理论与方法研究

  • 扑翼悬停飞行的刚体运动学建模与仿真

    张威;胡超;张鹤丛;王笑冬;

    为了能够使昆虫悬停状态下翅膀的拍动过程用运动学方程进行表达,将扑翼飞行的翅膀简化为平面矩形刚体,翅膀的运动分解为"平动"和"转动"两种运动状态分别对其运动学建模,再利用运动的合成得到超前、对称、滞后三种不同悬停飞行模式下昆虫翅膀的运动方程。根据运动学方程,通过MATLAB仿真出昆虫翅膀悬停飞行时的拍动转角、翼尖速度和翼尖空间运动轨迹,从翼尖空间轨迹曲线可以看出,昆虫翅膀的运动轨迹是呈弯曲拉长的"8"字型,与自然昆虫观察研究结果一致。

    2016年08期 No.306 1-4页 [查看摘要][在线阅读][下载 272K]
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  • 圆柱、椭圆动压轴承-转子系统轴心轨迹研究

    张绍林;陈鸿;李瑞珍;

    轴颈涡动轨迹的发散与收敛取决于油膜动力特性,因此分别以圆柱、椭圆动压轴承支承的单质量对称转子系统为对象,研究界限状态下的轴心轨迹。通过建立系统的动力学方程和轴心的运动轨迹方程,借助动压轴承特性参数数据库,以图形正规化的方式得到了不同偏心率、长径比和椭圆度下的界限轴心轨迹图。计算和图形结果表明各工况下随着偏心率增大,圆柱轴承和椭圆轴承支承的转子系统稳定性均提高,且椭圆轴承转子的系统稳定性优于圆柱轴承。研究为轴心轨迹计算和分析方面提供了参考意义。

    2016年08期 No.306 5-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 224K]
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  • 7自由度串联机器人运动学分析

    王梦;付铁;丁洪生;贾连涛;

    以北京某大学自行研制的7自由度串联机器人为研究对象,对其运动学正解和逆解进行分析和研究。应用旋量方法推导出该机器人的运动学正解求解方程。在运动学正解求解方程基础上,采用位姿分离方法,将7自由度串联机器人的运动学逆解问题分解为位置逆解和姿态逆解两部分,并结合几何法和最短行程原则优化计算位置逆解和姿态逆解,继而完成了该机器人的运动学逆解求解。仿真结果验证了该7自由度串联机器人运动学逆解求解方法的正确性,且证明了该方法具有运算量小和精度高等特点。

    2016年08期 No.306 8-11页 [查看摘要][在线阅读][下载 207K]
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  • 喷油器结构对柴油机NO_X和碳烟排放影响的研究

    仲达;罗福强;夏骅;周群;

    通过对某四缸增压中冷柴油机进行不同工况下的排放对比试验,研究喷油器压力室、喷孔直径、油嘴伸出量和喷油器开启压力对柴油机排放特性的影响,为样机优化提供参考方案。试验表明:无压力室喷油器碳烟的生成量减小但NO_X的生成量会增加;除了2850r/min转速的中高负荷情况下,柴油机的NO_X生成量随着喷孔直径的减小而增大,碳烟的生成量则随着孔径的减小而减小;随着油嘴伸出量的增加,柴油机的NO_X生成量逐渐增大,碳烟的生成量逐渐减小;喷油器的开启压力的增加导致柴油机的NO_X生成量变大,但是碳烟生成量有所减少,并且转速越低,负荷越小时这种影响更明显。通过试验确定喷油器压力室的选择以及最佳喷油器孔径、开启压力、喷油嘴伸出量。

    2016年08期 No.306 12-15+19页 [查看摘要][在线阅读][下载 427K]
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  • 过渡流下近壁圆柱流动传热特性的优化研究

    王丽娟;张园园;徐加辉;喜冠南;

    针对过渡流状态下近壁插入圆柱的模型进行数值模拟与分析,通过基于复合网格系统的计算方法,分别研究过渡流状态下单圆柱与双圆柱对壁面流动传热特性的影响,以期优化圆柱下游壁面的流动传热特性。研究结果表明:1)一方面,近壁插入圆柱可使圆柱和壁面间流体受迫加速,此处壁面换热得以强化;另一方面,近壁插入圆柱可使流场产生波动,形成正负交替的漩涡,其对壁面的洗刷作用亦会使被洗刷处的壁面传热强化;2)近壁插入双圆柱与近壁插入单圆柱相比,可有效提高圆柱下游的换热系数,明显优化壁面换热效果。

    2016年08期 No.306 16-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 285K]
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  • 行星差动微位移机构轴向变形分析与仿真

    樊曙天;王宝琦;郭显鹏;

    以行星差动滚柱丝杠为研究对象,设计一种新型微位移机构,用来进行刀具补偿。轴向刚度是评价行星滚柱丝杠综合性能的重要指标之一,运用赫兹接触理论对行星差动滚柱丝杠的轴向接触变形进行理论分析。行星差动滚柱丝杠的结构类似于行星滚柱丝杠的结构,建立机构简化模型,并用ANSYS软件对模型进行有限元仿真分析。最后,将解析值与仿真值进行对比来验证简化模型的是否合理,并进行误差分析。结果显示,仿真值与理论值相对误差均在5%以内,表明所创建的有限元简化模型较为合理。

    2016年08期 No.306 20-23页 [查看摘要][在线阅读][下载 285K]
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  • 无油涡旋压缩机对称容腔内气体热力学状态研究

    胡瑢华;李斌;张国琳;李宇锋;

    为了研究无油涡旋压缩机工作容腔内气体的热力学变化过程。首先对涡旋压缩机容腔及工作过程进行了划分分析。其次在提出合理假设的前提下,运用换热关联式计算气体热交换的热量大小,并通过实验验证换热关联式的准确性。最后考虑换热对压缩过程的影响,对不同压缩腔内气体的热力学过程进行计算,并根据计算结果绘制单个周期工作腔内气体温度以及压力变化过程曲线。全面展示了腔内气体温度以及压力的变化规律,为涡旋压缩机的设计优化和深入研究提供参考。

    2016年08期 No.306 24-26页 [查看摘要][在线阅读][下载 229K]
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  • 微型城市电动物流汽车动力匹配设计与仿真

    吴海龙;孙桓五;吕奇奇;赵静;

    根据微型城市电动物流汽车的应用特点及城市物流运输工况,提出了该车型的主要性能参数要求,进行了整车动力性能匹配设计;基于AVL-CRUISE建立了电动汽车的整车模型,针对我国特有的城市物流工况对主要动力参数进行了仿真与验证;根据匹配设计结果,完成了原型车的设计和制造,并进行了实验验证,通过与新的欧洲驾驶循环(NEDC)城市工况的仿真结果和实车的实际运行结果进行对比,表明匹配的动力匹配参数,在满足动力性能的前提下,提升了该车能耗水平,延长了续驶里程。

    2016年08期 No.306 27-30+34页 [查看摘要][在线阅读][下载 417K]
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  • 基于纺丝电锭振动特性分析的结构优化及试验研究

    王永斌;赵献丹;何庆中;

    以降低某企业传统纺丝电锭振动强度为目的,采用刚柔耦合动力学建模方法建立纺丝电锭动态模型;运用Adams和Ansys联合仿真对电锭系统进行振动特性分析,获得系统受迫振动的幅频特性信息,依据分析结果运用阻尼缓冲减振技术和高速陀螺稳定调心技术对电锭结构进行优化,对优化结果进行软件验证和试验验证。结果证明:该结构优化实用,有效。为纺丝电锭离心机的技术进步提供了设计依据和成功案例的经验,更重要的是能为纺丝行业自主装备的发展带来巨大的经济效益。

