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基于可靠性分析的太阳电池阵驱动弹簧设计

清华大学学报（自然科学版） 2012年第7期52卷 962-966页

作者：高鹏阎绍泽吴嘉宁清华大学精密仪器与机械学系摩擦学国家重点实验室北京100084

以太阳电池阵驱动弹簧为研究对象,建立动态可靠性模型,并提出太阳电池阵驱动弹簧的可靠性优化设计方法。在建立动态可靠性模型过程中,假设载荷历程为Poisson过程,并考虑驱动弹簧参数的变化对应力及强度分布的影响。通过灵敏度分析,提出... 详细信息

以太阳电池阵驱动弹簧为研究对象,建立动态可靠性模型,并提出太阳电池阵驱动弹簧的可靠性优化设计方法。在建立动态可靠性模型过程中,假设载荷历程为Poisson过程,并考虑驱动弹簧参数的变化对应力及强度分布的影响。通过灵敏度分析,提出基于动态可靠性模型的优化设计方法。算例研究表明:即使在强度不退化的情况下,驱动弹簧的可靠度仍然随着时间的增加而降低。同时,失效率曲线与偶然失效期浴盆曲线相一致。此外,基于传统应力-强度干涉模型的可靠性优化方法可能由于忽略了可靠性的动态特性而使设计结果具有较高危险性。

关键词：可靠性失效率弹簧优化 Poisson过程

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变刚度弹簧组系统优化设计

铁道学报 2006年第6期28卷 51-54页

作者：商跃进王红兰州交通大学机电工程学院甘肃兰州730070

根据变刚度弹簧减振装置的运用特点,对其性能进行了分析研究,确定了变刚度弹簧组的性能参数及其与弹簧组中各弹簧性能参数之间的关系。从系统论的观点出发,将变刚度弹簧组中的各弹簧作为一个整体进行研究,以变刚度弹簧组中各弹簧的簧丝... 详细信息

根据变刚度弹簧减振装置的运用特点,对其性能进行了分析研究,确定了变刚度弹簧组的性能参数及其与弹簧组中各弹簧性能参数之间的关系。从系统论的观点出发,将变刚度弹簧组中的各弹簧作为一个整体进行研究,以变刚度弹簧组中各弹簧的簧丝直径、弹簧中径及有效圈数为设计变量,以弹簧总质量最轻为目标函数,建立了满足静强度条件、疲劳强度条件、稳定性条件和安装条件,并能反映变刚度弹簧减振装置参数的变刚度弹簧组优化设计模型。采用有限元分析软件ANSYS中自带的优化设计模块中的一阶优化方法编制了APDL语言优化设计程序。以某铁路货车车辆变刚度弹簧组为例,进行了优化设计计算。实例分析表明,本文所提出的设计方法比传统设计方法简单易行、结果合理。

关键词：弹簧优化设计变刚度

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拉索-弹簧系统的振动特性研究

振动工程学报 2012年第5期25卷 522-526页

作者：周海俊朱亚峰杨夏孙利民深圳大学土木工程学院广东深圳518060 同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

将拉索简化为一根张紧弦,并将辅助索对拉索的刚度贡献简化为一根弹簧所提供的刚度,基于拉索-弹簧系统的动力学方程,采用分离变量法得到了拉索-弹簧系统的特征方程。研究了当弹簧刚度取极限值时特征值(振动频率)的极限解,由此确定了特征... 详细信息

将拉索简化为一根张紧弦,并将辅助索对拉索的刚度贡献简化为一根弹簧所提供的刚度,基于拉索-弹簧系统的动力学方程,采用分离变量法得到了拉索-弹簧系统的特征方程。研究了当弹簧刚度取极限值时特征值(振动频率)的极限解,由此确定了特征值的存在范围。当弹簧靠近锚固端时,由一阶泰勒展开得到了特征值的迭代解和近似解。分析了弹簧刚度和安装位置对拉索振动频率的影响,研究了针对提高低阶模态振动频率时弹簧的优化设置位置。研究结果为进一步研究辅助索减振设计问题提供基础理论依据,对辅助索减振设计也有一定的参考价值。

