龚晖 扭转刚度与设计

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大扭矩力转换机构设计与动力学仿真

大扭矩力转换机构设计与动力学仿真

4.4 计算结果与分析
给输入轴施加正弦规律的往复运动,运动函数 为 40·sin(2πt),频率 1 Hz,得到系统仿真结果,如 图 4~图 6。 由结果可知,输入轴做正弦往复运动时,螺旋 套输出运动为正弦曲线规律的摆动运动,其角位移 和速度平稳,加速度略有波动。滚珠在滚道中大体 按正弦曲线运动,特别是螺旋槽中的滚珠随着运动
The design and dynamic simulation of LIU Zhi-qiang,GONG Xian-sheng
(The State Key Laboratory of Mechanical Transmission,College of Mechanical Engineering, Chongqing University,Chongqing 400044,China) Abstract: For the establishment of new high-elastic coupling of the test platform to meet their high-torque requirements of small swing angle experiments, based on ball screw transmission, a high-torque force converter which can transform directly the straight movement to rotation movement was designed. The force converter model was build by Pro/E, then the flexible multi-body systems were simulated and analyzed by ADAMS software, especially the movement of spiral set output and ball were emphatically analyzed, the curves of movement were also obtained, the validity of the virtual prototyping is verified And simulation data provides effective means for the development of new products. Key words:screw transmission;torque;ball;swing

谐波减速器柔轮力学特性分析

谐波减速器柔轮力学特性分析

A Thesis Submitted to Chongqing University in Partial Fulfillment of the Requirement for the Professional Degree
By Xie.Hengpeng
Supervised by Prof. Wang Jiaxu Specialty: ME(Mechanical Engineering Field)
College of Mechanical Engineering of Chongqing University, Chongqing, China May 2015
中文摘要


谐波减速器是一种利用可控变形的柔性构件产生的变形波进行运动或动力传 递的新型传动装置,由于其具有其他传动装置所难以达到的特殊性能,因此在航 天装备和机器人领域得到越来越广泛的应用。但是,工程实践表明,谐波减速器 平均无故障工作的时间较短, 其最突出的问题是柔轮的可靠性、 使用寿命不理想, 输出端扭转刚度不足。作为谐波减速器主要构件的柔轮是一个薄壁壳体,受波发 生器和外部负载的双重作用,在循环弹性变形的状态下工作,既承受弯曲应力, 又承受扭转应力,很容易发生疲劳失效。因此,对谐波减速器的柔轮进行力学特 性方面的分析有着重要的意义。 本文以谐波减速器的柔轮为主要研究对象,完成了下列工作: ①介绍了谐波减速器的工作原理、传动特点及应用领域,对柔轮在波发生器 作用下的变形、应力和疲劳强度进行了理论计算。 ②根据课题要求,设计了一种传动比为 100 的谐波减速器,利用有限元分析 软件 ANSYS Workbench 建立了柔轮——波发生器有限元非线性接触模型,分析了 柔轮在波发生器作用下的变形规律和应力分布,结果表明柔轮齿圈与光滑筒体连 接处和光滑筒体与筒体底部过渡处为柔轮的应力危险区域。 ③分析了柔轮在不同长径比和不同壁厚参数下的变形规律和应力分布。然后 对柔轮应力危险区域进行结构参数调整和优化设计,建立了有限元非线性接触模 型,重点分析了柔轮的应力分布情况,结果表明经过对结构参数的优化设计,柔 轮应力危险区域的应力分布得到明显改善。 ④首先对两种不同结构参数的谐波减速器柔轮进行了扭转刚度有限元分析, 得到了柔轮的扭转刚度,然后设计并搭建了一套谐波减速器扭转刚度测试系统, 通过对测试数据的分析得到了它们的扭转刚度。测试结果表明经过结构参数优化 的机型一的扭转刚度比未经结构参数优化的机型二扭转刚度要高得多,同时通过 对照有限元分析的结果,两者得到的谐波减速器的扭转刚度呈现出一致性,表明 了结构参数的优化有利于提高谐波减速器的扭转刚度。 关键词:谐波减速器,柔轮,力学特性,有限元分析,扭转刚度