    2016年08期 No.306 31-34页 [查看摘要][在线阅读][下载 269K]
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  • 单柱式液压机机身结构静强度相似设计研究

    商烁;罗忠;陈晓兵;黄重国;

    针对单柱式液压机机身结构静强度相似问题,基于相似理论,采用方程分析法,建立了单柱式液压机刚度及强度相似关系;以某型号双缸单柱式液压机为研究对象,采用七种不同相似模型,分别计算各相似模型关键部位的变形量及应力值,并对原型进行预测,结果表明同种工况下,完全几何相似模型可以准确预测出原型变形量及应力值;不完全几何相似模型对原型的预测误差在10%以内,验证了所建立相似关系的准确性,研究结果可为单柱式液压机机身结构静强度相似设计提供理论依据。

    2016年08期 No.306 35-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 336K]
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  • 灰色加权马尔可夫组合模型的车削加工尺寸预报研究

    杨柳;宁会峰;龚俊;

    机械加工尺寸预报是机械预测补偿控制技术的基础。传统灰色模型可用于预测时间短,数量少,数据波动起伏不大的动态系统,而马尔可夫链理论适用于处理随机波动性大的过程。于是,结合传统灰色系统和马尔可夫链的优点,提出一种基于外圆车削过程尺寸预测的加权马尔可夫SCGM(1,1)c组合模型。结果表明:加权马尔可夫SCGM(1,1)c模型可用于外圆车削的机械加工尺寸预报。通过仿真证明此模型既可揭示外圆车削加工尺寸变化的总趋势,又能减小随机波动性的影响,精度可达到要求。

    2016年08期 No.306 39-42+45页 [查看摘要][在线阅读][下载 238K]
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  • 基于齿轮啮合频率的轧机联轴器磨损监测诊断

    杨建鸣;郑龙魁;高立新;

    利用齿轮啮合频率对轧机联轴器的故障机理进行了剖析,提出了综合利用实测的等间隔特征频率幅值和齿轮啮合特征频率对机械设备中联轴器故障诊断的方法,分析了实测的等间隔特征频率和齿轮啮合频率的判读。介绍了实测等间隔特征频率和齿轮啮合频率的算法及其故障诊断的过程。所提出和研究的频率图中实测的等间隔特征频率幅值和齿轮啮合频率吻合法能够针对联轴器故障振动特点进行有效的故障监测,进而在低速重载的旋转设备故障监测与诊断中即使没有明显的特征频率,也可以判断联轴器是否出现故障。

    2016年08期 No.306 43-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 167K]
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  • 轮足式机器人机构设计及越障性能分析

    苏磊;侯宇;吴飞;艾孝杰;

    越障能力和地形适应能力是移动机器人性能评价的重要指标。以提高越障能力为目标,设计了一种轮足式越障机器人,采用头部连杆机构辅助越障,同时对其头部连杆机构进行了参数设计。利用瞬时功率守恒原理建立了越障机器人的运动学方程,得到了越障过程中的速度变化规律,在此基础上,采用Adams进行了机器人运动仿真,模拟机器人爬越台阶面的运动情况,并分析了机器人爬越台阶面的越障性能。结果表明,所设计的轮足式机器人具有良好的越障能力。

    2016年08期 No.306 46-48+53页 [查看摘要][在线阅读][下载 299K]
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  • 基于人机工程学的牵引车驾驶室应用分析

    刘渊;尹欢;彭婧;陈澔利;

    根据汽车人机工程学中B类车型的理论基础以及相关的国内外法规标准,对某重卡企业牵引车驾驶室人机界面进行分析。首先利用ISO标准增长率对我国人体局部尺寸进行相应修正,其次在驾驶室尺寸数据基础上运用CATIA平台建立驾驶室模型和相应大中小三个百分位人体模型,最后基于B类驾驶室的眼椭圆、胃部包络线以及手伸及范围等布置工具分别进行虚拟仿真及合理性分析,发现方向盘调节至较低位置时可能与人体干涉,且座椅对于小个驾驶员偏高,验证了仿真分析的正确性,并提出人机界面优化方案。

    2016年08期 No.306 49-53页 [查看摘要][在线阅读][下载 347K]
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  • 含间隙六杆机构的运动精度可靠性分析

    范永斌;尹明德;丁奇;

    以某型敞篷汽车的六杆机构为例,提出了一种运动精度可靠性的分析方法。利用闭环矢量法建立六杆机构的运动学方程,将机构中的杆长误差和运动副间隙视为随机变量,根据有效杆长理论和连续接触假设将机构中的运动副间隙转化为杆长误差,假设杆长误差服从正态分布,对六杆机构进行运动精度分析并建立运动精度可靠性模型。使用MATLAB软件对实例进行编程计算,定量地分析了六杆机构杆长误差和运动副间隙对运动精度可靠性的影响程度。通过对六杆机构的运动精度分析,为提高机构工作的稳定性和可靠性提供了依据。

    2016年08期 No.306 54-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 269K]
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  • 基于折衷规划的汽车变速器壳体拓扑优化方法研究

    梅超;褚超美;缪国;

    针对变速器壳体多档位拓扑优化的问题,以某前横置变速器壳体为研究对象,以柔度最小,即刚度最大为优化目标;借助Hyperworks分析软件,运用折衷规划方法,对变速器壳体进行拓扑优化来提高结构的刚度、强度及固有频率。仿真结果表明:壳体结构设计模型经折衷规划拓扑优化后,在约束体积设计空间内,柔度达到最小值,满足汽车各档位下壳体强度可靠性要求。一/倒档100%扭矩工况下,目标变速器壳体的应力,轴承孔最大位移量以及一阶固有频率,较优化前的计算值,均达到了校核要求。

    2016年08期 No.306 58-60+64页 [查看摘要][在线阅读][下载 290K]
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  • 基于ANSYS的高速角接触球轴承接触分析

    瞿珏;王崴;韩华亭;刘晓卫;

    针对机床高速角接触球轴承复杂工况下的接触分析问题,首先利用ANSYS软件建立了有限元分析模型对球-平面接触进行有限元分析,将分析结果与赫兹公式理论解进行比较,验证有限元接触分析的正确性;然后分析了网格细化程度对计算精度的影响;最后建立了完整的角接触球轴承参数化模型,分析载荷、转速作用下的应力分布。得出如下结论:随着载荷的增大,每个球与内外圈的接触应力均增大,且与内圈的接触应力大于与外圈的接触应力;随着转速的增大,球与外圈的接触应力增大,而与内圈的接触应力减小。为角接触球轴承耦合热应力等的分析提供了方法。

    2016年08期 No.306 61-64页 [查看摘要][在线阅读][下载 341K]
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  • 关联维数方法在转子系统载荷类型识别中的应用

    加力康;王勤贤;杨兆建;郑敏;

    针对传统载荷大小识别在应用上的局限性,利用分形理论中的关联维数,对单跨转子系统的响应振动信号进行定量特征提取,实现转子系统的载荷类型识别。在正弦、稳态、线性、冲击4种类型载荷作用下,对不同测点的不同方向的实测振动信号,利用改进阈值处理函数进行降噪,通过作图法选定几个重要参数,计算降噪后信号的关联维数,对载荷的类型进行判断识别。结果表明:在4种类型载荷下,对振动信号进行关联维数计算,可以实现定量的特征提取,关联维数的结果具有明显的分段性,能够实现4种不同载荷类型的有效识别。

    2016年08期 No.306 65-68页 [查看摘要][在线阅读][下载 271K]
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  • 复杂支承条件下分子泵转子动力学特性数值模拟与实验研究

    崔海龙;刘洋;陶继忠;何朝辉;

