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履带起重机支重轮-履带板接触问题分析

沈阳建筑大学学报（自然科学版） 2022年第4期38卷 730-736页

作者：郑夕健孟详佳沈阳建筑大学机械工程学院辽宁沈阳110168

目的研究履带起重机在特定工况下支重轮的受载情况,并分析受载最大的支重轮和履带板间的接触力应力变化情况。方法首先通过接地比压理论获得支重轮的载荷,然后运用Hertz理论计算轮板接触应力,最后利用ANSYS软件对轮板接触应力进行弹性... 详细信息

目的研究履带起重机在特定工况下支重轮的受载情况,并分析受载最大的支重轮和履带板间的接触力应力变化情况。方法首先通过接地比压理论获得支重轮的载荷,然后运用Hertz理论计算轮板接触应力,最后利用ANSYS软件对轮板接触应力进行弹性和弹塑性有限元分析。结果Hertz理论求得轮板间接触应力为1345.03 MPa;有限元弹性分析得出支重轮Mises应力为800.02 MPa,履带板Mises应力为593.36 MPa,两者间的接触应力为1477.8 MPa,与Hertz计算结果相差9.9%;有限元弹塑性分析得出支重轮Mises应力为400.67 MPa,履带板Mises应力为359.93 MPa,两者间的接触应力为1062.2 MPa,比弹性阶段结果降低28.1%。结论通过理论计算方法和有限元分析两种方式获得最大接触应力,两者的结果有些差别,可以看出有限元分析获得的结果更符合实际;支重轮与履带板间的接触状态会随着载荷增大发生变化,当载荷达到一定值,产生塑性变形,此时,两者间的接触应力会大幅度减小。

关键词：接触分析有限元分析弹性弹塑性

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低速重载工程机械轮轨接触分析方法

沈阳建筑大学学报（自然科学版） 2021年第1期37卷 164-171页

作者：郑夕健李博言沈阳建筑大学机械工程学院辽宁沈阳110168

目的基于低速重载工程机械运行速度慢、载重量大等特点,对其进行定义,并提出关于其轮轨接触问题的解决办法。方法利用APDL语言建立轮轨接触分析参数化模型,通过非线性有限元接触分析技术对无轮缘车轮和轨道与有轮缘车轮和轨道进行对比分... 详细信息

目的基于低速重载工程机械运行速度慢、载重量大等特点,对其进行定义,并提出关于其轮轨接触问题的解决办法。方法利用APDL语言建立轮轨接触分析参数化模型,通过非线性有限元接触分析技术对无轮缘车轮和轨道与有轮缘车轮和轨道进行对比分析;并通过Von-Mises应力云图对安装误差引起的偏斜运行轮轨结构进行分析。结果在轮轨结构横向截面与纵向截面的接触区域有塑性变形的产生,应力值降低且扩散面积增大;对无轮缘轮轨结构接触区和双轮缘轮轨结构接触区在相同的条件进行分析,无轮缘车轮-轨道的应力值明显更小;垂直偏斜对接触应力的变化影响较小,但长期接触会导致轨道或车轮单侧磨损;侧向力作用下会导致轮轨结构接触状态变差。结论在低速重载的工作条件下,轮轨结构材料接触应力值较小,易塑性变形;在相同的工作状态下,对无轮缘车轮-轨道结构与双轮缘车轮-轨道结构的接触区域进行对比,无轮缘车轮-轨道结构的最大接触应力值较小;低速重载工程机械的车轮垂直偏斜和运行过程的侧向力作用下的偏载,对整机运行稳定性产生较大影响。

关键词：有限元弹性分析塑性分析偏斜分析

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特殊工况下擦窗机伸缩臂瞬态动力学研究

沈阳建筑大学学报（自然科学版） 2021年第6期37卷 1124-1132页

作者：郑夕健李清磊沈阳建筑大学机械工程学院辽宁沈阳110168

目的以屋面轨道式擦窗机伸缩臂结构为研究对象,利用瞬态动力学原理求出吊臂端部在特殊工况下的钢丝绳拉力随时间变化曲线。方法运用ANSYS仿真软件,将模型导入软件中对其进行瞬态动力学仿真分析,分析吊重突然起升离地和匀速下降制动时伸... 详细信息

