连续非线性规划的猴王遗传算法

仿照猴群竞争产生猴王、猴王在猴群中拥有基因遗传绝对优先权的模式建立了猴王遗传算法 将种群中的点按目标函数值的大小排序 ,保留最优点和部分较优点 ,引入部分变异染色体更换部分较劣点 ,并让最优点依次与种群中的其他点进行交叉变异得到下代种群中的新点 对多种测试函数的计算表明 :猴王算法直观易懂、程序简单、参数少、计算量小 。

高速水稻插秧机新型分插机构的设计

针对高速水稻插秧机在取秧工作时容易造成伤秧的现象,提出了采用新型双偏心卵形齿轮行星系分插机构的设计方案;建立了该机构的虚拟样机模型并进行仿真分析,分析结果表明:与传统设计方案相比,新的设计方案秧针运动轨迹与秧门的位置关系得到优化;取秧时,秧针运动轨迹与秧盘几乎垂直,保证了秧苗的质量;当秧箱导轨夹角变为80°、推秧角为78°、推秧角与秧苗和秧针夹角的和接近90°时,优化了插植后秧苗直立性,满足了农艺要求。

气缸盖罩橡胶密封圈的密封性能分析

利用有限元法对气缸盖-密封圈-气缸盖罩组合件进行螺栓预紧状态下的结构分析,得到了密封圈上的压力分布云图,发现密封圈主刃口的两个拐角处密封压力接近于零,不能有效地密封润滑油,与试验中该处漏油的实际情况一致。进一步的分析表明:漏油的主要原因是由于结构不对称,使得该位置缺少螺栓,导致密封压力接近于零。改进方案采取将气缸盖罩材质改为铝,将盖罩螺栓组中橡胶衬套改为减震弹簧等措施,大幅度地提高了最小密封压力,从而解决了密封问题。

基于有限元方法的YZ4DE柴油机气缸套变形分析研究

利用有限元分析的方法对YZ4DE柴油机整机组合件进行了结构分析。为讨论气缸套的变形及其影响因素,提出了一系列评价气缸套变形的评价指标,如最大、最小半径,连续10个截面最大、最小半径,同轴度,圆柱度等。通过多个计算方案的对比结果表明:缸盖螺栓沉孔深度对气缸套变形影响最大,机体气缸筒外壁的铸造偏心对其影响甚小,缸盖螺栓预紧力的加大会加剧气缸套变形。

内燃机排气歧管瞬态热流体-热应力耦合仿真的研究

采用直接耦合法对内燃机排气歧管进行瞬态热流体-热应力的耦合仿真。详细研究了仿真过程中瞬态温度加载、高阶单元生成及中间节点温度插值等问题的处理方法,分析了网格疏密、时间步长对计算精度、计算时间的影响。排气歧管瞬态热流场的仿真结果得到了试验的验证,同时比较了瞬态与稳态热流体-热应力计算结果的差异,从而证明了进行排气歧管瞬态热流体-热应力耦合仿真的必要性和有效性。

发动机冷却水腔内沸腾传热的模拟研究

从单相流观点出发研究了两种计算过冷流动沸腾传热的思路:分区描述法和叠加计算法。提出了两个基于分区描述法的沸腾模型A和沸腾模型B;修正了基于叠加计算法的Chen沸腾模型和BDL沸腾模型中对流传热项的计算方法。利用这些沸腾模型进行了缸盖鼻梁区冷却水腔沸腾传热的数值模拟,并与试验结果进行了对比分析。结果表明:采用分区描述法和叠加计算法进行发动机冷却水腔内过冷流动沸腾传热计算均是可行且有效的方法;采用沸腾模型A和修正的BDL模型的预测精度比另两个沸腾模型要高;提高流速和过冷度均能强化沸腾传热的能力,提高压力后则在更高的壁面温度下才出现沸腾传热。

内燃机配气机构的动力学虚拟仿真研究

采用虚拟样机技术对配气机构进行动力学仿真研究,并用Visual Basic语言编程,计算2种凸轮型线的特征参数及凸轮轮廓面。分析了在不同凸轮转速下2种凸轮型线的气门运动情况,利用信噪比讨论配气机构的动态特性。仿真计算结果表明:基于虚拟样机技术建立的仿真模型对配气机构的运动规律有良好的预测效果;通过比较发现,FB-Ⅱ型凸轮在低速时动态性能较好,而高次方凸轮型线在较高速度时动态性能较好。

缸盖鼻梁区水腔结构对腔内沸腾传热影响的数值研究

将缸盖鼻梁区水腔结构简化为一个具有T字型截面形状的冷却流道结构。采用AKN k-ε湍流模型和修正后的BDL沸腾传热模型对该T字型流道进行了沸腾传热的数值计算,通过与试验结果的对比分析证明了计算模型的有效性。在此基础上,对T字型流道截面形状进行参数化设计,重点研究在总高度不变的条件下其宽度方向比值和高度方向比值的变化对沸腾传热产生的影响。计算结果表明,在相同条件下,宽度方向比值的变化对沸腾传热产生的影响要比高度方向比值的变化更为明显,而增加T字型流道的下半部分宽度要比增加上半部分相同的宽度对沸腾传热起到的增强作用更为显著。

内燃机流固热耦合数值模拟的研究

以内燃机排气歧管热应力问题为例,分析了流-固-热弱耦合模拟中3种不同的数据传递方法各自的优缺点;介绍了4种有限元实体单元,对它们在计算精度、计算时间和对计算机硬件的要求等方面做了比较。