    为了有效提高复合分子泵转子系统的振动抑制效果,围绕与其密切相关的支承结构刚度特性展开研究。首先针对分子泵两端复杂支承条件,采用实验方法研究永磁轴承和橡胶减振垫的刚度特性;然后基于支承刚度特性建立分子泵转子系统数值模拟模型,采用模态分析法求解转子系统的特征频率及对应振型,采用谐频响应分析法求解转子系统在最大不平衡响应;最后搭建实验平台测试分子泵系统的振动特性。实验结果表明:所建立的数值模拟模型能够较好地预测分子泵转子系统的振动特性,合理设计分子泵支承结构能够有效提高分子泵转子系统的振动抑制效果。

    2016年08期 No.306 69-72+76页 [查看摘要][在线阅读][下载 440K]
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  • 纯电动物流车制动力分配的建模与仿真

    刘果;牛志刚;

    通过对纯电动小型城市物流车的改装和实验,为解决电动车单次充电后行驶里程不足的问题,对其引入再生制动系统。在车辆安全制动的前提下,对物流车前后轴的制动力进行合理分配,以获得良好的能量回收效率。根据永磁同步电机和蓄电池的工作特性,对分配策略进行优化。在MATLAB中建立电动物流车的各部分模型,并在ECE-EUDS混合行驶工况下进行仿真。仿真结果表明:该种制动力分配方法回收能量的效率明显高于ADVISOR自带的并联控制策略,安全性能有了很大提高。

    2016年08期 No.306 73-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 239K]
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先进制造技术

  • 参数化的升力面缝隙网格生成方法研究

    戴峰;肖素梅;庞宇飞;何腾霄;

    由于高升力复杂的流动、外形、驱动和支撑系统,需要耗费大量时间来计算分析设计的正确性,并且风洞实验的成本较高、试验周期长,且不能完全模拟实际飞行条件的不足。因此,文章提出一种基于参数化的升力面缝隙自动修补技术,主要内容包括:缝隙预处理、参数支撑线构造、内核框架线构造、网格光顺控制、网格正交控制技术等。进行了基于Spider软件平台缝隙自动修补模块"GAPFILL"的研究。通过大量网格生成实例的网格质量和数值计算结果,验证了算法的可靠性和鲁棒性。

    2016年08期 No.306 77-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 460K]
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  • 可重构制造系统重构方案的综合评价方法

    齐继阳;王凌云;宁善平;李金燕;

    可重构制造系统需要根据生产任务的变化进行自身重构,为系统客观地评价重构方案,建立了可重构制造系统重构方案的综合评价模型。首先,对可重构制造系统的实际情况进行研究,提出一种重构方案的评价指标体系,考虑到决策者的主观性,利用层次分析法确定各指标的权重系数,再利用灰色关联分析法对各个重构方案进行定量评判,确定各个重构方案与理想方案的接近程度,并对其进行优劣排序,为决策者选取最优方案提供科学、有效的方法。以某企业的重构生产线为实例,验证了该方法的有效性和可行性。

    2016年08期 No.306 82-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 177K]
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  • 大型薄壁件熔融成形数值计算与工艺实验研究

    杜军;魏正英;王鑫;王吉洁;

    针对熔融挤出成形大型薄壁件时易出现变形、开裂的问题,提出采用激光束对成形区进行辅助加热以提高成形质量和精度。采用计算流体动力学方法建立熔融挤出成形过程数值计算模型,对熔融挤出成形特征区域温度历程及三维形貌特征进行分析与实验验证。研究了成形速度、激光功率、激光辅助加热方式对成形区聚合物熔体表面温度及粘度的影响。研究结果表明采用侧向激光辅助加热方式比前后置激光辅助加热方式对粘接区域表面温度提升更高;采用激光辅助加热显著提高了薄壁件抗拉强度,其最大提高幅度可达195%;采用激光辅助加热后,成形件表面粗糙度有所降低,层间粘接宽度比先前提高近24%。

    2016年08期 No.306 86-89+93页 [查看摘要][在线阅读][下载 454K]
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  • 基于影响系数法的平面3RRR并联机构运动求解研究

    淡卜绸;鲁开讲;郭旭侠;魏宏波;

    分析了平面3RRR并联机构的运动结构,得到求解机构运动的位置逆解方程。应用影响系数的直接法写出机构一阶二阶影响系数,得到驱动连杆与动平台之间速度与加速度的映射关系方程。以给定尺寸参数的平面3RRR并联机构为例,分别用MATLAB编程计算和ADAMS软件运动仿真,得到机构运动的位置、速度及加速度曲线。两种运动求解曲线的吻合,证明了运动方程分析的正确性。在可靠的运动速度仿真结果基础上,利用求一阶导得到机构运动的加速度正解。简便可靠的求解过程为其它并联机构运动分析提供方法参考。

    2016年08期 No.306 90-93页 [查看摘要][在线阅读][下载 360K]
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  • 层状Al_2O_3/WC陶瓷刀具材料素坯的制备机理

    王金龙;吕明;宋金鹏;张诚;

    针对现有层状陶瓷刀具材料素坯制备方法仍存在制备效率低、层厚难以控制等问题,提出雾化-喷覆液膜-干燥法制备层状陶瓷刀具材料素坯的新工艺,并运用雾化-喷覆液膜-干燥法制备了层状Al_2O_3/WC陶瓷刀具材料素坯,研究了Al_2O_3、WC纳米粉末与无水乙醇的配比对雾化效果和干燥时间的影响,干燥温度对干燥时间的影响,并分析了不同干燥温度下素坯材料层表面形貌。结果表明:当Al_2O_3、WC粉末与无水乙醇的配比为1:25及干燥温度为90℃时,可获得高质量的陶瓷素坯,并可提高素坯的制备效率。

    2016年08期 No.306 94-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 240K]
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  • 植物电能采集效率研究

    陈泽芸;李宝;黄楷焱;袁卫锋;

    环境能量采集课题的研究已经得到大量学者的持续关注。主要讨论了植物中所存在的电能以及植物电能的采集效率问题。实验测试发现植物中不同部位之间以及植物与土壤之间均存在电势差。基于此,提出了一种简单的植物电能采集方法,该方法采用给电容充电的方式来采集植物中存在的电能。重点研究了该采集方法的采集效率,实验结果表明该方法采集效率的高低依赖于电极的形状,这是由于电极的形状会直接影响电极与树木和土壤之间的接触电阻的大小。最后还讨论了研究的一些潜在应用。

    2016年08期 No.306 97-99+103页 [查看摘要][在线阅读][下载 313K]
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  • 包含悬架系统的整车结构分析与改进

    吴磊;韦志林;

    在总结前人车身有限元分析方法基础之上,提出采用有限元技术中的MPC方法模拟悬架系统的铰链连接,从而将该传力复杂的悬架系统整合到车身有限元模型当中,建立一个完全弹性的整车有限元模型。并根据车辆实际运行条件定义了五个计算工况进行有限元分析。然后,将有限元计算结果与电测试验作对比,证明该有限元计算方法的可行性。最后,针对结构分析所暴露的扭簧安装座结构强度不足的问题,对其结构进行了重新设计。对比修改前后的结构,发现修改后的扭簧座结构不仅满足了设计所需的强度要求,而且结构重量还得以减轻。

    2016年08期 No.306 100-103页 [查看摘要][在线阅读][下载 363K]
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  • CMP抛光界面温度的理论分析与仿真

    袁文强;魏昕;谢小柱;胡伟;

    介绍了抛光界面的温度对化学机械抛光过程的重要影响。在对温度变化的原因进行分析的基础上,忽略抛光液的流场分布、抛光界面压力分布的均匀性等因素,定性地分析了抛光垫和工件的温度分布情况。并利用红外摄像仪验证了抛光垫表面的温度分布。通过抛光界面的热量流动理论分析,利用ANSYS软件对工件在抛光过程中的温度变化进行仿真计算,得到工件的抛光表面温度随时间的变化曲线,可以根据仿真结果预测工件在不同抛光工艺参数条件下的温度变化情况。

