轴向变形最大,热-力耦合次之,力作用最小,其中热变形为主导;动环轴向最大变形在螺旋槽内,静环轴向最大变形在端面中径处;动环在三种载荷下的轴向变形均大于静环。转速增大,动环在热作用、热-力耦合作用、力作用下的轴向变形均依次增大;静环在热作用、热-力耦合作用下的轴向变形逐级增大,力作用变形基本保持不变。

以接触式机械密封为研究对象,考虑密封环的热、力变形和液膜温度,在Solidworks中建立密封环的三维模型,基于热力变形理论,借助Workbench平台对密封环进行热应变和力应变模拟计算,分析了密封环端面黏性剪切混合摩擦热和力作用对密封环的变形情况,研究了不同转速下的变形规律。结果表明:密封环在黏性剪切混合摩擦热作用下端面发生较大的热膨胀凸变形,在力作用下发生反向微弱压缩凹变形,且变形在环端面中径处最大,由中径沿内外径方向逐级减小。随着转速的增大,动静环的热变形近线性增大;动环的力变形微弱,静环的力变形保持初始值不变。

端面干气密封已广泛应用于化工旋转机械中,但对于其密封副的双向旋转槽型缺少系统的研究。针对V型槽端面干气密封运行原理和结构特点,在气膜润滑理论的基础上,建立了相应的数学模型。采用中心差分法对压力和气膜厚度控制方程进行了耦合求解,并验证了编制程序的正确性。随后利用验证后的代码对端面干气密封的稳态特性参数展开了计算,并分析讨论了工况参数改变时V型槽不同的开口角度对端面干气密封稳态特性参数的影响。研究表明:本研究所数学模型具有一定的普适性,而且V型槽开口角度为α=15°的密封性能最好,四种开口角度所产生的密封效果优劣排序为α=15°>α=60°>α=30°>α=45°。V型槽端面干气密封在所讨论的工况参数范围内,气膜开启力和气膜摩擦力随转速和压力的增大而提高;泄漏量随转速的增大略微下降,随压力的增大而呈线性增大。此...

针对浮环气膜密封在运行过程中气膜刚度较低,密封副易碰磨的问题,提出了在轴套表面开设微槽提高气膜承载力进而提高气膜密封系统的稳定性。基于气体润滑理论,建立了浮环气膜密封的稳态特性数学分析模型,并采用有限差分法进行对压力场进行了求解,计算获得了浮环气膜密封的稳态特性参数,并探究了不同工况及结构参数对气膜径向刚度的影响规律。分析结果表明:随着压强、转速和偏心率的增大都可引起气膜浮升力的提高及径向气膜刚度增大,从而改善了密封系统的稳定性,其中转速为20000r/min,入口压力为0.9MPa时,偏心率取值0.6和螺旋角取值30°时,气膜承载力最佳,气膜刚度最大,可显著提升密封装置维稳和抗振性能。该研究对浮环密封系统设计提供了一定的参考。

针对某车型的动力总成在粗糙路面抖动大的问题,通过采用四立柱道路振动试验台和悬置系统6自由度模型,研究了液压悬置阻尼频率与整车平顺性的关系。结果表明,四立柱道路振动试验台上座椅导轨的振动峰值频率有两个,分别来源于轮心共振和动力总成垂向共振;基于6自由度模型计算的动力总成模态分布,与实际测试整车垂向模态有偏差,源于液压悬置的阻尼作用和整车悬置安装点不满足计算假设;通过优化液压悬置阻尼频率能够抑制动力总成垂向振动,同时降低轮心的垂向振动,有效改善了行驶在粗糙路面的平顺性。