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火箭橇滑块高速重载磨损行为的研究进展

航空科学技术 2024年第4期35卷 1-8页

作者：李小凯严凯吴琳林乃明王振霞王玮华曾群锋吴玉程太原理工大学山西太原030024 航空工业航宇救生装备有限公司湖北襄阳441003 西安交通大学陕西西安710049 合肥工业大学安徽合肥230009

火箭橇试验是高超声速技术领域的技术基础,已成为世界范围内高端装备博弈的热点之一,开展火箭橇系统的运维与损伤控制研究尤为重要。作为火箭橇与火箭滑轨连接的纽带,滑块是火箭橇试验在高速重载工况下可靠服役的关键。火箭橇滑块在特... 详细信息

火箭橇试验是高超声速技术领域的技术基础,已成为世界范围内高端装备博弈的热点之一,开展火箭橇系统的运维与损伤控制研究尤为重要。作为火箭橇与火箭滑轨连接的纽带,滑块是火箭橇试验在高速重载工况下可靠服役的关键。火箭橇滑块在特定服役工况下的磨损,威胁着火箭橇试验系统的可靠运行和长寿命服役安全,更是制约火箭橇发展和应用的主要技术瓶颈。因此,开展火箭橇滑块高速重载磨损行为研究具有重要的理论价值和工程意义。本文首先介绍了国内外火箭橇试验系统的发展沿革与现状;进而,基于试验、模拟仿真、试验与模拟仿真结合,综述了火箭橇滑块高速重载磨损行为的研究进展。最后,着眼于模拟手段、高性能新型金属材料设计与制备、表面防护涂层等展望了解决火箭橇滑块磨损的可行途径,旨在为极端工况下材料服役损伤行为与控制技术提供借鉴与参考。

关键词：火箭橇滑块高速重载磨损行为

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0Cr18Ni9Ti-U71Mn摩擦副高速重载磨损行为的数值模拟

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摩擦学学报 2023年第6期43卷 666-681页

作者：严凯王焕焕林乃明王振霞王玮华曾群锋太原理工大学材料科学与工程学院山西太原030024 中航工业航宇救生装备有限公司航空防护救生技术航空科技重点实验室湖北襄阳441003 西安交通大学机械工程学院陕西西安710049

火箭橇是在专用轨道上利用火箭发动机作动力推动火箭滑车高速前进以获取试验测试数据的动态试验装备.火箭橇滑块在高速重载服役条件下的磨损严重威胁着火箭橇的可靠运行和服役安全,更是制约火箭橇发展和应用的技术瓶颈之一.本文作者基于... 详细信息

火箭橇是在专用轨道上利用火箭发动机作动力推动火箭滑车高速前进以获取试验测试数据的动态试验装备.火箭橇滑块在高速重载服役条件下的磨损严重威胁着火箭橇的可靠运行和服役安全,更是制约火箭橇发展和应用的技术瓶颈之一.本文作者基于Archard磨损模型和弹塑性变形理论,利用有限元开展了0Cr18Ni9Ti-U71Mn火箭橇摩擦副在高速重载下磨损行为的数值模拟.0Cr18Ni9Ti为火箭橇滑块,U71Mn为火箭橇滑轨,在模拟速度为300、340和380 m/s以及载荷为2、3和4 kN,模拟了高速重载下滑块磨损特性的演变过程.结果表明:增加载荷或速度均出现了前端效应,致使前端区域更容易发生磨损.增加载荷不利于磨损阶段从初始磨损向稳定磨损的转变,而增加速度却能够起到促进作用.随着载荷的增加,滑块的磨损深度随平均接触压力的增大而显著上升;但随着速度的增加,平均接触压力呈现下降趋势,滑块磨损深度缓慢增大.高速重载条件下,通过控制载荷可以有效减少火箭橇滑块的磨损,延长滑块的服役寿命.

关键词：火箭橇滑块高速重载 Archard磨损模型弹塑性变形数值模拟

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高速重载静压推力轴承润滑性能研究

中国机械工程 2013年第23期24卷 3230-3234页

作者：于晓东高春丽邱志新谭力李欢欢庄建新哈尔滨理工大学哈尔滨150080

以某高速重载数控5m立车的环形腔静压推力轴承为对象,对其润滑性能进行了研究,推导出静压承载力与油膜厚度的关系式。依据计算流体力学(CFD)理论,采用ANSYS ICEM CFD和ANSYS CFX软件对环形腔静压推力轴承内部流体压力场、温度场和速度... 详细信息

以某高速重载数控5m立车的环形腔静压推力轴承为对象,对其润滑性能进行了研究,推导出静压承载力与油膜厚度的关系式。依据计算流体力学(CFD)理论,采用ANSYS ICEM CFD和ANSYS CFX软件对环形腔静压推力轴承内部流体压力场、温度场和速度场进行了仿真计算,通过改变油膜厚度实现对工作台承载变化的研究,得到了不同油膜厚度时压力场、温度场和速度场的变化规律,实现了高速重载静压推力轴承润滑性能预测。