    2016年08期 No.306 104-107页 [查看摘要][在线阅读][下载 335K]
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  • PCD和SCD刀具车削各向同性热解石墨时的性能对比

    王奔;刘东玺;王明海;郑耀辉;

    采用聚晶金刚石(PCD)刀具和单晶金刚石(SCD)刀具进行了各向同性热解石墨切削加工试验,对刀具磨损过程、磨损机理和表面加工质量进行了对比研究。通过对试验结果的研究分析表明:两种刀具的磨损主要发生在后刀面,且切削刃都出现了微崩刃。PCD刀具后刀面上形成了平行沟槽和严重磨损两种磨损形貌,SCD刀具后刀面上形成了平行沟槽和微细网状两种磨损形貌。PCD刀具的磨损机理主要磨粒磨损,SCD刀具的磨损机理则主要是解理磨损和磨粒磨损,切削过程中持续波动的切削力是造成两种刀具微崩刃的主要原因。虽然两种刀具的加工表面都存在不同程度的凹坑,但与PCD刀具相比,SCD刀具具有较好且稳定的加工性能。

    2016年08期 No.306 108-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 213K]
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  • 超音速真空喷射器性能试验和数值研究

    武心壮;温庆邦;黄秀杰;邱健;

    对超音速空气喷射器的性能进行了试验和数值研究,得到了喷射器的喷射器系数,并分析了不同进气参数下的喷射器内部压力场和马赫场。结果表明,喷射系数的计算值和试验值吻合的较好,偏差小于5%;随着进气压力逐渐下降,引射驱动力减小,喷射系数降低。此外,高压气体在工作喷嘴出口的膨胀程度随进气压力降低而逐渐减弱,激波链出现的位置和强度也随之变化;进气压力降低使得高压气体在工作喷嘴的膨胀越充分,达到的马赫数越大,但是当进气压力降低为0.01MPa时,混合室的主体段由超音速或音速流动转变为亚音速流动,在混合室出口未形成激波。

    2016年08期 No.306 111-113+117页 [查看摘要][在线阅读][下载 300K]
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  • 摆线轮齿廓各参数对其传动性能的影响

    王文涛;徐宏海;

    通过将渐开线齿轮中的模数概念引入到摆线轮中,使摆线轮各参数的作用更加细化。对各参数的作用加以分类,找出影响传动能力的参数有模数和短幅系数;影响传力性能的参数有短幅系数、针齿半径、传动比。用matlab绘出各参数变化时的摆线轮齿廓压力角的分布图,得到最小压力角随各参数的变化规律,得出短幅系数对摆线轮最小压力角的影响最大,针齿半径影响较小,传动比对最小压力角的影响最小。这些规律使摆线轮的设计思路更加清晰,也对以后系列化产品中的摆线轮的设计提供理论基础。

    2016年08期 No.306 114-117页 [查看摘要][在线阅读][下载 276K]
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  • 基于逆向工程的激光熔覆搭接率的确定

    张德强;张吉庆;马丹;郭忠娟;

    在多道搭接激光熔覆自熔性镍基碳化钨粉末试验中,借助逆向工程技术提取单道中最佳工艺参数的几何外形点云数据,利用Geomagic Studio对点云数据过滤、平滑等处理后拟合,得到单道三维数字化模型并根据等面积法确定激光熔覆时多道搭接率。利用IPG光纤激光器(YLR-3000)加工系统进行激光熔覆实验,洛氏硬度机(HR-150DT)和蔡司高级金相显微镜对熔覆层测量分析,结果表明:熔覆层宏观表面相对平整光滑,洛氏硬度明显高于基体(HRC:22);熔覆层及界面处无裂纹、气孔等缺陷,沿熔覆层与基体交界处向外晶粒呈现柱状晶及等轴晶,组织性能良好,基体与熔覆层间冶金结合比较牢固,熔覆层中上部分组织晶粒细小,表面机械性能得到提升。研究表明,基于逆向工程技术确定多道激光熔覆搭接率是可行的。

    2016年08期 No.306 118-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 220K]
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  • 切削参数对各向同性热解石墨切削力的影响

    王明海;印文典;王奔;刘东玺;

    为了研究切削参数对各向同性热解石墨车削过程中切削力的影响,采用单因素试验法及聚晶金刚石刀具进行了切削试验。试验结果表明,切削速度、进给量及切削深度均可显著影响各向同性热解石墨的切削力,且切削深度以及进给量对切削力的影响较为突出。以最小切削力为优化目标,对切削参数进行了优化选择。在选取最佳组合参数的基础上,对材料进行了切削试验,并得到了表面粗糙度Ra值为0.04μm的加工表面。

    2016年08期 No.306 121-123+127页 [查看摘要][在线阅读][下载 274K]
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  • 单点渐进成形工件表面质量控制因素研究

    史鹏涛;李言;杨明顺;姚梓萌;

    表面质量是单点渐进成形工件质量的重要指标之一。为了优化工艺参数,进一步提高成形工件的表面质量,采用表面粗糙度仪和体式显微镜等仪器设备对金属渐进成形工件表面的鱼鳞状纹路的形成机理进行了实验研究,建立了工件表面"鱼鳞纹"的周期长度与进给速度、主轴转速之间的数学关系,解释了"鱼鳞纹"产生的原因,研究了进给速度、主轴转速等因素对表面质量的影响。实验结果表明可以通过控制进给速度、主轴转速等因素减少鱼鳞纹的影响,进一步提高成形工件的表面质量。

    2016年08期 No.306 124-127页 [查看摘要][在线阅读][下载 340K]
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  • 稀土萃取槽混合室结构研究

    龚姚腾;聂林;郜飘飘;徐金;

    以实际工程中应用的稀土萃取槽混合室为研究对象,运用Fluent软件分析挡板对稀土萃取槽混合室内料液搅拌效果的影响,采用标准k-ε湍流模型和多重参考系法模拟了不安装挡板和安装不同数量挡板的混合室内的流场和湍动能,并进行对比分析。研究结果表明,安装挡板会改变混合室内的流场结构,使轴向流动得到明显增强;而且挡板能有效限制切向速度,增大轴向和径向速度以及湍动能,加强了混合室内料液的搅拌混合特性;根据模拟结果分析找到了能改善混合效果的挡板数量。

    2016年08期 No.306 128-130+134页 [查看摘要][在线阅读][下载 311K]
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  • 基于支持向量回归机的外圆纵向磨削表面粗糙度预测

    张晓菊;吴晓强;张春友;

    表面粗糙度是评价磨削加工质量的重要指标,表面粗糙度预测是实现表面粗糙度在线控制的前提。针对现有神经网络方法在预测外圆纵向磨削表面粗糙度方面存在的不足,提出了一种新的基于支持向量回归机的外圆纵向磨削表面粗糙度预测方法。在分析了影响外圆纵向磨削表面粗糙度预测主要因素的基础上,建立了基于支持向量回归机的外圆纵向磨削表面粗糙度预测模型。应用实例的仿真结果表明,所建立的预测模型具有较强的泛化能力和较高的预测精度。

    2016年08期 No.306 131-134页 [查看摘要][在线阅读][下载 170K]
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  • 熔融堆积3D打印成形金属件层间结合研究

    单忠德;杨立宁;戎文娟;刘丰;

