地铁齿轮箱作为地铁车辆的核心部件,其可靠性决定了整辆列车的可靠性。地铁的运行过程包括启动、持续、高速、短路工况,短路工况箱体受力最大,可靠度最低。根据GB/T 21563—2018的测试要求,对某型号地铁齿轮箱箱体的超常工况(工况1)和实际运行过程中发生的短路工况(工况2)进行了可靠性分析。考虑铸造公差、材料参数、输入转矩的不确定性对箱体最大等效应力与最大变形的影响,采用CCD实验设计方法进行了样本计算并拟合出响应面,结合蒙特卡罗抽样得出静态可靠度;在此基础上,结合顺序统计量理论对多次载荷作用进行等效,得出了箱体随载荷作用次数变化的可靠度。结果表明,两种工况下,载荷作用105次后,箱体的可靠度仍然很高,符合设计要求;根据时变可靠度图得知,尽管工况2的应力均值小于工况1,但与工况1相比方差较大,这导致了工况2的可靠度下降...

通过合理地选择柔轮结构参数,可以改善柔轮的应力集中现象,提升柔轮的疲劳寿命。基于参数敏感性分析,筛选出影响柔轮应力的关键参数;以柔轮空载和负载过程中齿圈部位的最大等效应力最小以及谐波减速器整机的体积最小为优化目标,完成了柔轮参数响应面优化。通过疲劳计算发现,优化后的柔轮疲劳寿命有一定的提升。

针对挖掘机多路换向阀开启过程中所受稳态液动力使得操纵力过大的问题,基于ANSYS对阀芯节流槽进行热流固多物理场可视化研究,通过分析半圆形节流槽阀芯下流动状态,提出新型节流槽拓扑结构,并建立Non-Parametric Regression响应面模型,研究新型节流槽结构尺寸对稳态液动力与质量流率的影响。结合多目标遗传算法寻优求解,并对比分析优化前后流动状态及阀芯所受稳态液动力等。结果表明:新型节流槽结构能够降低稳态液动力,有效提高了多路阀开启过程的换向性能。

在应用的串联翼型构型中,前后翼型之间可能存在的流动干扰的效果之一是带来干扰噪声。针对串联机翼构型的气动干扰噪声问题,采用基于高阶数值格式的大涡模拟(LES)方法对流场进行了分析,然后通过FW-H方法得到了远场噪声结果。研究中首先针对基准构型进行了流场的计算结果分析和压力脉动的频谱分析,以及声学结果分析。在此基础上,通过改变前翼和后翼的几何外形参数,采用Kriging响应面方法,研究了两者变化的组合对干扰噪声的影响,其中重点在于前翼的尾缘外形和后翼的前缘外形参数变化的影响。通过分析响应面结果,给出了单个参数和多参数的影响规律。从声学结果来看,对于文中的翼型类型,最大厚度和后缘的船尾角应同步变化,并且不应过大或者过小。结果同时表明,通过调整几何外形,能够使得串联机翼的整体噪声更低。

为了对不同工况下的某溢流阀进行寿命预测,通过寿命试验与ANSYS仿真相结合的手段,基于溢流阀内O形圈磨损过程,首先进行溢流阀的寿命试验,通过溢流阀寿命试验得出溢流阀在标准环境下的寿命信息,然后进行O形圈磨损过程的ANSYS仿真,建立仿真模型,模拟O形圈在标准环境下溢流阀中的受力状态和材料属性,得到O形圈所受接触压力小于工作压力时的O形圈失效当量半径,该当量半径与试验所得寿命信息可视为同一点,通过Archard磨损模型计算得到该元件的磨损率,并根据O形圈不同温度下的材料常数在ANSYS仿真模型中测得该工况下的失效半径,计算出这一工况下的寿命信息,通过不同工作压力和工作温度下的多次仿真,利用所得寿命信息,建立了溢流阀在不同工况下的寿命响应面,该方法可以应用到不同工况下的溢流阀寿命预测领域,为不同工况下液压元件寿命预测提供...

针对目前深松作业过程中牵引阻力大的问题,应用液压振动技术设计了一种液压强迫式振动深松单体。为明确深松单体的作业性能,对液压强迫式振动深松单体分别进行振动深松和常规深松作业参数优化,并进行对比分析。振动深松以深松作业速度、深松深度、深松铲入土角度、深松铲振动频率为试验因素,常规深松以深松作业速度、深松深度、深松铲入土角度为试验因素,以牵引阻力为评价指标进行二次回归正交组合试验研究。利用Design Expert软件对试验结果进行响应面分析,分析各因素对试验指标的影响,并对各因素进行了优化。结果表明:试验因素影响振动深松牵引阻力的顺序为深松深度>深松作业速度>深松铲入土角度>深松铲振动频率;试验因素影响常规深松牵引阻力的顺序为深松深度>深松铲入土角度>深松作业速度。对优化结果进行试验验证可知:深松单...

作为各类工程实践中常用的传动装备,减速器主要用于传递转矩和匹配转速。以带式运输机减速器为对象,利用ANSYS Workbench对其高速轴进行静力学分析,提出轻量化、材料使用性能最大化的设计目标,并结合多目标优化理论,构建响应面模型,对危险截面进行尺寸优化。结果表明:优化后,齿轮轴质量减少1.71%,且仍满足强度、刚度要求,为其他工况条件下减速器的优化设计提供了参考。

前纵梁作为汽车正面碰撞中主要的吸能和变形结构在汽车安全问题中具有重要研究意义。选取某微型车前纵梁结构为研究对象进行厚度优化设计。首先利用最优拉丁超立方的方法进行设计变量样本空间的设计,然后在已经建立好的整车模型中进行相关参数修改并进行仿真计算,并根据输出数据建立整车瞬时加速度及前纵梁比吸能的二阶响应面代理模型。应用多目标骨干粒子群（Barebones Multi-Objective Particle Swarm Optimization,BB-MOPSO）算法采用自编MATLAB代码得到了分布均匀的瞬时加速度以及前纵梁比吸能的Pareto前沿。该算法在车辆结构优化问题中的使用有效的避免了目前被广泛使用的NSGA-Ⅱ算法Pareto前沿分布均匀性差的不足。最终前纵梁比吸能提高了16.2%,整车正碰瞬时加速度减小了3.6%,前纵梁质量减轻6%,在提高了汽车安全性的同时保证了轻量化。

300MN模锻水压机是我国国防和基础建设的关键设备，液压缸作为液压机重要组成部分，其可靠性的高低直接影响到液压机的生产效率。选取液压缸材料杨氏模量、强度极限以及其所受载荷为非概率区间设计变量。采用拉丁方试验设计方法，采样选取采样点，运用最小二乘二阶响应面模型拟合出模型的响应面方程。依据非概率凸模型理论，得到模型的可靠性指标为2．0547，从而证明液压缸可靠。

为了降低滑阀开启和关闭过程中瞬态液动力的影响,提高液压滑阀换向稳定性和可靠性,以典型的三位四通换向滑阀为对象,利用计算流体动力学方法（CFD）对滑阀开启过程进行了动态模拟,可视化地解析了流道结构参数对瞬态液动力的影响.针对滑阀阀芯、阀座沉槽、阀芯间流道结构,建立了参数化模型,借助于CFD解析、试验设计、近似模型技术,对滑阀动态解析过程进行了一体化集成,并以二阶响应面函数的形式表达了开启瞬间瞬态液动力与流道结构参数之间的响应面模型.最后,对流道结构参数进行了优化设计,为提高滑阀性能提供了定量化再设计依据.