梁柱外伸端板连接是一种在建筑结构中常用的节点连接方式,它以施工简便、易于抗震等优点而受到广泛应用。然而,对于其初始刚度的精确计算存在较大困难,因为连接节点的受力状态较为复杂,传统上人们往往忽略或简化了实际受力状况。为此,郑绍桦和王新堂两位学者深入研究了梁柱外伸端板连接初始刚度的计算模型,并通过试验数据和有限元分析(ANSYS模拟)进行了验证和修正。 研究者们提出了针对梁柱外伸端板连接的初始刚度计算模型,并从理论上指出了现有模型的不足之处。他们认为,现有的设计规范通常简化处理,将端板连接节点简化为完全刚接或铰接,这样的简化忽略了实际情况中的复杂性,无法精确计算出节点的刚度。研究者们尝试在理论上推导出初始刚度的计算模型,并通过试验数据验证模型的准确性,结果表明,该计算模型能大致反映构造参数和初始刚度之间的关系,但同时存在一定的误差。 在误差分析方面,研究者们指出了计算模型在考虑构造参数时所作的简化。比如,计算模型在推导时假设了拉区第二排螺栓以下节点的变形对于初始转动刚度的影响很小,故而忽略不计。但实际试验结果和ANSYS模拟表明,端板和柱翼缘在受大荷载作用时也存在变形,尤其是在端板厚度较小的情况下,变形更明显。这种变形会影响节点所承受的力,忽略这部分的变形会导致理论计算的初始刚度低于实际值。 此外,计算模型在评估螺栓处的挠度时,假设了端板变形的边界条件为四边固支,使用板理论得出中心处的挠度作为螺栓处的挠度。实际上,端板和柱翼缘通过螺栓连接,其变形受到柱翼缘和腹板的撬力作用,从而使得理论值偏小。同样,在计算柱翼缘的变形时,如果忽略柱腹板和端板的撬力作用,也会导致理论初始刚度低于实际值。 为了解决计算模型存在的误差问题,研究者们进行了试验验证,并借助ANSYS软件进行了模拟。他们利用PROE建立三维模型,并将其以IGES格式导入ANSYS中进行网格划分和求解。在模型中,梁柱构件、端板和螺栓均采用三维结构实体单元SOLID45,它具有塑性、蠕变、膨胀、应力刚化、大变形、大应变等功能。在端板和柱之间的接触区域,使用了目标单元TARGE170和接触单元CONTA174进行接触模拟,接触面的摩擦系数取值为0.45。同时,模型中忽略了螺栓与孔壁之间的接触效应。 在材料属性方面,梁和柱均采用Q235钢材,其屈服强度取值为235MPa。高强螺栓的材料性能指标则参照国家标准,并指定了高强螺栓的等级。利用ANSYS模拟得到的结果与实际试验结果吻合较好,从而验证了计算模型的可行性,并根据模拟结果给出了修正建议。 研究者们总结了初始刚度计算模型的修正建议,主要目的是为了更准确地反映实际受力情况,以便在设计中能够更精确地计算梁柱外伸端板连接节点的初始刚度。修正建议可能涉及对计算模型中的参数进行调整,或者对模型的某些假设条件进行优化,从而使得计算结果与实际状况更加接近。这一研究工作对于改进建筑结构设计具有重要意义,有助于提高结构的安全性和耐久性。
2025-12-23 23:04:17 278KB 首发论文
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轻载下润滑滚动轴承的打滑动力学模型:动态研究及减缓措施的探索,包含弹流润滑、油膜刚度与赫兹接触刚度等多重因素的考虑分析,轻载下润滑滚动轴承的打滑现象动态研究与减缓措施:基于MATLAB动力学建模的弹流润滑滚子轴承打滑特性分析,Dynamic investigation and alleviative measures for the skidding phenomenon of lubricated rolling bearing under light load matlab轴承动力学建模,轴承打滑,轴承打滑动力学模型,弹流润滑作用下滚子轴承打滑动力学模型,考虑了油膜刚度与赫兹接触刚度、等效阻尼等,分析了弹流润滑作用下的打滑特性 ,关键词:动态调查; 减缓措施; 润滑滚动轴承; 轻载下打滑现象; Matlab轴承动力学建模; 轴承打滑; 打滑动力学模型; 弹流润滑; 滚子轴承打滑; 油膜刚度; 赫兹接触刚度; 等效阻尼; 打滑特性。 分号分隔结果为: 动态调查;减缓措施;润滑滚动轴承;轻载下打滑现象;Matlab轴承动力学建模;轴承打滑;打滑动力学模型;弹流润滑;滚子轴承打滑;油