    金属件熔融堆积3D打印过程中,制件的层间结合性能主要取决于热作用过程,因此对成形过程温度变化进行研究显得尤为重要。该研究基于熔融堆积3D打印成形特点,建立了成形过程有限元分析数学及物理模型,并使用ANSYS有限元软件对不同熔融金属温度、基板温度及堆积速度条件下成形过程温度场变化进行模拟研究。结合相同参数条件下的对比工艺试验,研究了这些参数对最终成形金属实体层间结合性能的影响。研究结果表明:随着熔融金属温度、基板温度的升高,以及堆积速度的增加,成形实体温度上升速度加快,高温热影响区增大,温度梯度减小,实体层间结合及拉伸性能提高,并在熔融金属温度160℃,基板温度90℃,堆积速度16mm/s参数条件下打印出了层间结合良好的铋锡合金实体。

    2016年08期 No.306 135-137+141页 [查看摘要][在线阅读][下载 299K]
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  • 一种里端带内锥孔的圆柱孔长度测量装置的研制

    黄长征;龙慧;陈英怀;

    里端带内锥孔的圆柱孔长度里端测量始点难以定位,测量困难。根据里端带内锥孔的零件结构特点,文中提出了一种由定位塞杆和测量塞杆组成的长度测量装置,定位塞杆的外锥面的与零件里端内锥面贴合,实现长度测量定位;测量塞杆从孔的另端插入与定位塞杆的外圆锥面配合,测定塞杆上的千分表测头与零件圆柱孔长度的终点接触,为了实现定位塞杆与测量塞杆的高精度装配,测量塞杆斜面尖端被平截一固定尺寸。基于三角几何关系,即可由该固定尺寸计算得圆柱孔长度的一恒定值长度,再由测量装置通过千分表测得圆柱孔长度的其余长度,从而测得这类圆柱孔长度。工程应用表明,该方法巧妙,装置结构简单,成本低廉,使用方便,测量效率高,测量精度达1微米。

    2016年08期 No.306 138-141页 [查看摘要][在线阅读][下载 272K]
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  • 发动机机体微动疲劳实验机构设计与分析

    蔡强;张翼;邹润;苗会;

    针对发动机机体与主轴承盖接触面之间存在的微动疲劳,采用接触面模拟件进行微动疲劳实验时,发现试件和方足桥的接触面不能很好的完全接触以及由于左右加载不同步导致试件产生额外弯矩等一系列问题。针对实验中出现的问题,考虑装夹与加载的方便性和准确性,采用PRO/E自顶向下的设计方法设计了一套进行发动机机体微动疲劳实验的实验件及实验机构。对实验件进行了微动疲劳实验仿真,对实验机构的关键部位进行了有限元分析校核。结果表明:所设计的实验件及实验机构满足实验要求,为提高微动疲劳实验的准确性提供了理论依据。

    2016年08期 No.306 142-144+149页 [查看摘要][在线阅读][下载 241K]
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  • 车辆液力缓速器对整车制动稳定性影响分析

    赵胤;

    液力缓速器作为重要的车辆辅助制动装置,其对整车制动稳定性具有较大影响。根据液力缓速器的结构特点和工作原理,制定液力缓速器对整车制动稳定性影响评价指标,选取理想制动力分配曲线(I曲线)和加装缓速器之后实际制动力分配曲线(β曲线)作为定性分析指标,分析液力缓速器对整车制动性能的影响。通过分析可知,通过调节液力缓速器制动力矩可以达到车辆制动中β曲线逼近I曲线,更充分利用液力缓速器的缓速制动力矩,降低行车制动的负担,且尽量降低缓速器的使用对行车制动稳定性的影响。对整车制动性能影响的研究可以为产品设计提供参考,研究内容和研究成果可以作为此类设计研究的参考依据。

    2016年08期 No.306 145-149页 [查看摘要][在线阅读][下载 357K]
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数控与自动化

  • 煤矿采空区电力杆塔自动调平液压系统可靠性设计

    张毅;刘混举;

    鉴于煤矿采空区严重威胁电力杆塔的安全,提出了电力杆塔自动调平系统的方案,而自动调平液压系统是整个电力杆塔自动调平系统的关键部分,对液压系统的可靠性指标有了更高的设计要求。文中采用了降额设计和冗余设计的可靠性设计方法进行自动调平液压系统的设计,通过建立系统可靠性框图和数学模型对系统进行了可靠性预测,最后采用相对故障率法与相对故障概率法对自动调平液压系统进行可靠性分配,保证了自动调平液压系统的高可靠性。

    2016年08期 No.306 150-153页 [查看摘要][在线阅读][下载 227K]
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  • 破冰机振动系统动力学特性研究

    王天任;周弘扬;张薇;刘杨;

    破冰机振动系统是设备振动的主要来源,其动力学特性直接决定设备运行的安全性和可靠性。首先介绍了破冰机的基本组成及工作原理,之后对破冰机的振动系统进行三维建模。之后应用ANSYS workbench软件平台,对破冰机振动系统进行了模态分析。计算出了系统的各阶固有频率和相应的模态阵型,同时利用B&K软件测试了系统的固有频率,最后将系统的各阶固有频率与破冰机的工作频率进行对比来校核设备工作的安全性。研究结果表明破冰机的工作频率和系统的各阶固有频率均不发生重叠,将不会产生共振现象,工作安全可靠。

    2016年08期 No.306 154-156+160页 [查看摘要][在线阅读][下载 380K]
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  • 主从分布式多轴控制系统同步采样机制研究

    潘海鸿;陈伟鸿;陈琳;何蕴达;

    为满足多轴位控系统对各协调联动轴位置信号的同步采样精度需求,在主从分布式多轴运动控制系统架构下,提出采用FPGA实现基于自定义总线的"同步锁存、顺序读取"采样机制。在自主研发的主从分布式多轴运动控制系统实验平台上进行多轴位置信号同步采样实验。实验结果表明,所提出的同步采样机制可以有效减小顺序采样延时导致的编码器信号计数偏差;在八轴运动控制系统中各个运动轴接收到同步锁存信号的时延不确定性小于15 ns;在对1 MHz以内的光电编码器信号同步采样时两轴间的计数误差稳定在1个脉冲之内。由此验证所提出的多轴同步采样机制能满足位置信号的同步采样要求,保证在轴数增加的情况下不会对同步采样精度产生过多影响。

    2016年08期 No.306 157-160页 [查看摘要][在线阅读][下载 378K]
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  • 基于AMEsim的带式输送机制动过程的动态分析

    张杰;李军霞;

    随着带式输送机向长距离、高速度、大运量以及大功率方向地发展,其动态特性尤其是制动过程中的动态特性正在日益凸显出来。为了更好地研究带式输送机的动态特性,本文在分析和研究输送带粘弹性特性的基础上,建立了带式输送机的动力学模型并构建了其纵向振动动力学方程。运用AMEsim仿真软件参考实际工况搭建了带式输送机的仿真模型并对带式输送机制动过程中的运动学特性作了研究,对比分析了不同条件下带式输送机的加速度特性,为带式输送机的优化设计提供了理论基础。

    2016年08期 No.306 161-163+167页 [查看摘要][在线阅读][下载 317K]
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  • 排气门二次开启对柴油机IEGR率调控方法研究

    申震;禇超美;

    为了解决柴油机内部废气再循环量难以精准控制的难题,提出一种采用排气副凸轮控制排气门二次开启的方法,实现IEGR率的调控。通过改变二次开启排气门的开启相位、持续角及升程不同的三个设计参数,不同程度的改变IEGR率,实现连续调控IEGR率的目的。以某型号六缸增压非中冷柴油机为研究对象,采用BOOST模拟分析软件,建立用于仿真分析的目标柴油机模型。仿真规律表明,EVRO副凸轮的气门升程是IEGR率改变的主要因素;开启相位与持续角对IEGR率改变的影响程度较小。

    2016年08期 No.306 164-167页 [查看摘要][在线阅读][下载 344K]
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  • 振动破冰机隔振效果研究

