应用矩阵解析法,首次系统的建立了微球聚焦测井仪推靠系统主传动机构的运动学分析数学模型,研究了推靠系统在不同约束状态下的运动过程,并推导出了各传动部件的运动约束方程。其中重点分析了微球极板、链接臂上的两处柱销滑槽高副机构的运动规律以及推靠系统中输出构件推靠极板的运动约束情况。此外,通过ADAMS仿真平台,建立了推靠系统的运动学仿真模型,并进行了运动学分析。将仿真分析结果与前面的数学模型进行了比较,校验了所建立的推靠系统运动学数值分析模型的正确性。得到了推靠系统各传动机构的参数曲线及运动规律,真实反映了各杆件的运动状况,为推靠系统结构设计和推靠系统的结构参数优化提供了依据。

推靠系统是井径测井仪实现井筒直径大小测量的主要组成部分,其运动的精确性与测井数据的准确性紧密相关。为进一步提高推靠系统的传动性能,分析了其自由度,得出六臂井径测井仪推靠系统在打开、测量两种运动状态都有确定的运动。采用复数矢量法分别建立了推靠系统打开、测量两种数学模型,并对推靠系统中推靠臂进行了结构参数化设计及凸轮运动特性分析,获得了两种运动状态下输出运动与输入运动的位置、速度及加速度之间的关系。其次,基于Adams仿真软件辅助分析和验证了其系统的运动规律,为进行推靠系统动力学分析及结构参数优化奠定了理论基础。

通过对微球聚焦测井仪推靠系统主传动机构的运动学、动力学和行程传动角分析。按照实际工况要求,建立了以工作行程内推靠系统主传动机构传动角与期望传动角均方根波动最小为目标的多变量优化设计数学模型。并通过实例计算,对比分析优化前后测井仪推靠系统主传动机构工作行程内传动角的曲线,结果证明,优化效果显著,优化结果改善了推靠系统主传动机构工作行程内的传动角,进一步改善了推靠系统的传动性能以及推靠系统的运动平稳性,以及推极板在机构运动到位但推靠力不足的问题,为测井结果的有效性提供了保障。

针对单向驱动井径测井仪存在的启动响应慢、速度集中和初始运动冲击等问题,提出一种具有双向驱动特征的新型结构井径测井仪,并对其推靠系统(实现测量臂伸缩)双向驱动过程进行矢量化建模求解及工作行为分析(运动性能仿真、测量性能仿真)。首先进行双向驱动测井仪推靠系统物理建模和理论研究,以双驱动丝杠系统参数(速度、位移)为输入,采用复数矢量法对测井仪推靠系统运动性能参数(位移、速度、加速度)进行参数化表征;然后以实际双驱动推靠系统为对象进行实例分析,对其运动特性进行理论求解,得到推靠杆端口和推靠销钉的运动曲线,并对双驱动速度匹配特性进行研究;最后基于ADAMS进行测井仪工作行为分析,将仿真与理论结果进行对比,结果表明推靠系统仿真运动曲线与理论解析曲线具有较高的吻合度,证明了测井仪推靠系统矢量化建模求解的正...

链条传动在石油机械、农业机械等领域应用广泛。链条可靠性对于机械系统可靠性具有重要影响。链条的主要失效形式是链板疲劳断裂,链板零件强度寿命（S-N）曲线是链条疲劳可靠性设计的重要基础。合理可行的链板零件理论S-N曲线可以避免开展疲劳试验或者仅仅进行少量疲劳试验;且便于工程应用。提出了链板零件S-N曲线的理论处理方法。基于链板零件理论S-N曲线,给出了板式链条疲劳可靠性设计方法。通过实例分析结果与板式链条常规设计原则相对比,验证了链板零件S-N曲线理论处理方法和板式链条疲劳可靠性设计方法的可行性。

滚轮滑轨的滚动接触在工程领域中普遍存在,实际应用表明滚轮或者滑轨磨损是主要的失效模式,滚轮滑轨磨损可靠性分析显得尤为重要。基于Archard模型和磨损可靠性模型,建立了接触应力及滑动距离的计算模型,确定了磨损系数和允许磨损量的选择依据,提出了滚轮滑轨磨损可靠性分析方法。通过实例,进行了理论工况下新型摆动导杆式抽油机中滚轮磨损可靠性分析,给出了滚轮磨损可靠度与工作时间的关系曲线,其分析结果为滚轮滑轨维护周期提供了依据。

链条传动在工程领域中应用广泛。疲劳试验研究和现场使用失效表明,链条的主要失效形式是链板疲劳断裂,链板零件P-S-N曲线是链条可靠性研究的重要基础。合理可行的链板零件理论P-S-N曲线可以避免开展疲劳试验或者仅仅进行少量疲劳试验,节省时间和费用,且便于工程应用。提出了链板零件P-S-N曲线的理论处理方法,基于链板零件理论P-S-N曲线,进行了链条寿命预测的实例分析。将分析结果与板式链条常规设计原则相对比,验证了链板零件P-S-N曲线理论处理方法的可行性。

目前,我国井径测井仪推靠臂采用偏心圆弧线型,其存在动载荷大、传力效果差、仪器寿命短等问题。针对以上问题,对推靠臂采用渐开线、阿基米德螺旋线和偏心圆弧线3种结构方案进行参数化设计,并对3种推靠臂凸轮运动特性及机械效率进行了分析研究。分析得知,分动式推靠系统中采用渐开线型推靠臂结构能大大改善活塞杆的受力特性,减少摩擦磨损,进一度提高测量精度。运用ADAMS/View模块建立3种分动式推靠系统打开、测量模型,设置初始参数并进行运动仿真;得出了3种运动状态活塞杆的运动轨迹曲线,验证了其运动规律,为井径测井仪结构优化设计、改善性能提供了理论依据。

针对核电人员闸门套筒的制造要求,根据材料的性能及卷制的流程,分析并建立了适用于特定卷板机卷制工艺要求的通用数学模型,在此基础上,通过与工程实际生产样件相结合,为卷制国外材料提供了试验数据及理论分析。卷制的工件符合产品技术要求,对核电设备的国产化具有一定的意义。

核电大型结构模块工件在焊接和运输过程中需要进行多次翻转。文中设计一种可以实现90°/80°翻转的大型重载翻转装置，论述了翻转原理和本翻转机的部分设计。对翻转机的部分构件进行理论力学分析和有限元分析。