SUV白车身扭转刚度的分析与优化_熊辉

SUV白车身扭转刚度的分析与优化_熊辉

日习则学不忘,自勉则身不坠。
— — —徐干
- 43 -
3)前轮罩处增加接头布置,形成完整的环状路径, 增大环状结构截面面积,加大结构加强件料厚。
4)关键接头部位增加结构胶和焊点,提升车身扭 转刚度。
通过灵敏度分析以及车身结构优化设计,最终计 算得到白车身扭转刚度是 17 870 N·m(/ °),提升量为 4 021 N·m(/ °),提升率为 22.5%,满足项目设定目标。 同时白车身弯曲刚度提升了 16.7%,弯曲和扭转模态也 得到了有效的提升。
极大提高产品可靠性。因此针对车身的扭转刚度对白 车身进行准确的有限元建模分析成为设计开发中一项 不可缺少的重要内容。
某款 SUV 车型扭转刚度分析思路,如图 3 所示[2], 首 先 把 工 程 设 计 CATIA 数 模 导 入 有 限 元 分 析 软 件 HyperMesh,然后进行单个零件网格建模、连接、支撑、
参考文献 [1] 高云凯,蓝晓理,陈鑫. 轿车车身模态修改灵敏度计算分析[J]. 汽车工
程,2001,23(5):352-355. [2] 仇彬. 轿车白车身扭转刚度分析及结构优化设计[D]. 安徽:合肥工业
大学,2007:18. (收稿日期:2015-09-27)
人能不食十二日,惟书安可一日无。
— ——陆游
考虑到白车身的受力传力复杂性,本次采用的是 详细有限元模型。建模重点过程分为结构优化、单元 选取、单元数量和质量控制、网格布局及连接方式模
步分析,分析各个环的截面和连续性等;然后挑选出各 个环中的关键件并进行简化建模和灵敏度分析,白车 身简化模型图,如图 7 所示。灵敏度分析可以迅速找出 对白车身扭转刚度影响的关键部件并分析出贡献量, 为后期设计优化提供重要的支持。

钢芯铝绞线的拉扭耦合力学性能

钢芯铝绞线的拉扭耦合力学性能

收稿日期:2020-03-07 修回日期:2020-07-23 网络首发日期:2020-09-16
基金项目:国家自然科学基金(51778097)
第一作者:张龙(1977—),男,高级工程师,硕士,研究方向为输电线路工程,E-mail:11984726@
通信作者:晏致涛(1978—),男,教授,博士,研究方向为输电线路工程,E-mail:yzt@
(a) 扭转试验机
铝绞线 钢芯
(b) LGJ/JL/G1A-70/10 试件 (c) 试件截面 图 1 扭转试验机及试件
Fig. 1 Torsion testing machine and test specimens 试件采用型号为 LGJ/JL/G1A-70/10 的钢芯铝 绞线,如图 1(b),型号名称中的 JL 表示 L 型硬铝线 制成的铝绞线[3]. 其截面如图 1(c)所示,钢芯铝绞线 的物理参数如表 1 所示. 使其两端固定在夹具上,通 过一端夹具固定,另一端夹具以稳定的速率转动来 检测扭转特性. 钢芯铝绞线扭转试验步骤: 1) 在试件两端测量出试件的内径与外径,利用
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ4期
张 龙,等:钢芯铝绞线的拉扭耦合力学性能
891
几何方法计算平均钢芯铝绞线截面的扭转极惯性 矩,记录初始位置;
2) 调节夹具距离,将钢芯铝绞线试件夹装在试 验机上并固定夹具;
3) 选择传感器设定基本参数:极惯性矩、试样 标距、强度修正系数,转角速度等;
4) 观察扭矩-转角曲线,判断试件进入塑性阶段 后停止试验,关闭试验机;
5) 保存软件得到的曲线图与数据,在相同标距 下,重复试验得到 5 组扭矩-转角曲线图.
1 导线扭转试验
在重庆科技学院成型实验室进行了导线扭转 试验. 试验采用由济南永测工业设备有限公司生产 的微机控制扭转试验机,型号为 YCNZ-W500,如 图 1(a)所示. 主机采用卧式结构. 被测试件固定在 通过履带可调间距的夹具之间,可进行定角度扭矩 试验. 计算机显示器可显示被测试件的扭矩-转角曲 线、实时显示角度及扭矩峰值等. 右端扭矩盘连接了 传感器为固定端,左端通过减速机传动带动加力盘 转动,通过试样加载将扭矩传到扭矩盘端检测扭矩. 通过高精度扭矩传感器,可正、反两方向测量扭矩.