    张薇;王天任;周弘扬;刘杨;

    随着科技的发展,机械设备的安全性逐渐成为人们关注的焦点。破冰机的隔振系统决定其操作的安全性,因此,对振动破冰机的隔振效果进行了研究。首先介绍了破冰机的组成部分及主要参数,论述了机械系统的隔振原理。之后利用B&K测试软件对破冰机的激振部分与隔振部分的固有频率进行测试,排除共振情况。再进一步测试出破冰机的振动传递系数,求解出隔振率,证实了破冰机良好的隔振性能。另外,提出的测试方法对验证其他振动设备的隔振性能也具有一定的指导作用。

    2016年08期 No.306 168-170+174页 [查看摘要][在线阅读][下载 360K]
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  • 空域相关和LMD结合的滚动轴承声发射信号特征提取

    艾延廷;王帅;周海仑;张凤玲;

    为了消除噪声对轴承诊断效果的影响,提出了一种局域均值分解(Local mean decomposition,LMD)和空域相关相结合的轴承声发射信号特征提取方法。首先,利用LMD将轴承故障的声发射信号分解为若干个乘积函数(Production Function,PF)的线性组合;然后,采用峭度准则选取能够反映轴承故障特征的PF分量,对选取的PF分量分别采用空域相关法进行去噪,再重构去噪后的PF分量。最后,对去噪后声发射信号进行Hilbert包络谱分析,并与所选PF分量直接Hilbert包络谱分析结果进行对比。仿真计算和实验分析表明,本文提出的方法能够有效地提取轴承故障声发射信号特征。

    2016年08期 No.306 171-174页 [查看摘要][在线阅读][下载 362K]
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  • 新型复合材料辊的实验装置设计与性能研究

    詹志远;姚新改;张思盼;李雪红;

    为了解决新型复合材料辊的性能研究问题,通过对新型复合材料辊的挤油原理分析,结合实验目的及其在实际生产中的应用,设计了一种可以用于新型复合材料辊研究的实验装置。首先利用Pro/E创建了机械装置的三维模型,对该装置进行瞬态动力学分析,然后对喷油装置进行设计并确定调压与测试方法。最后在实验装置经过制作与调试之后,进行新型复合材料辊的性能研究,验证整个实验装置的合理性,证实利用新型复合型材料辊来替代传统橡胶辊的可行性。

    2016年08期 No.306 175-177+181页 [查看摘要][在线阅读][下载 266K]
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  • 静压主轴轴心轨迹的主动控制

    梁鹏;路长厚;杨发展;

    为实现活塞椭圆销孔加工的新方法,需要主轴轴心沿着期望的小椭圆轨迹运动。对一种液压伺服回路系统进行深入研究,利用回路中的电液伺服阀来主动控制轴心的运动轨迹。首先建立主轴的动力学方程,并联立雷诺方程、流量连续性方程及承载力公式,获得了轴心运动坐标与电液伺服阀控制参数的定量关系。最后利用MATLAB软件得到轴心运动轨迹为椭圆时,伺服阀的控制参数及静压油腔的压力参数,这为活塞椭圆销孔精密加工新方法的后续实现奠定了理论基础。

    2016年08期 No.306 178-181页 [查看摘要][在线阅读][下载 301K]
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  • 一种新型四自由度并联机器人机构分析

    莫微君;徐夏民;

    针对并联机构的构型综合问题,一直是机构学研究的难点和热点。基于螺旋理论构造了一种新型四自由度解耦并联机构,该机构能够实现空间的三维转动和一维移动,具有完全解耦和完全各向同性特点。首先,运用螺旋理论对该机构进行自由度分析,验证了构型方法的正确性。其次,通过建立机构输入输出运动关系,得到机构的雅可比矩阵,同时对机构进行完全解耦输入输出关系分析和机构工作奇异性分析,讨论了机构的完全各向同性、完全解耦结构特性。最后,运用adams软件对该机构进行了运动仿真分析,证明了理论分析的正确性。这种并联机构的稳定性好、刚性好、控制简单,具有良好的应用前景。

    2016年08期 No.306 182-185页 [查看摘要][在线阅读][下载 238K]
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  • 塔式起重机非线性地震反应研究

    严飞;于兰峰;唐辉;赵登山;

    以某塔式起重机为研究对象,利用ANSYS软件计算塔机最大独立状态下的固有频率,并得到其前六阶振型和基本周期。选用El-Centro波作为地震动输入,采用时程分析法,计算抗震设防等级为7度时地震作用下塔机动态响应。对比线性和非线性分析计算结果,得出非线性因素对塔机结构动态响应影响很大。计算塔机起重臂与地震载荷处于不同角度时的非线性地震反应,结果表明,起重臂与地震载荷间的夹角对塔机结构的动态响应具有一定影响,当起重臂与水平地震载荷平行时,有利于塔机结构的安全。

    2016年08期 No.306 186-188+192页 [查看摘要][在线阅读][下载 337K]
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  • 全自动线束插植机的研发

    张慧敏;林聪;康浪;

    线束广泛应用于汽车、工业、家电和通讯等各个领域,市场需求量大。目前,国内对于插植工序多依靠人工完成。劳动量大,且无法进行合格检测。本全自动线束插植机的研发可用于多类型接插件(连接器)和端子类型。设计机械夹持机构实现电线自动插入不同类型接插件端口以及插入后的合格检测,设计拨线导向装置解决双排端口接插件插植时的电线干扰和不能无序插植问题。最后通过试验验证,成功实现双排端口接插件的任意顺序插植。此设备的研发可以实现多种不同类型接插件的自动送料和多线色电线插植,实现线束插植自动化,提高生产效率。

    2016年08期 No.306 189-192页 [查看摘要][在线阅读][下载 264K]
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  • 基于MCKD-EEMD的滚动轴承微故障特征提取

    任学平;王朝阁;张玉皓;

    在强噪声环境下滚动轴承故障信号非常微弱,特征信息难以识别,为了能够准确、有效地检测出轴承故障,提出了最大相关峭度反褶积(maximum correlated kurtosis deconvolution,MCKD)和总体平均经验模态分解(ensemble empirical mode decomposition,EEMD)相结合的诊断方法。信噪比较低时EEMD不能很好地提取微弱的信号特征,故先运用MCKD对含有强噪声的轴承振动信号进行降噪预处理。然后对降噪后的信号进行EEMD分解,选取与降噪信号相关系数较大的IMF分量进行信号重构。最后对重构信号进行能量算子解调分析,从包络谱中便能准确获得故障特征频率。通过信号仿真和实验数据处理结果证明了该方法的有效性。

    2016年08期 No.306 193-196+200页 [查看摘要][在线阅读][下载 514K]
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  • 基于PLC的淬火压床设计与控制

    姜鑫;

    一些合金钢在进行淬火热处理时,经常会产生平摆翘曲和内孔变形两种缺陷,工厂一般用淬火压床加以控制,但是对于两种以上材质的合金钢同时进行压力淬火目前介绍的较少,以G20Cr Mo轴承钢和16Cr3Ni WMo VNb E齿轮钢两种合金钢进行压力淬火作为加工基础,设计一种四工位淬火压床,能够实现对多种材料零件的压力淬火工艺,经PLC改造后能进一步提高设备的自动化程度,减少人工成本,提升劳动生产率,对零件压力淬火工艺特别是产品类型多可是量又不大的场合具有借鉴意义。

    2016年08期 No.306 197-200页 [查看摘要][在线阅读][下载 280K]
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  • 重物吊装减振器的设计

    许兆棠;张恒;滕伟;

