研究偏心率及不同供气压强条件下,气体静压径向轴承节流孔附近的气膜流场特性及承载力变化情况,并通过优化节流孔张角,提高轴承承载力。建立气体静压径向轴承三维模型,划分网格并确立模型的边界条件,采用Fluent软件对轴承内部气膜流场进行仿真计算。计算结果表明,气体静压径向轴承偏心率的增加,会导致区域气膜的压力差增大,从而提高轴承的承载力。轴承承载力同样会随着供气压强的增大而增大,但增幅会随着供气压强的增大而逐渐变小。但当供气压强增加到临界值时,由于节流孔附近激波的出现,将导致承载力随着供气压强的进一步增大而降低。通过改变轴承节流孔张角,可消除轴承气膜内的涡流现象,并改善气膜流场特性,降低能量损失,提高轴承承载力。经过分析对比,发现最优节流孔张角介于50°到60°之间。

为了进一步了解转子偏斜角误差对滑动轴承系统运行稳定性的影响,建立了带有转子偏斜角误差的滑动轴承系统动力学模型,研究了不同程度的转子偏斜角误差对滑动轴承油膜厚度分布、油膜压力场的分布、系统承载能力、工作运行稳定性以及轴颈摩擦功率损耗的影响。其结果表明,转子偏斜角误差的存在将会对油膜厚度分布和油膜压力场分布产生显著的影响;滑动轴承系统的承载能力因转子偏斜角误差的存在而呈现出增大的趋势;当偏心率<0.6时,轴承系统的运行稳定性将会随着转子偏斜角误差的增大而降低;而当偏心率<0.65时,偏斜角误差的增加对稳定状态下轴承系统中轴颈摩擦功率损耗的减小起到了促进的作用,当>0.65时,该摩擦功率损耗则随着偏斜角误差的增加而明显增加。

汽车关闭力直接影响到整车质量的评价结果,它的好坏往往也反映了车门感知质量的优劣,而车门铰链倾角是影响关闭力的关键因素之一。在分析影响车门关闭力的各种影响因素的基础上,重点分析了铰链倾角对车门关闭力的影响。通过Adams仿真软件对各种倾角下关闭力进行仿真确定最佳倾角的参数。然后基于速度法测试车门关闭力构建物理试验平台,并且根据仿真确定参数的基础上在物理试验平台上进行试验,并最终确定车门关闭力最小时铰链倾角最佳参数值。

传统铲斗强度分析方法仅仅通过有限元法选取铲斗极限工况进行强度计算,其计算结果明显偏大,设计偏于保守,不利于实现铲斗的轻量化设计。针对以上缺陷,借助离散元素法,建立基于物性参数的碎石和铲斗的仿真接触模型,通过动力学仿真定义铲斗运动特性,获取铲斗在散体力作用下所受动载荷,结合有限元方法对其进行强度计算,并通过应力测试试验验证了该理论方法的可靠性,同时与传统的强度计算结果进行对比。对比结果表明,采用离散元-有限元耦合分析铲斗强度更贴近于实际情况,为铲斗和其它工作装置的设计和优化提供新的参考。

装载机铲斗性能是确定装载机牵引性能和整体参数的重要因素,为设计出合理的铲斗斗型,实现作业过程的高效节能,需要对铲装作业过程和铲斗尺寸结构进行系统的研究。基于离散元素法,从散体力学的角度对铲装过程进行分析,并通过实验对比验证了模型的正确性。根据四参数铲斗设计原则研究不同截面几何参数的铲斗在相同条件下的插入阻力和满斗率。通过能量法对不同铲斗进行能量分析,得到满斗率尽可能高且最节能的铲斗,最优截面参数为E_0=40°,D=1.3,E_1=52°,G=0.31,为装载机节能型铲斗设计提供可靠地依据。