单箱多室箱形梁截面抗扭转刚度计算

单箱多室箱形梁截面抗扭转刚度计算

,2
J, ,2而
(4)
J了
式(4)表明,对于单箱单室截面扭转惯性矩可直
接写出显示表达式。 2.3 单箱多室截面扭转刚度计算
对于单箱多室的箱梁截面其扭转剪应力为内部超
静定问题,其截面刚度分析虽不能直接写出显示表达
式,但仍可应用单箱单室截面的基本方法,建立隐式关
系式联立求解求得。用图2所示单箱4室截面为例说 明其具体求解方法。
2箱形梁截面扭转刚度计算方法
2.1 计算说明
箱形截面上在扭矩帆作用下产生扭转变形,可分 为自由扭转和约束扭转。箱形梁桥由于诸如在支座处 存在约束限制等因素影响,就其性质而言,属于约束扭 转类型,但分析试验表明:一般情况下这种约束所导致 的翘曲应力状态可以忽略不计。以下仅讨论自由扭转 情况的抗扭转刚度甜问题,即符合下列基本假定条件: (1)箱形梁在自由扭转状态时,其横截面在变形后仍保 持为一个平面;横截面上只存在平衡扭矩的切应力,而 不计正应力;(2)变形前横截面上的任一径向直线,在变 形后仍保持为径向直线;(3)因薄壁截面的壁厚与板宽 相比一般很小,假定剪力流沿壁厚均匀分布。 2.2 单箱单室截面扭转刚度计算
铁道标准渡.卉RAILWAy sTANDARD DEsIGN 2008‘8、
鄱宏庆,杨 宏一单箱多室箱形梁截面抗扭转刚度计算
·桥 梁·
剪力流与单位箱梁长度的扭转角p之间关系式为
口=南·俜
∥,
当日=l时
死·饽=G叩
(3)
由式(2)代人式(1)再由式(3)代入死
Mq T。·F
G·P




G.f生
嘲2扩㈣
则:
L=兀l/G·Fl+瓦2/G·心+
瓦3/G·,3+叱/G·Ⅳ

越野汽车悬架车架及车身扭转刚度匹配的研究

越野汽车悬架车架及车身扭转刚度匹配的研究

动+跳动工况;驱动+跳动+转向工况;转向工况。

计算出各工况下最大形变位移和最大应力。

判断依据:考虑安全系数和使用要求,结构设计须考虑材料轻量化,由设计师做出判断,最终由台架试验和道路试验验证。

3.3油封的设计油封:考虑油的介质、工作温度和旋转方向等,而根据经验采用不同材质和结构。

通常采用丁晴橡胶和丙烯酸脂,考虑耐高温、对耐寒性和弹性要求相对低些,可选用丙烯酸脂;考虑橡胶弹性,耐高温性相对低,可选用丁晴橡胶;另现在较广泛采用耐热和耐油性好,但成本稍高的氟橡胶。

4结束语轮边减速器在国内外工程机械驱动桥和军用越野车驱动桥上广泛使用,本文探讨了轮边减速器的一般设计流程,从结构选型,基本参数设计计算,齿轮强度校核,轴承寿命计算,壳体CAE分析等一一加以介绍,为轮边减速器的设计开发提供参考。

参考文献:[1]张银保.汽车轮边减速器[J].湖北工业大学学报,2005,20(3):103-106.[2]黄松,徐满年.汽车之感悟[M].北京:北京理工大学出版社,2007.[3]刘惟信.汽车设计[M].北京:清华大学出版社,2001.[4]王犹松,平建军.EQ2050越野汽车轮边减速器总成台架疲劳试验方案设计[J].汽车科技,2007,(1):44-47.[5]许铁林.工程机械轮边减速器结构设计研究[J].工程机械,1997,28(6):28-30.DesignofWheelReductorWANGZhen-xiao,LIZeng-hui(DFMTechnicalCenter,Wuhan430056,China)Abstract:Inthispaper,thegeneraldesignmethodofwheelreductorisintroduced,includingselectionofstructureplan,designofbasicparameters,checkofstrength,CAEanalysisofimportantparts,thedomesticgapsofdesigningwheelredactorisfilled,andareferenceisprovidedfordevelopmentofrelatedproductsinfuture.Keywords:wheelreductor;designprocess;CAEanalysis越野汽车悬架车架及车身扭转刚度匹配的研究周忠胜,陈建贤(东风汽车公司技术中心,武汉430056)摘要:从越野汽车大比例扭转使用环境出发,首先分析了整车、悬架、车架、车身扭转变形,继而从提高越野汽车越野行驶最大平均车速,保证乘员舒适性、通过性、可靠性、轻量化水平角度出发,探讨了悬架、车架、车身(车箱)扭转刚度的匹配思路和方法。

西南交大 材料力学 龚晖 扭转

西南交大 材料力学 龚晖 扭转

16
max 2max 71.3MPa [ ] 80MPa
该轴满足强度条件。
g材料的切变模量?p剪切屈服极限meme切应力互等定理g?g?e???12???egxddd2?g??xdd??g??memed?gdggetto1o2ababdxdag?d?gdggeo1o2dag?dxdg?g?xgdd?????xdd??g??ad???t??ataxga??ddd2????aaid2p?pddgitx??称为横截面的极惯性矩??dao令令得得tpit????ad???t??a??aaid2p?称为横截面的极惯性矩??dao其中tpit????1
讨论: 为什么说空心圆轴比实心圆轴更适合于做受扭构件?
Ⅲ、强度条件 等直圆轴
max [ ] Tmax [ ]
Wp
材料的许用切应力
例 图示阶梯状圆轴,AB段直径 d1=120mm,BC段 直径 d2=100mm 。扭转力偶矩 MA=22 kN•m, MB=36 kN•m, MC=14 kN•m。 材料的许用切应力
Me
(b)
相邻圆周线绕杆的轴线相对转动,但圆周的大 小、形状、间距都未变;
纵向线倾斜了同一个角度g ,表面上所有矩形
均变成平行四边形。
(a)
Me
Me
(b)
平面假设
等直圆杆受扭转时其横截面如同刚性平面一 样绕杆的轴线转动。
推论: 横截面上没有正应力产生 杆的横截面上只有作用在横截面内的切应力
Me
Me
符号:力偶矢离开截面为正
4.78
A
B
3
T3
3
4.78 2
力偶矢指向截面为负
T2
未知扭矩按正向假设
2