    为了减小起重机、高楼电梯、煤矿升降机等用钢丝绳起吊重物的动载荷,设计了重物吊装减振器。在减振器的结构设计和起吊重物受力分析的基础上,根据单自由度无阻尼弹簧质量系统,计算钢丝绳中的动张力、动张力比、最大张力、张力差等,再进行减振器的设计计算,给出了减振器的设计计算的算例。减振器只减小钢丝绳中的动张力,且效果明显。动张力比无极值点。较合适的减振器弹簧的刚度是在满足减振器结构的要求下有较小的钢丝绳的动张力比,且起吊重物不产生共振。

    2016年08期 No.306 201-203页 [查看摘要][在线阅读][下载 203K]
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数字化设计与制造

  • 核电厂燃料抓取机抗震分析及其设计改进

    钱浩;李晨;任文俊;谢永诚;

    核电厂燃料抓取机为抗震II类设备,需满足抗震要求。基于ANSYS和反应谱分析法对系列形式的燃料抓取机进行了详细建模和抗震分析,并对结构的应力进行了组合和评定。抗震分析时考虑了大小车地震载荷作用下马达反向驱动力或摩擦力不足导致的沿轨道滑动的效应。研究发现某在建核电站中进口门式燃料抓取机原设计抗震性能较弱,因此对自主设计的燃料抓取机提出了设计改进,并应用到CAP后续项目标准设计和CAP1400的工程设计中。分析表明,把起重机形式从改门式改为桥式,并采用悬挂式铰支人桥结构,可大幅提高燃料抓取机抗震能力。

    2016年08期 No.306 204-206页 [查看摘要][在线阅读][下载 183K]
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  • 过渡流下串列双圆柱周期传热机理研究

    邹帅;周杰;徐加辉;喜冠南;

    主要研究过渡流状态下串列双圆柱的传热强化机理。通过基于复合网格的专用程序计算在雷诺数为200时不同间距下的工况,并分析其传热强化机理。计算结果表明:(1)上游圆柱压差阻力和黏性耗散都随着两圆柱间距增加而增强,当压差阻力的作用与黏性耗散的作用相平衡的时候,下游圆柱壁面的达到最大。(2)下圆柱前缘处传热强化的因素包括上游圆柱尾流对下游圆柱壁面的速度边界层的影响以及所携带的冷热流体对下游圆柱的温度边界层的影响。由于冷热流体流动的周期不均匀性与边界层分离点的周期转移,造成了ΔNu和ΔCf变化规律的不一致性。(3)NVP、PVP加速或抑制下游圆柱边界层的发展及分离,上游圆柱尾流所引导的冷热流体对下游圆柱壁面有周期性的洗刷作用。这是下游圆柱壁面传热强化两个重要因素。上述传热强化机理的发现,对开发设计新型小管径换热器起指导作用。

    2016年08期 No.306 207-210+215页 [查看摘要][在线阅读][下载 431K]
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  • 五杆机构的CAD系统研究与开发

    赵建文;宋胜涛;侯志利;赵瑞杰;

    为提高对五杆机构十三种构型的研究效率,根据其构件几何拓扑结构相似的特点开发一套集构型设计和运动学分析于一体的计算机辅助分析系统。通过分析五杆机构十三种构型的几何结构,在建立机构数学模型的基础上找出机构的可动性边界条件。利用三维设计软件Solid Works的二次开发平台,在Visual Basic6.0的开发环境下编写程序完成了构型选择、构型设计和运动学分析人机交互界面的设计。最后,通过应用实例验证了五杆机构CAD系统的实用性,借助该系统不仅提高了机构的设计效率,而且系统操作简单易于上手,从而实现了五杆机构快捷设计的目的。

    2016年08期 No.306 211-215页 [查看摘要][在线阅读][下载 364K]
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  • 面向柔顺机构输出微位移的田口方法优化设计

    伍建军;吴佳伟;黄裕林;

    针对微位移放大特性难以实现的工程问题,将田口方法融合到柔顺机构微位移结构优化过程中,使微位移实现最大化的目标。筛选出柔顺机构输出位移的相关参数,对各参数进行分析得到输出微位移函数表达式,设计正交试验表,利用函数关系将各组合参数对应的输出微位移列于表中,通过信噪比分析和容差设计确定最优参数组合。结果表明,柔性铰链的宽度、柔性梁的长度、刚性梁的长度和机构的厚度对输出位移影响程度逐渐减小。优化结果表明输出微位移提高了390.56μm。

    2016年08期 No.306 216-218+223页 [查看摘要][在线阅读][下载 217K]
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  • 可钻式桥塞卡瓦结构优化设计

    张德荣;陈颖;周威;杨瑞武;

    针对水平井分层压裂中常用的可钻式桥塞的卡瓦系统,采用有限元分析其坐封、承载过程中的力学特性,研究了镶齿类和铣齿类卡瓦牙主控参数(呀型、牙瓣数、牙弧半径、卡瓦背锥着力长度等结构参数)对卡瓦锚定性能的影响,并优化设出了一种新型复式桥塞卡瓦结构。理论分析结果表明:复式卡瓦结构在保证速钻性的基础上,具有更高的承载能力,且大大降低了应力集中现象对套管的损伤。这对于目前的页岩气井和深井与超深井高强度地层分层压裂提供一种新的选择。

    2016年08期 No.306 219-223页 [查看摘要][在线阅读][下载 476K]
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  • 煤矿透水自救器的设计与研究

    唐峰;李荣衡;夏新远;

    针对煤矿透水不确定性所引起的逃生困难等问题,设计一种能长时间安放在矿井中,且具有自救与迅速报警功能的煤矿透水自救器。通过对煤矿透水自救器工作要求和技术参数分析,确定设备总体设计方案,并介绍了煤矿透水自救器的总体结构组成和工作原理。在此基础上,根据流体力学理论,建立动力部件数学模型,结合所确定的参数,完成振荡浮子设计,并根据实验所测得的参数,利用MATLAB软件对机构的运动特性进行仿真,仿真结果表明:该结构合理,完全能满足设备功能要求。

    2016年08期 No.306 224-227页 [查看摘要][在线阅读][下载 278K]
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  • 基于动力学理论起重机水平偏斜载荷性能分析

    徐广红;陈兵;屈小章;

    针对目前规范对起重机水平偏斜载荷计算没有考虑起重机运行速度和安装间隙影响等问题,在动力学理论的基础上,通过建立起重机动力学虚拟几何模型,建立了起重机水平偏斜载荷的计算方法。通过该方法获得良好的计算结果,在工况运行速度下结果和规范计算具有一致性。并在动力学分析的基础上,分析运行速度对起重机轮压和水平偏斜载荷的影响,起重机轮压值与速度没有直接的递增或递减关系,起重机运行速度越大或水平轮安装间隙越小,起重机水平偏斜载荷也越大。通过试验测试,计算和试验具有一致行,为工程设计提供参考。

    2016年08期 No.306 228-231+236页 [查看摘要][在线阅读][下载 398K]
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  • 混联码垛机器人静力学分析

    郑小民;张俊;邹晓晖;

    对国内各类码垛机器人结构进行分析,观察发现大部分码垛机器人的结构都采用串联机构,然而在一定条件下,串联机构稳定性差、承受负载能力较小、机器人运动学与动力学性能差;现采用混联机构来弥补串联机构上存在的不足。利用静力学方法将瞬时惯性力系转化为静力系,通过对机器人整体及其部分结构的力系平衡方程建立了机器人的静力学模型。并针对其关键零部件受力分析,进行实例计算和强度分析。结果说明该结构在受载条件下能够满足强度要求。

    2016年08期 No.306 232-236页 [查看摘要][在线阅读][下载 288K]
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  • 抽油机自动平衡模块设计与分析

    钟功祥;蒋林;吕志忠;张洋;

