为了有效解决高速锥齿轮节径型行波共振问题,避免其发生开裂与失效等故障,研究高速锥齿轮行波共振的应力间接测量方法。分析高速锥齿轮行波共振原理,建立锥齿轮3D运算模型,设计结合了声波导管与电阻应变计两种方式的应力间接测量方案,实现对高速锥齿轮行波共振的应力间接测量。研究结果表明,当锥齿轮处于三、四节径行波共振模式时,应力集中于齿根弯曲处与辐板处,且辐板正面应力低于背面,四节径行波共振应力高于三节径;当锥齿轮上各测量点的峰值振动响应均出现在三节径前行波、五节径后行波以及四节径前、后行波振动模式下时,最高分频动态应力可达到116MPa,出现在测量点1与测量点4的五节径后行波位置;该方法可有效测量出锥齿轮行波共振下的转速、动频及动态应力,测量结果误差波动范围小,可满足高速锥齿轮行波共振的测量需求。

微机电系统(MEMS)动态应力的瞬态特性决定了传统的应力测试系统无法直接满足它的测试需要。介绍了一种依据高频调制原理设计实现的基于拉曼光谱仪的MEMS动态应力测试系统,该测试系统是一个典型的光—机—电集成的MEMS测试系统。利用此测试系统对硅微谐振器支撑梁根部的单点进行了动态应力测试,测试结果与理论分析相吻合。实验表明,此测试系统具有高精度、非接触式、无损伤等特点,能很好地满足MEMS动态应力测试的需求。

针对传统轴向柱塞液压马达转动惯量大、浪费能量且物理样机试验成本高的特点,提出一种圆柱凸轮柱塞液压马达设计方案,并进行虚拟样机仿真试验。基于RecurDyn和AMESim仿真软件分别建立圆柱凸轮马达的3D动力学模型和1D液压模型;利用HyperMesh软件生成轴的有限元柔性体,建立圆柱凸轮马达刚柔耦合动力学模型;其次,借助RecurDyn和AMESim软件间接口技术,实时共享动力学模型和液压模型间的关键参数信息,实现虚拟样机仿真试验。通过仿真分析,得到圆柱凸轮液压马达轴的动态应力应变曲线,并验证圆柱凸轮马达的工作原理和相关特性,为圆柱凸轮液压马达的特性分析、结构优化和物理样机的试制及应用提供参考。

针对液压挖掘机斗杆在工作过程中容易出现开裂、断裂等失效情况,利用Ansys与ADAMS模拟实际工况进行联合动态仿真,获得斗杆在挖掘作业过程中的动态应力变化曲线以及危险点的应力-时间历程,并通过应力测试实验进行验证.由仿真结果可知,斗杆最大应力出现在挖掘深度最大的时刻,危险点位于斗杆液压缸杆与斗杆铰接处的耳板与箱板焊接处.实验表明,仿真结果具有一定的可靠性.研究将为疲劳寿命、可靠性等问题的深入探讨提供数据基础,也可为工程机械关键构件的优化设计提供参考.

根据D55液压钻机的工作状态应用ANSYS分析软件得到履带架静态应力分布确定动态测试点利用测试分析设备对测试点进行动态测试分析得到D55钻机履带架在不同工作条件下的动态应力与应变并进行频谱分析以确定测试分析的准确性。通过动态应力与应变分析证明由于钻机行走速度低所以产生的动态载荷对履带架的影响可以忽略;在钻孔过程中由于钻机的定位和液压马达的驱动方式钻孔过程中动态载荷映射到履带架的极小在设计时不予考虑。测试分析证明此类设备的履带架可以按静态进行设计。