基于液压伺服系统的白车身弯扭刚度试验研究

基于液压伺服系统的白车身弯扭刚度试验研究

基于液压伺服系统的白车身弯扭刚度试验研究刘伟;王灵龙;程云祺;王春辉【摘要】车身刚度是衡量整车性能的重要指标之一,车身刚度试验是验证、评价车身静刚度的主要途径.本文以白车身的弯曲、扭转刚度试验为例,对试验系统和试验流程进行了介绍,主要包括系统组成、传感器标定方法、测量点的选择、加载方式、试验数据处理等方面,并对试验方法提出几点改进意见.实际应用结果表明,此试验方法较为合理,易于操作,能够准确地测量车身刚度.【期刊名称】《工程与试验》【年(卷),期】2013(053)002【总页数】4页(P16-19)【关键词】白车身(BIW);弯扭刚度;试验方法【作者】刘伟;王灵龙;程云祺;王春辉【作者单位】中国汽车技术研究中心试验研究所,天津300300;中国汽车技术研究中心试验研究所,天津300300;中国汽车技术研究中心试验研究所,天津300300;中国汽车技术研究中心试验研究所,天津300300【正文语种】中文【中图分类】U463.821 引言车身刚度,主要包括扭转刚度和弯曲刚度,是指车辆在行驶过程中抵抗外力变形的能力,是衡量整车力学性能的重要指标。

现代绝大多数轿车都采用承载式车身结构,这种车身几乎承担了车辆使用过程中的所有载荷。

如果刚度不够,不仅会引起车框、窗框、发动机舱和行李厢等的变形,影响车身结构的安全性、可靠性和舒适性,而且影响其上总成的安装位置,从而直接或者间接影响到汽车的动力响应和NVH性能[1]。

因此,对车身进行弯扭刚度特性试验,获取测量数据,分析车身结构的不足有着十分重要的意义,但是在试验方法上,尚未制定国家标准或行业标准。

本文介绍了一种基于液压伺服系统的车身弯扭刚度试验方法,能够实时、精确地检测车身刚度。

2 试验方案及过程2.1 试验系统组成试验系统主要包括加载装置、车身固定夹具、位移传感器和数采系统等部分。

加载装置使用的是IST液压伺服系统,该系统具有响应速度快、灵敏度高、动态性能好等优势,能够准确控制载荷大小、加载方式和移动速度。

斜向旋转型三维隔震装置的力学模型和试验研究

斜向旋转型三维隔震装置的力学模型和试验研究

斜向旋转型三维隔震装置的力学模型和试验研究作者:杨巧荣王梁亚刘文光许浩徐鸿飞来源:《振动工程学报》2021年第03期摘要:針对斜向旋转型三维隔震装置的变形及力学性能特点,介绍了该三维隔震装置的组成部件、变形机理和力学性能设计方法,建立其水平平动刚度模型、竖向力⁃位移滞回模型,确定了三维隔震装置的水平平动刚度、竖向压缩刚度和水平扭转刚度理论公式。

采用300型三维隔震支座进行了竖向加载力学性能试验,拟静力试验结果表明,该三维隔震装置竖向变形形式符合理论机理,滞回性能和承载能力稳定,将三维隔震装置加载、卸载竖向刚度及等效黏滞阻尼比的理论计算值和试验实测值进行对比分析,结果吻合较好。

通过对三维隔震装置进行有限元模拟分析,验证了理论分析和静力试验所得出的水平和竖向滞回模型的正确性。

关键词:三维隔震; 倾斜旋转摩擦; 力学模型; 静力试验; 有限元分析中图分类号: TU352.1 文献标志码: A 文章编号: 1004-4523(2021)03-0462-10DOI:10.16385/ki.issn.1004-4523.2021.03.003引言隔震结构通过在基础结构和上部结构之间设置隔震层,使上部结构与水平地震动绝缘,从而提高结构的抗震性能[1]。

长久以来,国内外学者一直把注意力集中在研究水平地震方面,但竖向地震作用对结构的消极影响也不容忽视。

1976年Gazli地震与1979年Imperial地震记录竖向加速度均超过了水平加速度,1995年日本阪神地震中竖向地震对大跨度结构的震动破坏远大于水平地震[2]。

