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火灾下铝合金艇体结构热力耦合响应研究
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作者 李陈峰 毛佳寅 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第12期1-7,共7页
为了开展气垫船的铝合金艇体结构在火灾高温作用场下的甲板结构热力耦合响应研究,基于大涡模拟方法FDS(Fire Dynamic Solution)构建艇体火灾场景模型,获取热释放功率不同的油池火灾下的高温作用场特性,获得结构表面的单位热通量数据并... 为了开展气垫船的铝合金艇体结构在火灾高温作用场下的甲板结构热力耦合响应研究,基于大涡模拟方法FDS(Fire Dynamic Solution)构建艇体火灾场景模型,获取热释放功率不同的油池火灾下的高温作用场特性,获得结构表面的单位热通量数据并通过自编温度载荷映射程序并采用顺序热力耦合计算方法开展火灾场景下铝合金结构热力耦合响应的研究,分析火灾下艇体的甲板结构的失效模式与舱段的极限承载能力变化,为后续船体的铝合金结构轻量化设计与抗火设计方案提供技术依据。 展开更多
关键词 铝合金艇体结构 大涡模拟 温度场特性 结构热力耦合响应
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响应耦合子结构法的轴类工件频响函数预测
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作者 徐金波 库祥臣 +1 位作者 苏春堂 赵杨 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第5期320-324,共5页
轴类工件切屑过程中,容易产生颤振影响加工稳定性,快速计算工件频响函数,便能为防止颤振提供依据。由于车削加工工件频繁更换,针对以往测量工件频响函数往往采用锤击法需要重复测量等问题,提出一种改进的子结构划分方法。该方法将主轴-... 轴类工件切屑过程中,容易产生颤振影响加工稳定性,快速计算工件频响函数,便能为防止颤振提供依据。由于车削加工工件频繁更换,针对以往测量工件频响函数往往采用锤击法需要重复测量等问题,提出一种改进的子结构划分方法。该方法将主轴-卡盘-工件系统划分为主轴-卡盘-夹持部分、工件悬伸部分,使用子结构响应耦合法(RCSA)、有限差分法、Timoshenko梁模型求取轴类工件任意截面频响函数,并利用该方法探究了尾座对工件频响函数的影响。此划分方法避免了结合面的参数辨识,能够快速方便预测工件任意截面频响函数,与仿真所得频响函数进行对比,预测结果与仿真结果对比误差在5.38%以内,验证了该预测模型的有效性。 展开更多
关键词 响应耦合结构 工件频响函数 Timoshenko梁模型
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一种改进的基于响应耦合子结构法的刀尖点频响函数预测方法 被引量:11
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作者 朱坚民 王健 +1 位作者 张统超 李孝茹 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期285-292,共8页
针对现有的基于响应耦合子结构法(RCSA)的刀尖点频响函数预测方法需要辨识主轴-刀柄、刀柄-刀具结合面参数以及需要自制刀柄模型等引起的预测误差和预测过程复杂等问题,提出一种改进的基于RCSA的铣刀刀尖点频响函数预测方法。该方法首... 针对现有的基于响应耦合子结构法(RCSA)的刀尖点频响函数预测方法需要辨识主轴-刀柄、刀柄-刀具结合面参数以及需要自制刀柄模型等引起的预测误差和预测过程复杂等问题,提出一种改进的基于RCSA的铣刀刀尖点频响函数预测方法。该方法首先改进已有的子结构划分方法,将机床-主轴-刀柄-刀具系统划分为机床-主轴-刀柄-部分刀杆、剩余刀杆和刀齿三个子结构;然后改进主轴-刀柄处转动频响函数的计算方法,通过铣刀的模态锤击实验采用反向RCSA和有限差分法计算机床-主轴-刀柄-部分刀杆结构的转动频响函数,并基于Euler梁模型计算出剩余刀杆、刀齿子结构的频响函数;最后将三个子结构的频响函数耦合确定刀尖点的预测频响函数。以一立式加工中心为研究对象,应用所提出的方法对铣刀刀尖点的频响函数进行了预测,并与其实测频响函数进行对比。对比结果表明:刀尖点的预测频响函数与实测频响函数符合程度较高,其预测、实测前三阶固有频率之间的误差在6.9%以内,所提出的方法可行有效、简单方便,且可直接基于铣刀的模态实验计算主轴-刀柄的频响函数,避免了相关结合面参数的辨识和刀柄模型的制作。 展开更多