目的以屋面轨道式擦窗机伸缩臂结构为研究对象,利用瞬态动力学原理求出吊臂端部在特殊工况下的钢丝绳拉力随时间变化曲线。方法运用ANSYS仿真软件,将模型导入软件中对其进行瞬态动力学仿真分析,分析吊重突然起升离地和匀速下降制动时伸缩臂结构时间-载荷动态响应特性。结果得出了两种特殊工况中伸缩臂的最大位移及应力随时间推移的呈波动状态的动态响应曲线;两种工况的应力响应形式相似,突然起升离地时的最大应力相对较大,两者最终稳定应力相同。结论可以确认特殊工况下产生的冲击载荷与系统的加速度有关,加速度反映了系统的响应速度;响应速度越快,对擦窗机伸缩臂受力部件的冲击效果越剧烈。

关键词：瞬态动力学分析冲击载荷伸缩臂特殊工况

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擦窗机伸缩臂组合方案选取与程序设计

建筑机械 2023年第2期 109-112页

作者：郑夕健刘胜沈阳建筑大学机械工程学院辽宁沈阳110168

为了使擦窗机伸缩臂设计更加规范和高效,需要对伸缩臂组合方案选取提供一些有效建议。文中分析了擦窗机自身结构特点,阐述了模块化组合设计思想和核心模数的更新策略,使用C#.NET平台对组合方案选取进行实际的程序开发,通过C#语言设计模... 详细信息

为了使擦窗机伸缩臂设计更加规范和高效,需要对伸缩臂组合方案选取提供一些有效建议。文中分析了擦窗机自身结构特点,阐述了模块化组合设计思想和核心模数的更新策略,使用C#.NET平台对组合方案选取进行实际的程序开发,通过C#语言设计模块化组合方案选取算法,并使用程序算法对模块化组合方案的核心模数进行更新和统计验证,为组合方案选取设计可视化人机交互界面,用户输入要分析的伸缩臂完全伸出长度,系统自动分析计算,并将结果反馈给用户。最后使用该系统对市面上常见的4种擦窗机伸缩臂伸出长度进行案例分析验证,程序搜索的组合方案均合理有效,程序设计有效。

关键词：擦窗机伸缩臂核心模数可视化界面

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履带起重机支重轮和履带板结构接触参数优化

建筑机械 2022年第3期42卷 71-75页

作者：郑夕健王作邦沈阳建筑大学机械工程学院辽宁沈阳110168

本文针对履带起重机的支重轮和履带板结构参数进行研究并参数优化,对轮板之间的接触状态进行改善的同时降低其结构体积。首先通过理论方法计算履带起重机在超起工况下的支重轮最大轮压力以及轮板接触应力,然后采用有限元仿真软件对轮板... 详细信息

本文针对履带起重机的支重轮和履带板结构参数进行研究并参数优化,对轮板之间的接触状态进行改善的同时降低其结构体积。首先通过理论方法计算履带起重机在超起工况下的支重轮最大轮压力以及轮板接触应力,然后采用有限元仿真软件对轮板结构进行接触分析,最后采用MOGA多目标遗传算法对支重轮进行轻量化设计。对整组支重轮所受的压力进行理论计算,得到2号轮受到最大轮压力为572.91kN,Hertz理论求得轮板间接触应力为949.22MPa。对支重轮与履带板进行有限元接触分析,得到轮板间的接触应力为887.16MPa。由于有限元模型与实际工作状态更为接近,因此分析结果与理论计算结果相比产生6.5%的偏差。通过MOGA多目标遗传优化算法对支重轮的结构参数进行优化后,支重轮体积减少了7.2%,变形量增加了4.4%,轮板间的接触应力降低了6.6%。由于变形量的增大使接触应力得到一定的释放,支重轮与履带板间的接触环境得到了改善。

关键词：履带起重机接触问题支重轮履带板参数优化

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一种RBF神经网络高精度算法研究及应用

东北大学学报（自然科学版） 2009年第9期30卷 1314-1317,1345页

作者：郑夕健张国忠谢正义东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110004 沈阳建筑大学交通与机械工程学院辽宁沈阳110168

剖析了RBF神经网络基本算法的原理以及激励函数参量与隐层单元数量按经验选取所带来的问题.基于RBF神经网络结构,以网络的权阈值为设计变量,网络误差为目标函数,通过合理的动态变量排序,构建了一种RBF神经网络的新的高精度算法,并编制... 详细信息

剖析了RBF神经网络基本算法的原理以及激励函数参量与隐层单元数量按经验选取所带来的问题.基于RBF神经网络结构,以网络的权阈值为设计变量,网络误差为目标函数,通过合理的动态变量排序,构建了一种RBF神经网络的新的高精度算法,并编制计算程序.与RBF网络基本算法相比,这种算法是以权阈值为未知变量的真实优化过程,实现了RBF神经网络的高精度计算.从方程论理论出发,给出了网络隐层结构的合理确定方法.通过实例的程序分析,表明了该优化算法具有较高的样本拟合与插值精度,为进一步理论研究与工程应用提供基础.