与非隔震结构相比,传统水平隔震结构能较好地隔绝水平地震动,但不会减小竖向地震作用,相反还可能略有放大[3],因此进行结构竖向隔震研究就显得十分重要。

近年来,国内外学者在研究建筑水平隔震的同时还对三维隔震技术进行了大量的分析和研究,提出的三维竖向隔震措施和装置,包括厚层橡胶支座、液压油缸、空气弹簧等。

Seigenthaler[4]采用厚层橡胶块作为建筑物三维隔震支座对一幢学校建筑进行加固,之后对这个系统进行振动台试验,这是首次应用于实践的三维隔震设计。

基于半轴扭转刚度调校的新型微客轰鸣声治理

基于半轴扭转刚度调校的新型微客轰鸣声治理
Key words : acoustics; axle-shaft; torsional stiffness; torsional vibration; new minivan; booming noise
2013 年以来,国内传统微车市场开始持续走低, 借其小排量、低成本、多功能的显著特点,不仅没有 而新型微客(又称低端经济型 MPV)却逆势上扬,凭 受到传统微车销量下降的直接影响,还呈现出了销
动系扭振理论分析模型,获取微车传动系扭振特性。运用传动系扭振测试分析结果对理论分析模型的有效性进行验证,
并在此基础上开展关键部件扭转刚度对微车传动系扭振模态的影响规律研究,充分挖掘传动系部件参数设计上的抗扭
振潜力。提出通过调校驱动半轴扭转刚度实现微车传动系扭振问题治理的方法 ,并设计针对性实验对该方法进行验
收稿日期:2015-07-09 基金项目:高等学校博士学科点专项科研基金资助项目
(20100184110002);中央高校基本科研业务费专 项资金资助(SWJTU12CX036) 作者简介:吴昱东(1989-),男,南京市人,博士生,主要研究方 向为汽车噪声、振动与舒适性方面研究。 E-mail: swjtuwyd@ 通讯作者:丁渭平(1968-),男,教授。 Email:dwpc@
证。结果表明 :适当降低驱动半轴扭转刚度 ,可以有效减小微车传动系扭振 ,进而降低车内轰鸣声 ,提升车内声振舒
适性。
关键词:声学;驱动半轴;扭转刚度;扭振;新型微客;轰鸣声
中图分类号:TU112;TH132
文献标识码:A
DOI 编码:10.3969/j.issn.1006-1335.2016.01.015
Interior Booming Noise Reduction in New Minivans Based on Axle-shaft Torsional Stiffness Modification

【CN109637298A】用于结构力学教学的转动刚度可视化装置【专利】

【CN109637298A】用于结构力学教学的转动刚度可视化装置【专利】
2 .根据权利要求1所述的用于结构力学教学的转动刚度可视化装置,其特征在于,所述 转动孔(17)内固定安装有轴承的外圈,轴承的内圈与转动杆(18)的外侧固定套接。
3 .根据权利要求1所述的用于结构力学教学的转动刚度可视化装置,其特征在于,所述 转动杆(18)的另一侧固定安装有旋转块,旋转块的外侧设有防滑螺纹,挤压板(12)为铁质。
代理人 王海燕 (51)t .Cl .
G09B 23/10(2006 .01)
(10)申请公布号 CN 109637298 A (43)申请公布日 2019.04.16
( 54 )发明 名称 用于结构力学教学的转动刚度可视化装置
( 57 )摘要 本发明公开了一种用于结构力学教学的转
动刚 度可视化装置 ,包括支板 ,所述支板的 顶部 固定安装有增高板,增高板的顶部固定安装有刻 度盘 ,刻度盘的 一 侧转动安装有转 轴 ,两个转 轴 上安装有同一个弹簧钢薄片梁带 ,转轴上固定安 装有第一力臂,所述第一力臂的一侧安装有第二 力臂,第二力臂靠近第一力臂的一侧开设有收纳 槽,第一力臂靠近第二力臂的一侧固定安装有固 定板 ,固定板与收 纳槽的 侧壁滑动连接。本发明 便于对力臂的长度进行调节,便于进行不同扭矩 施加力臂下的结构力学教学,同时便于对自身进 行移动 ,移动过 后便于稳固放置 ,通过压缩弹簧 受力产生的作用力可以减缓支板与地面接触时 产生的冲击力,结构简单,使用方便。
权利要求书1页 说明书4页 附图3页
CN 109637298 A
CN 109637298 A
权 利 要 求 书
1/1 页
1 .用于结构力学教学的转动刚度可视化装置,包括支板(1) ,所述支板(1)的顶部固定 安装有增高板(2) ,增高板(2)的顶部固定安装有刻度盘(3) ,刻度盘(3)的一侧转动安装有 转轴(4) ,两个转轴(4)上安装有同一个弹簧钢薄片梁带,转轴(4)上固定安装有第一力臂 (5) ,其特征在于,所述第一力臂(5)的一侧安装有第二力臂(6),第二力臂(6)靠近第一力臂 (5)的一侧开设有收纳槽(7),第一力臂(5)靠近第二力臂(6)的一侧固定安装有固定板(8) , 固定板(8) 与收纳槽(7)的侧壁滑动连接 ,所述固定板 (8)的底部开设有凹槽 (9) ,凹槽(9)的 顶部内壁上固定安装有磁条 (10) ,所述第二力臂(6)的底部开设有滑孔 (11) ,滑孔 (11)内滑 动安装有挤压板(12) ,挤压板(12)的一侧固定安装有齿条(13) ,所述滑孔(11)的两侧内壁 上均开设有弹簧槽(14) ,挤压板(12)的顶部与磁条(10)相吸附 ,所述挤压板(12)的两侧均 固定安装有挤压块(15) ,两个挤压块(15)的底部均固定安装有弹簧(16)的一端,两个弹簧 (16)的另一端分别与两个弹簧槽(14)的底部内壁相焊接,所述第二力臂(6)的底部固定安 装有固定座(20) ,固定座(20)上开设有固定孔(21) ,挤压板(12)的底部延伸至固定孔(21) 内 ,所述固定座 (20)的一侧开设有转动孔 (17) ,转动孔 (17) 与固定孔 (21) 相连通 ,所述转动 孔(17)内转动安装有转动杆(18) ,转动杆(18)的一端延伸至固定孔(21)内 ,所述转动杆 (18)的外侧固定套设有齿轮(19) ,齿轮 (19) 与齿条 (13) 相啮合 ,所述第一力臂(5)的顶部固 定安装有承载板,承载板的一侧固定安装有刻度尺,所述第二力臂(6)的顶部固定安装有指 示针,指示针与刻度尺相配合。