关键词 铣刀 刀尖点频响函数 预测 响应耦合结构
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过盈配合面的接触刚度和接触阻尼计算研究 被引量:4
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作者 万俟昊天 向阳 +1 位作者 夏雪宝 刘辉 《船海工程》 2013年第3期85-90,共6页
研究过盈配合结合面特性,通过有限元法计算过盈配合结合面在不同过盈量下的接触刚度和接触阻尼。在ANSYS中建立了过盈配合组件的有限元模型,对模型施加一定的边界条件,仿真后提取结合面上单元和节点的接触压力、位移等参数,计算接触刚... 研究过盈配合结合面特性,通过有限元法计算过盈配合结合面在不同过盈量下的接触刚度和接触阻尼。在ANSYS中建立了过盈配合组件的有限元模型,对模型施加一定的边界条件,仿真后提取结合面上单元和节点的接触压力、位移等参数,计算接触刚度和接触阻尼。运用结构响应耦合方法,代入仿真计算得到的接触刚度和接触阻尼,建立过盈配合的理论模型,计算过盈配合一端的频率响应函数,与实测频响函数对比,验证了接触刚度和接触阻尼的正确性。 展开更多
关键词 过盈配合 接触刚度 接触阻尼 结构响应耦合
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基于RCSA与GA的铣刀刀尖点频响函数预测 被引量:6
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作者 李孝茹 朱坚民 +1 位作者 张统超 王健 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2016年第1期272-280,共9页
基于响应耦合子结构分析法建立了铣刀刀尖点的频响函数预测模型,针对其中主轴—刀柄基座系统频响函数矩阵难以理论计算和实验测试的问题,提出了基于实验模态测试与遗传算法寻优相结合的主轴—刀柄基座系统频响函数矩阵的优化拟合方法。... 基于响应耦合子结构分析法建立了铣刀刀尖点的频响函数预测模型,针对其中主轴—刀柄基座系统频响函数矩阵难以理论计算和实验测试的问题,提出了基于实验模态测试与遗传算法寻优相结合的主轴—刀柄基座系统频响函数矩阵的优化拟合方法。以VMC850E型立式加工中心主轴系统为研究对象,基于上述方法对铣刀刀尖点频响函数进行了预测,并与其实测频响函数进行对比。结果表明:刀尖点的预测频响函数曲线与实测频响函数曲线符合较好,预测频响函数的固有频率与实测固有频率在0~4 000Hz范围内的相对误差小于4.37%。 展开更多
关键词 铣刀刀尖点 频响函数预测 响应耦合结构分析法 遗传算法 实验模态测试
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一种新的预测铣刀刀尖频响函数的方法 被引量:4
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作者 朱坚民 何丹丹 +1 位作者 田丰庆 赵全龙 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第20期2765-2773,共9页