2025-11-17 15:42:09 919KB edge
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利用COMSOL进行齿轮啮合刚度模拟的具体步骤和技术要点。首先,通过调用COMSOL内置的齿轮几何生成器快速建立齿轮模型,并设置了合理的材料属性和边界条件。接着,重点讲解了接触对的设置,推荐使用'粘附-滑动'方式并给出了关键参数的选择范围。然后,在网格划分阶段强调了对齿面的重点处理以及优化技巧。求解过程中,指出了需要开启大变形选项并合理设置时间步长。最后,通过后处理提取接触力数据,计算得到时变刚度,并进行了频域变换以获得平均刚度值。整个过程还提供了实用的小贴士,如调整啮合位置偏移量解决不收敛问题等。 适合人群:从事机械工程仿真研究的技术人员,尤其是对齿轮传动系统感兴趣的工程师。 使用场景及目标:适用于需要精确评估齿轮传动系统的动态特性、优化设计参数的研究项目。目标是掌握一套完整的齿轮啮合刚度模拟流程,提高仿真的准确性。 其他说明:文中提到的方法经过实际验证,能够将误差控制在5%以内,为后续的NVH分析提供可靠的数据支持。
2025-10-23 19:15:18 241KB
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Comsol仿真技术在齿轮啮合刚度模拟中的应用,Comsol模拟技术在齿轮啮合刚度分析中的应用,Comsol 齿轮啮合刚度模拟 ,Comsol; 齿轮啮合; 刚度模拟; 模拟分析; 机械传动,Comsol模拟齿轮啮合刚度 Comsol仿真技术是一种多物理场耦合分析工具,它在机械传动领域尤其在齿轮啮合刚度的模拟分析中展现了显著的应用价值。齿轮啮合刚度是决定齿轮传动性能和使用寿命的关键因素之一,传统的分析方法往往基于理论计算和实验测试,但存在成本高、周期长、不够精确等局限性。利用Comsol仿真技术可以在计算机上建立精确的齿轮啮合模型,通过模拟分析得到更为准确的刚度变化规律,从而指导齿轮的设计和优化。 在齿轮啮合刚度模拟的探索与实现中,研究者们首先需要对齿轮啮合的基本原理有深入的理解。齿轮传动中,齿轮间的接触是一个复杂的过程,它涉及到齿轮的材料属性、表面特性、制造精度等多个方面。Comsol仿真技术能够通过建立齿轮模型,模拟实际工作中的接触应力、传动误差、齿面接触状态等参数,为齿轮设计提供科学的理论依据。 在仿真分析中,齿轮模型的建立是关键步骤之一。通常情况下,模型需要包含齿轮的几何尺寸、材料特性、边界条件等信息。Comsol软件提供了丰富的物理场接口,能够根据齿轮传动的实际工况设置相应的物理模型和参数,如弹性力学场、摩擦学场等。此外,仿真技术还可以模拟齿轮在不同工况下的动态响应,分析温度场变化、疲劳损伤等对齿轮啮合刚度的影响。 通过深入探讨齿轮啮合刚度模拟,研究者们逐步揭示了齿轮啮合刚度与传动性能之间的内在联系。仿真分析结果可以用来优化齿轮的设计参数,例如齿形、齿数、模数等,以提高啮合刚度,减少传动误差和振动。同时,仿真技术也为齿轮的故障诊断和寿命预测提供了可能,它能够模拟齿轮在长期工作后的磨损情况,为齿轮的维护和更换提供指导。 随着现代工业的快速发展,对齿轮传动性能的要求越来越高,Comsol仿真技术在齿轮啮合刚度模拟中的应用显得尤为重要。