新型扭转准零刚度的振动角度传感系统

新型扭转准零刚度的振动角度传感系统

A n on l i ne a r d y na mi c mod e l o f t he pr op o s e d s e ns or s y s t e m i s e s t a b l i s h e d b a s e d o n s t a t i c a na l y s i s .
摘要 :针 对 工程 实践 中绝对振 动 角度难 以直接测 量 的 问题 , 提 出 了一 种 带有 凸轮 滚珠 装 置 的新 型
扭 转 准 零 刚 度 的 振 动 角度 传 感 系 统 。依 据 传 感 系统 的 结 构 特 点 , 分 析 了其 测 量 机 理 ; 在 静 力 学 分 析 的 基础 上 , 建 立 了 传 感 系统 的 非 线 性 动 力 学 模 型 ; 采 用谐 波 平衡 法研 究 了压簧 预 压 缩量 、 阻 尼 比 和
A Ne w T y p e o f S e n s o r S y s t e m wi t h To r s i o n a l Qu a s i - Ze r o s t i f f n e s s
f o r Ang u l a r Vi b r a t i o n M e a s u r e me nt
被 测信 号幅值 对动 态测量性 能 的影响 。数值 仿 真结 果表 明 , 即使 压 簧 预压 缩 量 有 4 的误 差 , 对 于
相 应 线 性 系 统 固有 频 率 0 . 3倍 频 以 上 的 小 幅 振 动 , 实时 测量误 差仍 然 可 以控 制 在 3 以 内。该 系 统 可 以 为 诸 多 振 动 控 制 问题 提 供 一 个 方 便 、 廉价 、 直接 、 精 确 的扭振 状 态测量 方案 。 关 键 词 :振 动 角度 ; 传 感 系统 ; 准 零 刚度 ; 非线性 动 力 学 中 图 分 类 号 :TH1 1 3 . 2 文 献 标 志 码 :A 文 章 编 号 :0 2 5 3 - 9 8 7 X( 2 0 1 7 ) 0 8 — 0 0 9 0 ~ 0 6