关键词：静压推力轴承计算流体力学润滑性能高速重载模拟研究

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高速重载圆柱齿轮弹流润滑数值分析

润滑与密封 2022年第3期47卷 102-109页

作者：王秋菊刘振刚乔恒稳邢彬牟佳信侯岩锟胡敦珂中国航发沈阳发动机研究所辽宁沈阳110015 中国航空发动机集团航空发动机动力传输重点实验室辽宁沈阳110015 西北工业大学动力与能源学院陕西西安710072

为研究高速重载下齿轮的性能,采用复合直接迭代法,对航空发动机传动系统中高速、重载圆柱齿轮润滑状态进行仿真分析,研究不同功率、不同转速、不同滑油入口温度对齿轮啮合区压力、油膜厚度、油膜温度的影响。数值计算结果表明:随着齿轮... 详细信息

为研究高速重载下齿轮的性能,采用复合直接迭代法,对航空发动机传动系统中高速、重载圆柱齿轮润滑状态进行仿真分析,研究不同功率、不同转速、不同滑油入口温度对齿轮啮合区压力、油膜厚度、油膜温度的影响。数值计算结果表明:随着齿轮传递功率的增加或是转速的降低,啮合区压力增加,油膜温度有所上升;当齿轮保持较高转速时,功率对油膜厚度的影响较小;转速与功率都会对油膜最高温升产生影响,其中功率对最高温升的影响更大;低功率情况下随着转速增加最高温升呈现先下降后增加的趋势,而高功率时增加转速则最高温升一直下降,固定转速时则温升随功率的增加而增加;低速重载工况下油膜厚度最薄,容易出现干摩擦;入口滑油温度的升高会使压力、膜厚、温升均有所下降,因此采用合适的滑油入口温度可以使齿轮接触区承受较低的载荷并拥有较厚的油膜。

关键词：圆柱齿轮复合直接迭代法线接触弹流润滑高速重载

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高速重载径向滑动轴承热弹性计算方法的研究

钢铁 1999年第1期34卷 57-62页

作者：刘莹郭溪泉清华大学太原重型机械(集团)有限公司

对高速重载动压油膜轴承进行了热弹性分析，并用差分方法联立求解广义雷诺方程、能量方程、拉普拉斯热传导方程、轴瓦弹性变形方程、Ｒｏｅｌａｎｄｓ粘温粘压等方程，获得流体动压径向滑动轴承在高速重载条件下的油膜压力分布，温度分... 详细信息

对高速重载动压油膜轴承进行了热弹性分析，并用差分方法联立求解广义雷诺方程、能量方程、拉普拉斯热传导方程、轴瓦弹性变形方程、Ｒｏｅｌａｎｄｓ粘温粘压等方程，获得流体动压径向滑动轴承在高速重载条件下的油膜压力分布，温度分布，厚度分布，进而得到其承载量、润滑油流量和摩擦力等稳态特性。通过与试验数据的对照，证明了计算方法的可行性。

关键词：热弹性高速重载径向滑动轴承稳态特性轴承

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高速重载货运机车车钩悬空故障分析与处理

机车电传动 2019年第2期 16-19页

作者：梁红波中车株洲电力机车有限公司湖南株洲412001

系统阐述了高速重载货运机车车钩悬空故障现象。重点分析了缓冲器上浮的原因,分析认为车钩连挂高差是缓冲器上浮的最主要原因。文章计算得到了车钩、尾框不同配合间隙状态下缓冲器上浮与车钩悬空量的数据关系,并从设计源头提出了解决车... 详细信息

系统阐述了高速重载货运机车车钩悬空故障现象。重点分析了缓冲器上浮的原因,分析认为车钩连挂高差是缓冲器上浮的最主要原因。文章计算得到了车钩、尾框不同配合间隙状态下缓冲器上浮与车钩悬空量的数据关系,并从设计源头提出了解决车钩悬空的优化方案。

关键词：高速重载货运机车车钩悬空缓冲器上浮重载铁路

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高速重载弧齿锥齿轮振动分析与控制

高速重载弧齿锥齿轮振动分析与控制

作者：李躲重庆大学

学位级别：硕士

针对高速重载齿轮传动振动问题,本文基于有限元方法,建立一对弧齿锥齿轮有限元模型,对其进行瞬态分析,从多个角度说明齿轮的振动情况。同时,对从动锥齿轮进行模态分析,探究共振转速与频率之间的关系。在此基础上,对附加减振环弧齿锥齿... 详细信息