关键词：拉索自由振动特征值弹簧频率

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摩擦-弹簧水平隔震系统的模型与设计

北京工业大学学报 2011年第11期37卷 1650-1654页

作者：李雄彦薛素铎北京工业大学城市与工程安全减灾教育部重点实验室北京100124 北京工业大学工程抗震与结构诊治北京市重点实验室北京100124

为解决空间网格结构三维复合隔震的水平隔震问题,提出了一种摩擦-弹簧水平隔震装置.新开发的水平隔震系统依靠摩擦滑移隔震,由并联弹簧实现震后复位.针对隔震与复位,建立了装置的力学模型,通过目标隔震周期导出了摩擦系数与滑移幅值间... 详细信息

为解决空间网格结构三维复合隔震的水平隔震问题,提出了一种摩擦-弹簧水平隔震装置.新开发的水平隔震系统依靠摩擦滑移隔震,由并联弹簧实现震后复位.针对隔震与复位,建立了装置的力学模型,通过目标隔震周期导出了摩擦系数与滑移幅值间的关系式,并依据滑移幅值确定了复位弹簧的刚度计算方法.同时依据力学模型,给出了水平隔震装置的设计方法.

关键词：支座隔震摩擦滑移弹簧复位刚度

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新型高阻尼弹簧及其性能研究

振动与冲击 2004年第3期23卷 76-78,90页

作者：严蔚刘承斌王柏生钱国桢浙江大学土木系杭州310027

主要研究一种新型高阻尼弹簧 (填充金属丝和浸沥青的弹簧 )的阻尼性能 ,通过实验得到 ,普通弹簧在填充金属丝和浸透沥青后 ,可以提高阻尼。填充少量金属丝的弹簧阻尼表现为库仑阻尼 ,而填充金属丝的量增加到一定程度后 ,则表现为粘性阻... 详细信息

主要研究一种新型高阻尼弹簧 (填充金属丝和浸沥青的弹簧 )的阻尼性能 ,通过实验得到 ,普通弹簧在填充金属丝和浸透沥青后 ,可以提高阻尼。填充少量金属丝的弹簧阻尼表现为库仑阻尼 ,而填充金属丝的量增加到一定程度后 ,则表现为粘性阻尼 ,实验研究还得到了阻尼弹簧的阻尼随金属丝填充率的变化关系。最后 ,还进行了用高阻尼弹簧对受简谐荷载强迫振动梁做动力吸振的实验研究 ,结果表明 ,用高阻尼弹簧做TMD具有良好的减振效果。

关键词：金属丝粘性阻尼吸振库仑变化关系强迫振动性能研究填充新型弹簧

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用形状记忆合金弹簧主动控制转子振动

机械强度 2002年第1期24卷 29-31页

作者：王洪礼李强孙景天津大学机械工程学院天津300072

选择形状记忆合金 (shapememoryalloy ,SMA)制作的弹簧元件作为转子系统的弹性支承 ,研究对转子振动的主动控制。利用SMA近似的应力—应变—温度的多项式模型 ,推导出SMA弹簧的非线性恢复力模型。运用简化的热力学模型 ,建立SMA弹簧的... 详细信息

选择形状记忆合金 (shapememoryalloy ,SMA)制作的弹簧元件作为转子系统的弹性支承 ,研究对转子振动的主动控制。利用SMA近似的应力—应变—温度的多项式模型 ,推导出SMA弹簧的非线性恢复力模型。运用简化的热力学模型 ,建立SMA弹簧的温度控制系统 ,以电流加热的方法改变SMA的温度。在数值仿真中 ,设计了给定温度曲线 ,计算出电流功率 ,并验证了改进后系统的振动抑制效果。仿真结果表明该方法能将转子最大振幅减少 3 0

