为了改进变速器壳体的结构设计,对某商用车变速器壳体进行拓扑优化。首先,进行了边界条件的分析及载荷的获取;其次,针对典型工况,利用Hypermesh及Optistruct软件,对变速器壳体进行了强度分析和拓扑优化设计。优化后最大应力较优化前下降13.78%,最大应力明显得到优化,应力集中区域有缩小趋势。

考虑汽车低速碰撞中的,使用复杂比例评价方法(COPRAS)对不同截面构型的汽车保险杠的耐撞性能进行综合评估与研究。首先,分别在对中碰撞和角度碰撞工况下,建立等质量的六种不同防撞梁截面构型的保险杠的有限元模型并进行仿真分析,选取碰撞加速度、碰撞时间、保险杠最大变形量和保险杠系统吸收能量为评价指标,然后,使用COPRAS评价方法对六种不同防撞梁截面构型的保险杠的综合耐撞性能进行评估,最后,得到具有最优综合耐撞性能的保险杠设计并进行耐撞性能分析。由此得出,COPRAS方法可以高效、合理地用于汽车保险杠的安全设计。

为改善减速器系统的耦合振动响应特性,运用Masta软件建立了齿轮传动系统的模型;导入差速器壳体和减速器箱体的有限元模型进行耦合,并通过NVH(Noise,Vibration,Harshness)分析得到减速器各个工况的噪声瀑布图以及减速器各个工况的噪声切片图和动态响应曲线;研究了齿轮传动系统压力角、螺旋角和齿宽3个参数对动态响应的影响规律,并进行优化设计。结果表明,优化后的减速器系统各个工况动态啮合力减小,其噪声辐射均有大幅度下降,为减速器减振降噪设计提供了一定的理论依据。

针对直齿轮多工况使用情况,研究了小轮修形齿面理论建模方法和直齿轮传动多工况多目标修形优化方法,进行了两种工况下直齿轮传动多工况多目标修形优化设计,并进行了修形和不修形齿轮的齿面啮合仿真,通过对比分析,验证了齿面优化修形后达到了较好的综合性能,两种工况下的承载传动误差波动幅值和最大闪温均明显下降。研究成果为提高直齿轮综合性能的修形设计奠定了基础。

汽车转向系统中尼龙蜗轮的齿根弯曲疲劳失效是其主要失效模式。基于Hertz接触理论和以共旋坐标法为基础的增量有限元法,在多体动力学软件RecurDyn中建立蜗轮蜗杆非线性瞬态动力学模型,并根据试验要求的多工况加载条件,对其进行应力分析和疲劳寿命分析,可以精确地得到尼龙蜗轮齿根处在各加载工况的瞬态应力值,进而研究尼龙蜗轮在相应时间历程下的疲劳寿命。仿真分析结果与试验疲劳寿命对比分析表明,当动力学模型和疲劳损伤模型满足一定准确度要求时,可以利用RecurDyn快速、精确地获取尼龙蜗轮多工况动态加载下的疲劳寿命。该疲劳性能研究方法为后续汽车转向系统中蜗轮蜗杆的设计及疲劳寿命分析提供了模型和理论依据。

为了解决复杂多工况下刀具磨损状态的监测问题,提出一种基于深度学习的刀具磨损状态监测方法,并构建敏感特征值提取函数。基于刀具磨损数据集,建立多种工况下刀具磨损状态的监测模型,进行多工况下刀具磨损状态监测研究。研究结果表明:当敏感值界限设置为0.3时,从声发射、振动和电流信号的特征值中可以提取出56个敏感特征值;以均方根误差作为评价函数,得到测试样本的评价函数均值为0.123;模型对严重磨损状态下的刀具磨损监测效果优于对正常磨损状态下的刀具磨损监测效果;多组重复性验证证明所提出的监测方法稳定有效。

采用Lighthill声类比理论研究了多工况下五级导叶式离心泵由偶极子声源激励产生的水动力噪声。数值计算了五级离心泵内部瞬态流场,提取其全级数壁面偶极子声源,并采用直接边界元法计算泵内流体诱导噪声。对泵进行基于模态响应的振动计算,并进行振动测试,经试验验证,多级离心泵内流动诱导振动噪声数值预测方法具有一定可行性。结果表明：随流量的增大,泵的进出口水动力噪声先升高后降低再升高,设计工况噪声水平最小;声压频率分布中BPF2及其特征频率上的噪声能量随流量的增大而增强,高频段的噪声能量明显增加;首级叶轮、后四级叶轮及正导叶的叶片数对泵内流噪声影响较大,而反导叶叶片数影响相对较小。研究结果可为低噪多级离心泵设计提供参考。

运动平台的动力学特性研究是大功率LED倒装机实现高效工作和准确定位封装的关键问题研究。以运动平台为研究对象,搭建三维模型,将其运动过程划分为6个工况,对不同工况下的运动平台进行受力分析,采用有限元方法展开各个工况下运动平台的静态和动态仿真分析和计算研究。通过静态仿真分析和计算研究,得出不同工况下运动平台的相应变形和应力分布,并进一步揭示出运动平台最大变形和应力随载荷变化的规律。通过模态仿真分析,计算出运动平台在往复运动过程中的振动模态,并获得前六阶固有频率和振型。最后,利用激光多普勒测振仪进行测振实验,实验结果验证了仿真数据的正确性,研究结果为平台的结构优化和大功率LED倒装机的工作稳定性提供可靠依据。

机匣处理作为一种高效、经济的扩稳技术，越来越多的被用以提高压气机的稳定工作裕度。为了研究机匣处理对离心压气机多工况性能的影响，本文对3种进气回流机匣结构的压气机模型和无机匣处理的实壁压气机模型分别进行了数值仿真分析。数值计算结果与最优模型的试验结果吻合较好，比较准确的预测了喘振边界的位置，验证了计算方法的可靠性。结果表明，只有结构合理的进气回流机匣处理才能在各个转速下均显著扩大压气机小流量的稳定工作范围，其中机匣处理的开槽位置和前置导流挡板对其性能有着重要影响。

根据长输管道下游炼厂的需求,本文论述的多工况高扬程单级双吸离心泵需满足1400、1100和650m3/h 3种运行工况。本文对其国产化应用进行了研究分析,着力解决了如下问题：国产泵组在偏离额定工况下的振动超标,泄漏、自润滑轴承温度高等问题。结果表明,该泵结构合理、流量范围宽,满足多工况工艺生产要求,振动、泄漏、温度等主要指标达到同类进口泵技术水平。该泵的成功应用,对提高长输管道输油泵国产化制造水平,优化离心泵的设计、选型、维护管理等有一定的借鉴意义。