针对高速重载齿轮传动振动问题,本文基于有限元方法,建立一对弧齿锥齿轮有限元模型,对其进行瞬态分析,从多个角度说明齿轮的振动情况。同时,对从动锥齿轮进行模态分析,探究共振转速与频率之间的关系。在此基础上,对附加减振环弧齿锥齿轮进行瞬态分析,将有、无减振环的计算结果进行对比,说明减振环的减振效果。同时添加减振环之后,齿轮的模态频率增加,降低了发生共振的可能性。优化减振环参数,可以避免齿轮发生共振。本文的研究成果可以指导减振环在齿轮传动系统中的应用,具有一定的工程实用意义与价值。本文研究的内容及主要结论如下:(1)弧齿锥齿轮有限元模型建立及瞬态分析利用ANSA软件对弧齿锥齿轮三维模型进行网格划分,并施加载荷与约束,利用LS-DYNA软件对其进行准静态分析,验证了模型的准确性;然后再进行瞬态分析,从齿轮接触力、齿轮应力、轴向振动等方面对计算结果进行分析,说明该对锥齿轮的瞬态振动情况。(2)弧齿锥齿轮模态与共振分析对从动锥齿轮进行模态分析及齿轮共振理论介绍。在此基础上,在工作转速范围内,计算不同转速下齿轮的振动情况,确定出共振转速与共振振型。结果发现在转速为14420 r/min时发生的是二节径前行波共振,在转速为19200 r/min时发生的是二节径后行波共振。在转速为14900r/min、16477 r/min时发生的是三节径前行波共振,在17900 r/min、20300 r/min时发生的是三节径后行波共振。(3)减振环减振技术介绍了被动减振技术概况及其主要分类,减振环的主要类型及减振机理;利用弹塑性力学相关知识对整体型减振环以及开口型减振环进行了接触分析计算,求得其接触压力,为附加减振环齿轮结构提供边界条件。(4)弧齿锥齿轮附加减振环瞬态分析及减振效果对比对附加减振环弧齿锥齿轮进行瞬态分析,并与无减振环结果进行对比,说明减振环在降低齿轮振动的有效性。其中从动轮轴向位移低频大振幅在振幅方面下降了13%;高频微幅在振幅方面下降56.9%。对比齿轮模态频率,发现二节径固有频率提高了1.62倍、三节径固有频率提高了1.36倍,降低了发生节径型共振的可能性。优化减振环参数,可以避免齿轮发生共振。

关键词：高速重载弧齿锥齿轮瞬态分析减振环减振共振

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高速重载步行机器人动力学分析及步态规划

高速重载步行机器人动力学分析及步态规划

作者：史洪敏燕山大学

学位级别：硕士

现阶段世界各地,自然灾害、突发事件和恐怖活动频发,威胁着人们的生命财产安全。因此,面对无法预估的灾难现场和救援工作,开发新型移动式并能够快速且重载的搬运机器人,开展搜救、运输物资等救援工作成为移动机器人主要研究的课题。本... 详细信息

现阶段世界各地,自然灾害、突发事件和恐怖活动频发,威胁着人们的生命财产安全。因此,面对无法预估的灾难现场和救援工作,开发新型移动式并能够快速且重载的搬运机器人,开展搜救、运输物资等救援工作成为移动机器人主要研究的课题。本文提出一种轮足复合式(7)2-UPS(10)U(8)&R串并混联机构的高速重载机器人,其研究目的主要是为了实现复杂环境下的高速度重载荷搬移及救援等。本文从机器人机构、运动学、动力学、稳定性、步态规划和实验几个方面进行研究:首先,根据机器人步行环境及行走速度要求,并结合人体仿生原理,提出轮足复合式串并混联腿部机构和内外架机体机构。在此基础上提出高速重载的设计目标,并根据设定的速度及载荷分析机器人机构。作为后续分析的基础,对腿部机构及机器人整机进行位置分析,并求解腿部机构的工作空间。其次,基于上述求解的工作空间及位置分析,对机器人腿部机构的雅克比矩阵及各条腿的速度进行求解,并分析高速重载机器人整机的速度。根据腿部机构各杆的速度并结合拉格朗日方程建立机器人腿部机构的动力学方程。再次,规划机器人腿部机构的足端轨迹,针对一般情况下足端轨迹及越障情况下足端轨迹两种情况进行规划。并基于机器人静态稳定性及动态稳定性对高速重载机器人进行步态规划,本文主要进行两种步态规划,包括对角小跑步态及机器人越障步态。最后,基于上述机器人腿部及整机运动学和动力学、轨迹及步态规划,对机器人的腿部机构及整机进行虚拟样机仿真,并对该高速重载机器人的电机及电动推杆进行选型,对现有样机进行轨迹规划实验,验证所求理论的正确性。

关键词：高速重载运动学动力学步态规划仿真

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高速重载液压撞击试验装置设计

液压与气动 2015年第6期39卷 108-111页

作者：任德志胡展博河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003

针对撞击装置高速重载的需求,提出一种采用快速开启的大流量控制装置,为系统提供瞬时大流量,能够在短时间、短行程内获得巨大能量的液压撞击装置。介绍了其结构方案,阐述了其工作原理和工作过程,并用AMESim软件进行了建模仿真。结果表明... 详细信息

针对撞击装置高速重载的需求,提出一种采用快速开启的大流量控制装置,为系统提供瞬时大流量,能够在短时间、短行程内获得巨大能量的液压撞击装置。介绍了其结构方案,阐述了其工作原理和工作过程,并用AMESim软件进行了建模仿真。结果表明,所建模型能够满足撞击装置高速重载的需求。

关键词：撞击试验装置高速重载高速大流量控制装置 AMESim