    为解决抽油机平衡调整安全性差、调节精度低、节能效果不好以及抽油机不能随井况变化自动调整的问题,设计了一种自动平衡抽油机。数据采集模块采集示功图后经无线传输模块传至上位机,数据处理单元仿真出所有平衡设置情况下曲柄轴净扭矩曲线形状,得到曲柄轴均方根扭矩最小时的平衡设置方案。平衡调节命令经RTU接收后控制执行结构对抽油机平衡进行实时、精确调节。研究表明,与常规游梁式抽油机相比,自动平衡抽油机的动力性能得以改善,具有良好的节能降耗效果。自动平衡抽油机的研究为模块化智能抽油机奠定了基础。

    2016年08期 No.306 237-240页 [查看摘要][在线阅读][下载 388K]
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  • 基于示功图抽油机自适应平衡调整的研究

    郭政;孙文磊;周建星;王小丹;

    抽油机准确的平衡配重不仅可以降低能耗,实现平衡节能,而且能够延长抽油机设备的使用寿命。以新型数字化抽油机作为研究对象,提出一种基于示功图分析的平衡调节方法,通过确定当抽油机处于平衡状态时,平衡配重与原状态的平衡半径差,得出平衡半径的调整量;分析、判断和计算数字化抽油机平衡配重的调整方向与调整量。基于示功图分析的平衡调整方法能够为示功图和抽油机的平衡配重调整之间搭建起一座桥梁,从而实现了抽油机不同冲次间配重精准的平衡调整。

    2016年08期 No.306 241-245页 [查看摘要][在线阅读][下载 419K]
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  • 锯齿形翅片扁管内流体流动及传热特性研究

    余国宽;何锋;杨泽平;王君银;

    为研究翅片节距与翅片切开长度参数对锯齿形翅片扁管管内流体流动和传热特性的影响,建立了9组不同锯齿形翅片参数的冷却扁管导热与流动换热耦合计算模型。采用计算流体力学(CFD)软件FLUENT对锯齿形翅片的微通道进行仿真模拟,得出了锯齿形翅片扁管管内流体流动和传热特性。通过9种锯齿形翅片扁管管内流体压降和传热系数的对比分析,运用冷却扁管综合性能评价方法 h/ΔP,得出了不同锯齿形翅片参数对扁管综合性能的影响规律。研究结果表明,适当减小翅片节距同时增大翅片切开长度能获得更好的流动与传热综合性能,从而可为锯齿形翅片的结构设计提供重要参考。

    2016年08期 No.306 246-249页 [查看摘要][在线阅读][下载 422K]
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  • 复合吸附方式的攀爬机器人吸附能力研究

    张宝庆;朱人杰;杨佳蒙;张光宇;

    针对攀爬机器人工作壁面多样性、复杂性的特点,基于传统真空吸附技术,提出采用推力和负压复合吸附方式。运用ANSYS-CFX模块,采用3因素5水平的正交试验,着重对流域结构、吸盘与壁面间隙两方面因素对吸附力的影响进行极差与方差分析得知风扇转速对吸附力影响最大。试验表明,通过优化为圆锥形状流域,提出最佳的实验组合,提升吸附能力约120%,同时将复杂凹凸平面对吸附力的影响降低近50%,对提升机器人在复杂墙面吸附的适应能力有借鉴意义。

    2016年08期 No.306 250-252+255页 [查看摘要][在线阅读][下载 341K]
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  • 基于混合单元的压缩机覆盖件的固有频率分析

    林家祥;宋虎灵;陈玉雯;

    基于柳州某移动式压缩机生产调试和老化试验中出现门板因震动产生的噪声和焊接件变形开裂等问题。在结合有限元理论基础上提出利用有限元仿真软件对体单元、壳单元及壳梁单元三种不同的网格单元的门板结构固有频率进行分析计算,并采取实验手段对仿真结果分析比较。得出不同网格划分时门板结构在有限元分析中的运算特点,从数据的对比可以看出壳梁混合单元算法是解决此类门板结构件固有频率的最合理的算法。此方法为后续类似结构的有限元分析找到合理的网格划分依据,从而节省设计与分析的时间提高设计效率。

    2016年08期 No.306 253-255页 [查看摘要][在线阅读][下载 207K]
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  • 基于Flowmaster牵引电机冷却系统建模分析

    翟雁;郭晓波;张江;

    电机温度升高会对牵引电机性能的稳定产出生不利影响,为使牵引电机在温升限度内安全运行,保证牵引电机具有良好的散热条件,一般都为电机设计独立的冷却系统。基于牵引电机冷却系统性能和结构特点,建立牵引电机冷却系统计算模型,对冷却系统管网进行解算,分析散热器迎风面积、通风流量、空气温度等对牵引电机温升的影响,为冷却系统各部件的选型提供理论参考。搭建牵引电机温升试验平台,获得电机内温度随负载和冷却液流量变化的关系。通过试验对仿真结果进行了可靠性验证,可以看出,数值模拟是研究牵引电机冷却系统流动与传热问题的重要手段,对冷却系统的设计具有重要指导意义。

    2016年08期 No.306 256-260页 [查看摘要][在线阅读][下载 419K]
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  • 参数对烛式悬架-转向机构性能影响分析

    黄如君;张梅;张晓伟;

    前轮定位参数变化对悬架-转向机构性能具有重要影响,根据烛式悬架-整体式转向机构结构特点,基于ADAMS搭建转向机构参数化仿真模型,并通过C语言编程与数值计算等方法验证模型的正确性。分析烛式悬架-整体式转向机构的运动特性,获得载荷、车速等因素对定位参数、转向机构运动特性的影响;车轮以固定转角行驶,定位参数、车速、轮胎刚度与车轮侧滑之间的关系等。结果表明:建立的多刚体动力学仿真模型是正确和有效的,机构定位参数变会对运动特性影响不明显,而对其动力学特性影响显著。搭建悬架-转向机构驾驶员在环实时测试系统,结果对分分析表明研究方法和研究结果为改进设计及同类型汽车的设计提供参考。

    2016年08期 No.306 261-265页 [查看摘要][在线阅读][下载 479K]
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管理

  • 重型机械加工车间天车调度问题过程仿真与优化

    刘设;王世杰;臧鹏飞;任会之;

    天车作为重型机械加工车间主要的物料搬运设备,其调度方法直接影响生产的连续性和生产效率。重型机械加工车间天车调度是典型的多机多任务问题,以完成生产任务为目标建立基于免疫遗传算法的仿真模型和天车调度优化方法。该模型结合过程仿真与启发式算法有效解决天车调度过程中由于空间约束导致的多机多任务冲突,通过免疫算法的免疫机理对各近似最优解进行动态邻域搜索,维持了群体多样性,实现了多峰值收敛,使调度方案有效可行。最后通过实例仿真验证了该天车调度优化方法的可行性和有效性。

    2016年08期 No.306 266-268+272页 [查看摘要][在线阅读][下载 180K]
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  • AHP-DEA的备件ABC分类法

    徐向宇;李乃梁;王晶;郭菁菁;

    针对备件管理,提出了AHP-DEA的备件ABC分类法。该方法涵盖了6个备件分类指标并通过AHP与SE-DEA重新计算了它们的权重,这不仅克服传统ABC分类法只考虑备件消耗成本的缺陷也解决了基于DEA的ABC分类法中指标权重分配不合理的问题,并依靠灰色关联分析求出备件的关联系数矩阵再结合分类指标权重得到关联度。最终用关键度的大小代表备件的受关注程度并进行ABC分类。将该方法用于设备备件的分类,有助于找到库存中的关键备件进而提高备管理的有效性与针对性。

    2016年08期 No.306 269-272页 [查看摘要][在线阅读][下载 156K]
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