关键词：形状记忆合金转子主动控制弹簧振动控制

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柔性板弹簧槽端封闭曲线的形状优化

华中科技大学学报（自然科学版） 2014年第5期42卷 66-70页

作者：李奎张晓青刘巧凤陈焕新华中科技大学能源与动力工程学院湖北武汉430074

基于有限元分析的形状优化算法,构建圆的渐开线型柔性板弹簧的有限元模型.以最小应力集中系数作为优化目标,最小应力值作为参变量,并分别以椭圆方程和阿基米德方程作为工具曲线确定形状控制参数,对板弹簧槽端封闭曲线进行形状优化.计算... 详细信息

基于有限元分析的形状优化算法,构建圆的渐开线型柔性板弹簧的有限元模型.以最小应力集中系数作为优化目标,最小应力值作为参变量,并分别以椭圆方程和阿基米德方程作为工具曲线确定形状控制参数,对板弹簧槽端封闭曲线进行形状优化.计算结果表明:最显著降低应力集中系数和最大应力的是经修正的外偏型阿基米德线封闭曲线,其次是椭圆弧线;优化计算结果与实验结果符合较好,表明所采用的柔性弹簧形状优化方法有效.

关键词：柔性结构弹簧应力集中形状优化有限元

含持续预载的旋转弹簧振动系统键合图建模与仿真

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振动与冲击 2011年第5期30卷 127-130,144页

作者：唐进元陈海锋中南大学现代复杂装备设计与极端制造教育部重点实验室中南大学机电工程学院长沙410083

针对键合图难以表达的弹簧初始载荷的添加和保持问题,以含持续预载的旋转弹簧振动系统为研究对象,用两个容性元件描述含持续预载的弹簧,根据振动系统的拉格朗日方程,建立整个系统的键合图模型,采用20-sim仿真软件对含有持续预载和不含... 详细信息

针对键合图难以表达的弹簧初始载荷的添加和保持问题,以含持续预载的旋转弹簧振动系统为研究对象,用两个容性元件描述含持续预载的弹簧,根据振动系统的拉格朗日方程,建立整个系统的键合图模型,采用20-sim仿真软件对含有持续预载和不含持续预载的模型分别进行仿真,研究其对质量块振动特性的影响,为验证键合图模型的正确性,运用ADAMS软件对系统进行动力学仿真,两种软件仿真结果进行对比,验证含持续预载的旋转弹簧振动系统键合图模型的正确性。

关键词：持续预载弹簧键合图理论动力学仿真 20-sim

门上设置弹簧与阻尼器的防护门抗爆性能的理论与数值分析

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振动与冲击 2010年第7期29卷 83-87页

作者：方秦杜茂林陈力解放军理工大学工程兵工程学院南京210007

采用理论与数值分析方法研究在门上设置弹簧和阻尼器提高防护门抗力的可行性及有效性。首先,利用第二类Lagrange方程,建立了门体上设置弹簧和阻尼器结构的三自由度等效体系简化分析模型,系统研究了刚度系数、阻尼系数和质量比对防护门... 详细信息

采用理论与数值分析方法研究在门上设置弹簧和阻尼器提高防护门抗力的可行性及有效性。首先,利用第二类Lagrange方程,建立了门体上设置弹簧和阻尼器结构的三自由度等效体系简化分析模型,系统研究了刚度系数、阻尼系数和质量比对防护门动力响应的影响特点与规律,结果表明:仅在刚度系数和阻尼系数较小的情况下,上述措施可以有效降低防护门的跨中位移,但此时门上辅助结构的位移太大;在刚度系数较大而阻尼系数较小的情况下,防护门与门上辅助结构之间存在共振现象;在刚度系数和阻尼系数都足够大的情况下,上述措施作用仍然十分有限。其次,对典型的防护门结构进一步进行了精细化非线性有限元分析,计算结果再一次表明门上设置弹簧和阻尼器难以有效提高防护门抵抗核爆和化爆荷载的能力。

关键词：防护门爆炸荷载弹簧阻尼器抗力