它不仅能够提高设计效率,缩短研发周期,还可以显著降低研发成本。在机械工程和产品设计领域,Comsol仿真技术的应用正成为一种趋势,为提高机械传动系统的可靠性和性能发挥了重要作用。 在实际工程领域,Comsol仿真技术已经得到广泛应用。通过仿真技术的深入探讨,工程师们能够在产品投入市场前发现潜在的设计问题,并对产品进行优化。此外,仿真技术还能够模拟齿轮在不同工况下的性能表现,为选择合适的齿轮材料和热处理工艺提供了依据。在齿轮啮合刚度模拟的探索工程领域中,Comsol仿真技术已经成为不可或缺的工具。 Comsol仿真技术在齿轮啮合刚度模拟中的应用,不仅在理论研究上有所突破,而且在实际工程应用中也显示出巨大的潜力。它的发展和完善,将为机械传动系统的设计和优化带来革命性的变革。
2025-10-23 19:13:38 327KB istio
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内容概要:本文详细介绍了如何利用COMSOL进行齿轮啮合刚度的模拟。首先,强调了齿轮参数化建模的重要性,包括使用渐开线方程生成齿廓,并将生成的点坐标导入COMSOL的插值曲线。接着,讨论了接触对设置的技巧,如调整搜索容差和初始接触状态,确保仿真准确性。然后,讲解了刚度计算的核心步骤,即提取接触反力并计算总的接触力。此外,文中提到参数化扫描时需要注意的事项,如载荷步长和啮合相位角的设置,以及后处理阶段的数据平滑处理方法。最后,强调了验证结果的重要性,如对比能量法结果和检查接触压力分布。 适合人群:从事机械传动系统设计和仿真的工程师和技术人员。 使用场景及目标:适用于需要精确模拟齿轮啮合刚度的研究项目,旨在提高传动系统的精度和NVH性能。通过掌握COMSOL的具体应用技巧,能够更好地理解和解决齿轮传动中的实际问题。 阅读建议:由于涉及大量具体的操作细节和参数设置,建议读者在实践中逐步尝试文中提供的方法,并结合自己的实际情况进行调整和优化。同时,可以参考文中的代码片段,加深对COMSOL操作的理解。
2025-10-23 16:08:06 192KB
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利用MATLAB编程语言研究行星齿轮系统的动力学特性的方法。主要内容包括定义行星齿轮系统的参数,构建集中质量参数模型,基于势能法求解齿轮时变啮合刚度,以及通过数值方法求解动力学方程并分析系统的动态响应。文中还提供了简化的MATLAB代码示例,展示了从模型参数定义到动态响应分析的具体步骤。 适合人群:机械工程领域的研究人员和技术人员,尤其是对行星齿轮系统动力学感兴趣的学者和工程师。 使用场景及目标:适用于希望深入了解行星齿轮系统动态行为的研究项目,旨在通过理论分析和仿真实验揭示行星齿轮系统的运动规律,为优化设计和故障诊断提供科学依据。 阅读建议:读者应对机械动力学、弹性力学、能量守恒定律有一定的了解,并熟悉MATLAB编程环境,以便更好地理解和复现文中的实验过程。
2025-09-25 22:48:47 596KB
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内容概要:本文探讨了在非线性工况下,利用容积卡尔曼滤波(CKF)对轮胎侧向力和侧偏刚度进行估计和修正的方法,并将其应用于MPC路径跟踪控制中。首先介绍了传统的线性轮胎模型在特定条件下无法准确描述轮胎行为的问题,然后详细阐述了CKF的工作原理以及其实现步骤,特别是容积点生成和状态预测的具体方法。接着讨论了轮胎侧偏刚度修正策略,提出了一种基于力-滑移率关系的自适应修正方法,并展示了其在实际测试中的有效性。此外,还提到了MPC控制器中代价函数的设计细节,强调了侧偏刚度比例项的作用。