《龚晖弯曲正应力》课件

《龚晖弯曲正应力》课件

梁的评估和测试
完成梁的设计之后,必须对其进行评估和测试, 确保其能够承受荷载并保持结构的完整性。
龚晖的研究成果
1
工作概述
龚晖在弯曲应力应变方面进行了深入研
对工程实践的贡献
2
究,并利用实验测量和数值模拟提出了 新的结论。
龚晖的成果对工程实践的材料选型和梁
的设计非常重要。
3
龚晖的研究方法
龚晖运用实验室测试、数值模拟、计算
3 材料强度
材料的屈服和极限强度是 设计梁时必须考虑的两个 关键因素。
基于弯曲应力的梁的设计
确定所需的截面形状
工程师必须确定截面形状和尺寸,以满足卫星、 桥梁或建筑等结构的要求。
计算负载和弯曲应力
工程师必须考虑梁所承受的荷载,并计算出材 料的屈服强度和极限强度。
选择材料
根据上述计算,选择相应的材料,使得梁在荷 载下不会垮塌,同时考虑成本。
实验结果
4
方法和统计分析来支持她的研究。
龚晖的研究发现,当梁的,梁的应力和应变也会增加。
龚晖的成就和挑战
龚晖的研究成就
通过她的研究,龚晖为工程实践提出了许多重要的 建议和指南。
龚晖面临的挑战
作为一名女性工程师,龚晖可能面临工作环境中的 性别歧视和处境。
对弯曲应力的施力
点荷载
作用于梁的一个点上。 例如,在桥梁上安装一个摄像 头。
分布荷载
作用于梁的整个长度。 例如,风荷载或自重。
反弯矩
沿梁的长度方向外加的内部力。 例如,在大跨度桥梁中使用的 缆索。
正常应力和应变的基础知识
张拉测试
正常应力是应用在梁上的拉伸或压缩力。张拉测试 用于测量材料的强度。
钢梁弯曲测试

白车身扭转刚度分析与优化

白车身扭转刚度分析与优化

白车身扭转刚度分析与优化
罗伟;周定陆
【期刊名称】《计算机辅助工程》
【年(卷),期】2006(015)0z1
【摘要】对某白车身建立有限元模,利用MSC Nastran软件进行扭转刚度和模态分析,在此基础上以车身重量为优化目标,在满足扭转刚度要求的条件下对零件厚度进行敏感度分析和优化分析,得到了符合设计要求的改进方案.
【总页数】3页(P222-224)
【作者】罗伟;周定陆
【作者单位】长安汽车股份有限公司,重庆,400060;长安汽车股份有限公司,重庆,400060
【正文语种】中文
【中图分类】U4
【相关文献】
1.基于弯曲刚度和扭转刚度的白车身优化分析 [J], 王志亮;刘波;马莎莎;曹洪娜
2.SUV白车身扭转刚度的分析与优化 [J], 熊辉;方军;袁堂福;肖锋;
3.SUV白车身扭转刚度的分析与优化 [J], 熊辉;方军;袁堂福;肖锋
4.基于灵敏度分析的白车身扭转刚度优化 [J], 郑孟;李阳;郝海舟;张健
5.基于有限元分析的某重卡白车身扭转刚度优化设计 [J], Zhao Zhen;Shan Changzhou;Wang Xiangting
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车身扭转刚度匹配与可视化方法研究

车身扭转刚度匹配与可视化方法研究

车身扭转刚度匹配与可视化方法研究
黄斌;胡朝辉;罗德洋
【期刊名称】《机械强度》
【年(卷),期】2018(40)2
【摘要】目前的车身扭转刚度计算和评价方法反映的是车身整体刚度以及大梁或门槛的扭转曲线,无法评价刚度匹配特性和各区域对车身的贡献。

针对这一问题,将各区域的应变能及应变能密度作为分析对象,提出基于区域贡献量的刚度匹配评价方法。

同时,提出一种可视化方法,将区域贡献量数值可视化。

将上述方法应用于某国产商用车,建立车身框架贡献量可视化模型并分析车身的刚度匹配特性。

进行结构优化,优化后车身扭转刚度匹配更加合理。

结果表明,通过贡献量可视化模型可以直观形象地分析评价刚度匹配特性和各区域对车身的贡献,指导车身结构刚度匹配设计。

【总页数】7页(P349-355)
【关键词】扭转刚度;区域贡献量;可视化;刚度匹配
【作者】黄斌;胡朝辉;罗德洋
【作者单位】湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点试验室
【正文语种】中文
【中图分类】U463.82
【相关文献】
1.越野汽车悬架车架及车身扭转刚度匹配的研究 [J], 周忠胜;陈建贤
2.基于灵敏度方法的白车身扭转刚度提升研究 [J], 王小留
3.车身扭转刚度分配方法研究 [J], 郑松林;侯盛昱;高大威;冯金芝
4.轿车车身扭转刚度试验方法研究 [J], 袁玲;仇彬;于霞
5.车身C环对车身扭转刚度性能的影响研究 [J], 金洁; 鲁后国
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试选择轴的直径。
解:1、按强度条件确定外直径D
max
Tmax Wp
Tmax
πD3 1 4
[ ]
16
D 3
π
16Tmax
1 4 [
]
3
16 9.56 106 π 1 0.54 40
109mm
2、由刚度条件确定所需外直径D
jm ax
Tmax GIp
180 π
G
Tmax πD4 (1
等直圆杆仅两端截面受外力偶矩 Me 作用时
j Tl M
GIp称为等直圆杆的扭转刚度
Me
Me j
gl d
2
g l
T
g max Wp
GG
T
g
G
Ip G
M el
GI p
1. 适用于线弹性范围 2. 计算长度l范围内其它三个量为常量
例 图示钢制实心圆截面轴,已知: M1=1592N•m, M2=955 N•m,M3=637 N•m, d =70mm, lAB=300mm, lAC=500mm,钢的切变模量G=80GPa。求横截面C相对
于B的扭转角jCB。
M2 Ⅰ
M1