装载机铲斗在工作过程中所承受的载荷历程是分析铲斗疲劳寿命的基础数据,也一直是装载机研究领域的重点。为研究更符合实际工况的载荷历程,以1.2T铲斗为模型,对目前已有的三种方进行分析,并针对这三种方法存在的问题提出一种采用散体力学与多体动力学耦合的新方法。对工作装置的油缸施加模拟实际工况的运动,将多体动力学分析得到铲斗在工作过程中状态信息作为散体力学分析的基础数据,并结合散体力学分析所得作业阻力再次对铲斗进行多体动力学分析得到装载机铲斗的载荷历程。最后设计装载机铲装实验,将实验数据与四种方法作对比,证明采用散体力学与多体动力学耦合的方法可以得到更加符合铲斗实际工况的载荷历程,为装载机铲斗的疲劳可靠性分析提供依据。

圆柱度误差作为制造误差的重要组成部分,它对滑动轴承转子系统的影响很大,但目前对圆柱度误差的研究较少且没有研究圆柱度误差对不同长径比下滑动轴承运行特性的影响。本文建立圆柱度误差下滑动轴承系统动力学模型,通过有限差分法求解Reynolds方程,利用MATLAB仿真分析得出不同长径比下Sommerfeld数、无量纲运行参数Op、功率损耗曲线的变化情况,对比不同长径比对普通滑动轴承运行特性的影响。结果表明圆柱度误差存在与否不改变长径比对轴承承载能力的影响,即无论是否存在圆柱度误差长径比的增加都有利于承载力的提高;圆柱度误差会改变长径比对滑动轴承运行稳定性的影响;圆柱度误差会改变长径比对滑动轴承摩擦功率损耗的影响。

动臂制造质量是装载机性能的重要指标,而影响动臂制造质量的最主要因素就是动臂焊接后的铲斗孔端与车架孔端的收缩变形,常用的方法是运用机械液压矫正工装并参照油缸推出量对其进行重复矫正来减小变形量;运用solidworks对动臂进行三维建模并导入sysweld软件对动臂进行有限元分析,得到焊接后的应力图和变形量;建立变形后的三维模型导入ansys workbench建立有限元分析模型,得到矫正过程焊缝处并未产生位移变化量,通过对动臂板矫正后焊缝残余应力分析得知,焊缝处残余应力峰值均未超过材料屈服强度的极限应力值;最后通过实验来测量焊缝处的应力,与仿真分析结果大致相同。从而证明焊后变形机械矫正的可行性,为动臂机械矫正提供了支持。

1.2T装载机铲斗的结构简单相对耗材较多但装载物料较少,需要对其进行强度及疲劳寿命分析。其中装载机铲斗在工作过程中所承受的载荷历程是分析铲斗疲劳寿命的基础数据,装载机铲斗载荷历程的获取也一直是装载机研究领域的重点。为获取更贴近铲斗实际工作情况的载荷历程,采用散体力学与多体动力学耦合仿真的方式来获取铲斗的载荷历程。对1.2T铲斗进行应力应变实验,验证了载荷历程的准确性。最后利用得到的载荷历程对装载机铲斗进行强度与疲劳分析,发现了1.2T铲斗存在应力分布不合理现象,并计算得到其疲劳寿命。为1.2T铲斗结构的优化提供了参考,对其以后的优化、工程机械的计算与仿真有一定的指导意义。

为了控制H型构件在焊接后的焊接变形,这里采用了热弹性变形法对焊接工艺进行分析,研究了焊接方向对H型构件焊后变形的影响。发现焊接方向对H型构件纵向变形的影响不明显,对扭转变形有明显的影响。结果表明不同的焊接方向对扭转变形有着不同的影响,当上下翼板的焊接方向相同时,上下翼板在焊接后朝着相同的方向发生扭转变形,上下翼板的相对扭转变形较小,一般情况下可直接用于装配;当上下翼板的焊接方向相反时,上下翼板在焊接后朝着相反的方向发生扭转变形,上下翼板的相对扭转变形较大,需要焊后矫正工序来矫正其变形。