最后讲述了联仿过程中遇到的问题及解决方案,如时滞补偿模块的应用,以及手写CKF相较于MATLAB自带工具箱的优势。 适合人群:从事自动驾驶、汽车工程、控制系统等领域研究的专业人士和技术爱好者。 使用场景及目标:适用于需要深入了解轮胎动态特性建模、非线性状态估计技术和先进路径跟踪控制算法的研究项目。目标是提升车辆在复杂环境下的操控性能和安全性。 其他说明:文中提供了具体的代码片段用于解释关键概念和技术实现,有助于读者更好地理解和复现实验结果。同时提醒读者注意不同仿真平台间可能存在的兼容性问题,并给出了相应的解决思路。
2025-09-18 16:41:43 535KB
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基于Matlab的Ansys有限元模型刚度矩阵与质量矩阵快速提取工具,基于matlab的ansys结构刚度矩阵、质量矩阵提取 【程序简介】 现成Ansys命令流+matlab程序,替建模部分命令流,直接运行matlab程序即可,具体如下: [1]利用Ansys建立有限元模型; [2]利用HBMAT命令提取结构原始刚度、质量矩阵,也可以提取结构总体刚度、质量矩阵; [3]利用matlab读取Harwell-Boeing文件格式组装结构刚度矩阵和质量矩阵,并利用质量、刚度矩阵计算结构自振频率,结果与Ansys对比一致。 [闪亮]程序已通过多个模型得到验证,无其他繁琐操作,直接运行程序即可获得结构刚度与质量矩阵,为二次开发提供。 ,基于matlab的ansys结构刚度矩阵; 质量矩阵提取; Ansys命令流; HBMAT命令; Harwell-Boeing文件格式; 结构自振频率计算; 二次开发。,基于Matlab的ANSYS结构刚度与质量矩阵提取程序
2025-08-30 09:15:04 738KB istio
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基于Matlab的行星齿轮动力学研究:集中质量参数模型与势能法求解时变啮合刚度及其动态响应的仿真实现,基于Matlab的行星齿轮动力学研究:集中质量参数模型与势能法求解时变啮合刚度及其动态响应的Matlab源码实现,matlab:行星齿轮动力学,集中质量参数模型,基于势能法求解齿轮时变啮合刚度,行星齿轮系统动态响应,matlab源码。 ,关键词:Matlab; 行星齿轮动力学; 集中质量参数模型; 势能法; 时变啮合刚度; 动态响应; 源码。,基于Matlab的行星齿轮动力学模拟与动态响应分析
2025-08-23 16:27:20 1.67MB
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基于势能法的含齿根裂纹直齿轮时变啮合刚度计算程序及非线性动力学分析,势能法求解含齿根裂纹的直齿轮时变啮合刚度,根据Wu文献并结合其它文献采用MATLAB编写的含齿根裂纹的时变啮合刚度程序,同时考虑了齿轮变位情况。 另有考虑双齿啮合时,齿基刚度重复计算的修正程序。 如有雷同,谨防受骗。 同时有计算齿轮啮合刚度的石川法和Weber能量法。 另有齿轮非线性动力学程序,包括相图、频谱图、时域图、庞加莱映射、分岔图及最大李雅普诺夫指数。 ,势能法; 齿根裂纹; 时变啮合刚度; MATLAB程序; 齿轮变位; 双齿啮合; 齿基刚度修正; 石川法; Weber能量法; 齿轮非线性动力学程序; 相图; 频谱图; 时域图; 庞加莱映射; 分岔图; 李雅普诺夫指数。,基于势能法与石川法的直齿轮啮合刚度分析程序与修正方法研究
2025-08-14 14:45:06 108KB kind
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