M3
d
B
lAB
A
lAC
C
解: 1)求扭矩 BA段 AC段
T1 955N m T2 637N m
16M e πd 2 3
2,max
T2
3)求扭转角 I
A M
eC
I
l1
l2
刚性板 jC jAB jBC
B
T1l1 T2l2
GIp1 GIp2
32M GπD14 (1
el1
4
)
32M el2
Gπd
4 2
Ⅱ、刚度条件
等直圆杆在扭转时的刚度条件:
jm ax
j
l
Tm a x GIp
180 [j]
横向线变 横截面发生翘曲
成曲线
不再保持为平面
平面假设不再 成立,可能产 生附加正应力
非圆杆两种类型的扭转
1、等直杆两端受外力偶作用,端面可自由翘曲时 ——自由扭转(纯扭转) 此时相邻两横截面的翘曲程度完全相同,无附加 正应力产生
2、非等直杆扭转、扭矩沿杆长变化、或端面有约束 不能自由翘曲时
——约束扭转
此时相邻两横截面的翘曲程度不同,横截面上有 附加正应力产生
Ⅱ、矩形截面杆自由扭转时的应力和变形
≤p时
1. max发生在横截面的长边中点
处;
2. 四个角点处 =0 。
3. 横截面周边各点的切应力与周 边相切; 4. 沿周边上的一点与中心的连线, 切应力呈曲线分布 。
最大切应力:
max
T Wt
扭转截面系数
单位长度扭转角:
j T
GIt 相当极惯性矩
短边中点的切应力: max
其中 Wt b3 It b4
、、 ——与 m h相关的因数 b
感谢下 载
例 图示空心圆杆 AB,A端固定,底板 B为刚性杆, 在其中心处焊一直径为d2的实心圆杆CB。空心杆的 内、外径分别为 D1和 d1,外力偶矩 Me、两杆的长 度l1、l2 及材料的切变模量G 均为已知。试求: 1、两杆横截面上的切应力分布图;
2、实心杆C端的绝对扭转角jC。
d2 d1 D1
I A M eC
M2 Ⅰ
M1

M3
d
B
lAB
A
lAC
C
2)求扭转角
j AB
T1l AB GIp
955103 300 80103 π 704
1.52103 rad
32
jCA
T2l AC GIP
637103 500 80103 π 704
1.69103 rad
32
jCB j AB jCA [1.52 (1.69)]103 0.17 103 rad
16M e
πD13 (1
4
)
1,m in
T1 d1 I p1
/
2
M e d1 / 2
πD14 (1 4 ) / 32
16 M ed1
πD14 (1 4 )
空心圆轴
1,max
16M e
πD13 (1
4)
1,min
16M e πD13 (1 4 )
1,max
1,min
T1
实心圆轴
2,max
§3-5 等直圆轴扭转时的变形•刚度条件
Ⅰ、扭转时的变形 ——两个横截面的相对扭转角j
Me
Me j
a
b
T
T
O1
O2
A g D dj
D'
a dx b
扭转角沿杆长的变化率 dj T
d x GI p
dj T d x
GIp
Me
Me j
相距l 的两横截面间相对扭转角为
lT
j dj
dx
l
0 GI p
π
单位:/m
对于精密机器的轴 [j] 0.15 ~ 0.30 / m
对于一般的传动轴 [j] 2 / m
例 由45号钢制成的某空心圆截面轴,内、外直径之
比 = 0.5。已知材料的许用切应力[ ] = 40MPa ,切
变模量G=80GPa 。轴的横截面上最大扭矩为Tmax=
9.56 kN•m ,轴的许可单位长度扭转角[j' ]=0.3 /m 。
I
l1
l2
I-I 刚性板 B
解:1)求扭矩 I
A M
eC
I
l1
l2
M C T1
e
MC
T2
e
I-I 刚性板 B
T1 M e T2 M e
B
d2 d1 D1
2)求切应力 I
A M
eC
I-I 刚性板 B
d2 d1 D1
I
l1
l2
空心圆轴
1,m ax
T1 Wp1
Me
πD13 (1 4 ) /16
4
)
180 π
[j]
32
D
4
32Tmax
Gπ(1 -
4
)
180 π
1
[j ]
4
32 9.56 106 80103 π 1 0.54
180 π
0.3
1 103
125.5mm
d D 0.5125.5 63.75mm
§3-7 等直非圆杆自由扭转时的应力和变形
Ⅰ、等直非圆形截面杆扭转时的变形特点
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