关键词：神经网络径向基函数(RBF) 高精度算法网络参数优化

单自由度仿真机械手驱动机构的多目标优化设计

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沈阳建筑大学学报（自然科学版） 2008年第1期24卷 137-140页

作者：韩泽光洪艳郑夕健沈阳建筑大学交通与机械工程学院辽宁沈阳110168

目的设计单自由度仿真机械手的驱动机构,解决机器人自动装配、医学康复断指再造等多接触抓取装置设计问题.方法基于驱动机构方案,建立其优化数学模型、仿真手的手指运动轨迹模拟方法、抓取过程的力学模型和力的处理方法以及力的平衡方程... 详细信息

目的设计单自由度仿真机械手的驱动机构,解决机器人自动装配、医学康复断指再造等多接触抓取装置设计问题.方法基于驱动机构方案,建立其优化数学模型、仿真手的手指运动轨迹模拟方法、抓取过程的力学模型和力的处理方法以及力的平衡方程,采用NSGA-II算法完成驱动机构优化设计.结果应用所提出的驱动机构设计方法将机构各构件的尺度综合这一复杂的设计问题转化为一简单的机构尺度多目标约束优化问题,获得了满足驱动力矩小、各构件尺寸小的较好的优化设计方案.结论单自由度仿真机械手驱动机构的多目标优化设计方法可以简化机械手设计,获得更加灵巧的机械结构,优化结果表明该方法是可靠的,是仿真机械手设计的新尝试.

关键词：单自由度仿真机械手多目标优化设计尺度优化传动机构

按位移求解弹性力学平面问题的解析构造解研究

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计算力学学报 2015年第3期32卷 411-417页

作者：侯祥林李琦郑夕健沈阳建筑大学机械工程学院沈阳110168

针对弹性力学平面问题偏微分方程组的位移法,引入多指数函数,提出了含未知参量的指数函数、三角函数和线性函数组合形式的位移函数解析构造解。建立了任意边界条件与未知参量之间所满足的非线性代数方程组,确定了边界节点条件和未知参... 详细信息

针对弹性力学平面问题偏微分方程组的位移法,引入多指数函数,提出了含未知参量的指数函数、三角函数和线性函数组合形式的位移函数解析构造解。建立了任意边界条件与未知参量之间所满足的非线性代数方程组,确定了边界节点条件和未知参量的数量关系。推导了具有对称位移边界的位移函数解析构造解。构建了位移函数构造解的精度判定方法。求解了具有对称位移边界条件的矩形板算例的位移解与误差分析。研究结果可为位移法理论和实际工程应用提供参考。

关键词：弹性力学平面问题位移法解析构造解未知参量边界条件

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弹性力学位移构造解待定参数的优化算法研究

应用力学学报 2016年第3期33卷 434-440,546-547页

作者：侯祥林么凯宁曹敬党郑夕健沈阳建筑大学机械工程学院沈阳110168

从弹性力学平面问题位移解析构造通解的基本原理出发,针对含未知参量的位移函数确定问题,分析了应力边界、位移边界、混合边界的离散节点需要满足的函数关系,构建了以位移解析构造解中未知参量为设计变量,以边界离散节点满足的代数关系... 详细信息

从弹性力学平面问题位移解析构造通解的基本原理出发,针对含未知参量的位移函数确定问题,分析了应力边界、位移边界、混合边界的离散节点需要满足的函数关系,构建了以位移解析构造解中未知参量为设计变量,以边界离散节点满足的代数关系为目标函数的优化问题,提出了获得任意边界平面问题的位移构造解中未知参量的优化求解算法,编制了任意节点边界条件的未知参量通用求解程序,给定误差计算的判定方法。求解了平面应力问题的具体实例,通过本文算法与有限元计算结果的误差对比,表明所研究算法的正确性,为任意边界的复杂工程问题求解提供依据。

关键词：弹性力学平面问题位移解析构造通解边界条件未知参量优化程序设计