为准确快速地预测铣刀刀尖点频响函数,提出一种基于逆响应耦合子结构分析(IRCSA)法辨识刀柄-刀具结合面参数的刀尖点频响函数预测方法。该方法通过建立计算刀柄末端频响函数矩阵和刀尖点频响函数矩阵的数学模型,利用逆响应耦合子结构分... 为准确快速地预测铣刀刀尖点频响函数,提出一种基于逆响应耦合子结构分析(IRCSA)法辨识刀柄-刀具结合面参数的刀尖点频响函数预测方法。该方法通过建立计算刀柄末端频响函数矩阵和刀尖点频响函数矩阵的数学模型,利用逆响应耦合子结构分析法求取随频率变化的刀柄-刀具结合面参数。通过Cuckoo search算法及有限元分析确定刀尖点频响函数中对刀柄-刀具结合面复刚度矩阵变化最为敏感的固有频率,取该频率对应的结合面参数为刀柄-刀具结合面复刚度矩阵的辨识结果,由此计算出刀尖点频响函数。通过硬质合金圆柱棒、2刃铣刀和4刃铣刀进行验证,对比了所提预测方法、Cuckoo search优化算法预测的刀尖点频响函数与实测值三者之间的差异,实验结果表明该预测方法预测的刀尖点频响函数的固有频率和实测固有频率的误差在5%以内,所用时间约为Cuckoo search优化算法的1%,达到了较高的预测精度,并且更加省时、简便。 展开更多
关键词 刀尖点频响函数 响应耦合结构分析(IRCSA) 结合面复刚度矩阵 CUCKOO search算法 预测
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基于铣刀精确建模的刀尖点频响函数预测方法 被引量:5
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作者 朱坚民 何丹丹 张统超 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第16期142-151,共10页
为准确地获取铣刀刀尖点频响函数,提出一种基于铣刀精确建模的刀尖点频响函数的预测方法。该方法基于RCSA理论和Timoshenko梁理论,将机床-主轴-刀柄-刀具系统划分为机床-主轴-刀柄-部分刀杆和剩余铣刀两个部分,并将剩余铣刀细分为剩余... 为准确地获取铣刀刀尖点频响函数,提出一种基于铣刀精确建模的刀尖点频响函数的预测方法。该方法基于RCSA理论和Timoshenko梁理论,将机床-主轴-刀柄-刀具系统划分为机床-主轴-刀柄-部分刀杆和剩余铣刀两个部分,并将剩余铣刀细分为剩余刀杆、过渡段以及多段刀齿。将铣刀分为对称型铣刀和非对称型铣刀两类,并针对每类铣刀各部分分别进行精确建模。以多把2刃和4刃铣刀为研究对象,进行实验测试,比较本文方法、等效质量法预测的铣刀刀尖点频响函数与实测刀尖点频响函数之间的差异,分析结果表明:该方法比等效质量法具有更高的预测精度,所预测频响函数的固有频率与实测频响函数固有频率的相对误差在5%以内。 展开更多
关键词 刀尖点频响函数预测 响应耦合结构分析法 等效质量法 铣刀精确建模 实验模态测试
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基于RCSA的深孔内圆磨床主轴端点频响函数预测 被引量:1
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作者 李孝茹 朱坚民 +1 位作者 张统超 王健 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第19期2652-2661,共10页
基于响应耦合子结构分析法预测了深孔内圆磨床主轴端点的频响函数。首先对磨床主轴进行子结构划分,计算各子结构自由状态下的频响函数矩阵,然后顺序刚性耦合各子结构的频响函数矩阵,对轴承支撑点使用结构修改法修改轴承约束下的已耦合... 基于响应耦合子结构分析法预测了深孔内圆磨床主轴端点的频响函数。首先对磨床主轴进行子结构划分,计算各子结构自由状态下的频响函数矩阵,然后顺序刚性耦合各子结构的频响函数矩阵,对轴承支撑点使用结构修改法修改轴承约束下的已耦合子结构频响函数矩阵,直至耦合到最后一个子结构,得到主轴端点的频响函数。以某深孔内圆磨床为研究对象,分别基于该方法和有限元法,对其主轴端点的频响函数进行预测,并对其进行实验测试。实验及分析结果表明:该方法预测精度高于有限元分析方法预测精度、计算速度快,便于深孔内圆磨床主轴系统的结构优化。 展开更多
关键词 深孔内圆磨床 主轴端点 频响函数预测 响应耦合结构分析 结构修改法
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