基于热流固直接耦合法的柴油机冷却水腔结构优化分析

针对495ZLQ柴油机原冷却水腔结构存在机体水腔周向流动不善,缸盖水腔后部及底部存在低流速区的问题,提出了三套改进优化方案。采用热流固直接耦合法分别建立机体-缸盖-缸套-缸垫-冷却水腔的整机流-固耦合传热模型,利用自适应网格划分技术进行网格划分,进行了不同柴油机工况下的数值模拟计算。研究结果表明:在不同工况下,方案3为最优方案;对于机体冷却水腔,采用双侧进水使得优化后的机体第一、第二缸排气侧冷却水流量比原机增大了约2.5倍,改善了机体水腔内冷却液的周向流动,降低了缸套内表面进排气侧的周向温差;对于缸盖,降低主喷孔高度及设计引流帽结构可以提高缸盖鼻梁区冷却液的流速,从而改善该处的热负荷状况。

汽车半主动悬架的多目标遗传优化

汽车采用磁流变液减振器 ,可根据不同的道路行驶条件 ,通过改变磁场强度来改变减振器的阻尼特性。提出了一种多目标汽车半主动悬架的遗传优化技术 ,以行驶安全性、乘坐舒适性、结构空间需要作为优化设计目标或约束 ,选择悬架系统阻尼作为优化参数 ,以一个受路面谱激励的 1/ 4汽车模型为例 ,采用一种高效十进制遗传算法对半主动悬架的减振效果进行验证 。

非线性悬架动力学数值模拟和性能评价

介绍了采用Runge Kutta法求解二阶微分方程组的方法,并用于悬架系统弹性元件、减振元件非线性的5自由度车辆动力学系统的求解 对简化的非线性和线性两种车辆动力学系统情况进行了建模和仿真,表明采用等效线性法的系统性能评价产生较大的误差 对于目前汽车悬架系统广泛采用的非线性弹性元件和减振元件,必须采用非线性技术对系统进行分析与评价

碳平衡法燃油消耗量测试仪的开发

介绍了我国燃油消耗量测量方法标准以及常见的汽车燃油消耗量测量方法,阐述了碳平衡法的基本原理,在CVS(定容取样法)基础上提出开式排气稀释取样系统;针对当前车辆燃油消耗量测量操作不便的问题,根据碳平衡法燃油消耗量测量原理,建立了采用流量计的碳平衡法汽车燃油消耗量测量模型及测量系统;分析研究了燃油密度、氢碳比、排气成分以及整个系统的同步和负荷测试对测量结果的影响,在实车上进行试验验证,与油耗仪实测结果进行了对比。结果表明,该方法具有较高的精度及稳定性,为车辆燃油消耗量的不解体测量提供了理论依据及应用可能性。

两种技术路线的重型车整车载荷对排放的影响

为了探究柴油颗粒过滤器(DPF)+选择性催化还原(SCR)+废气再循环(EGR)和DPF+SCR这两种技术路线的我国Ⅵ阶段排放重型车在不同整车载荷下的排放差异,从整车测试的角度出发,以对重型车整车排放量的测试为主要研究手段。利用重型底盘测功机分别对两辆不同技术路线车辆加置0%、25%、50%和100%的载荷,运行重型商用车瞬态循环(C-WTVC),利用全流稀释定容采样系统(CVS)测量车辆排放结果。结果表明,采用EGR技术的车辆NO_x的排放在半载及满载的工况下,NO_x的排放量基本不受载荷变化的影响,其值稳定在450 mg/(kW·h)左右;未采用EGR技术的车辆NO_x排放受载荷变化影响较大,在全载荷工况下均受其影响,且NO_x排放量与载荷的变化呈反比趋势,随着载荷的增大由最高点524 mg/(kW·h)向最低点226 mg/(kW·h)依次递减。为即将实行的国Ⅵ标准中重型车整车部分的新车排放认证提供了工况数据,对于提高国家测试水平具有一定的指导意义。

CF139型柴油机机体改进设计

采用有限元接触算法对CF139柴油机机体进行了结构强度分析,找出应力集中的危险截面,得到了的最佳设计方案,为该机体的改进设计提供了依据。并且对气缸盖螺栓的简化模型和真实螺纹模型进行了对比分析,验证了二者受力趋势的一致性,并得出了合理的螺纹形状系数。

基于数值模拟的汽油机扫气过程优化

采用流体动力学模型对二冲程汽油机扫气过程进行三维瞬态数值模拟,讨论气缸内主要结构参数对扫气过程的影响,以达到优化扫气过程的目的。分析发现,扫气口开启角度、排气口开启角度和扫气口圆周角对充量系数影响较大,随着这3个量的增加,充量系数下降,扫气效果变差,导致功率下降;同时随着排气口开启角度的增加,逃逸比迅速减小,有利于排放。在三维瞬态分析的基础上提出优化方案:扫气口开启角度为123.1°CA,排气口开启角度为112.1°CA,扫气口圆周角为72.5°。试验结果表明改进方案功率增加了22.4%,HC排放降低了55.1%。应用数值模拟,可以有效地优化汽油机的扫气过程。

基于重叠动网格技术的内燃机机油泵瞬态供油特性分析

采用重叠动网格技术建立了某转子式机油泵内部流场瞬态分析模型并进行了模拟研究,得到了该机油泵内部瞬态流场的压力分布、速度分布和流量情况,与试验结果对比表明:二者相对误差基本都在4%以内,仿真精度较好。同时,分析了有无凸舌形状的卸荷槽结构对供油性能的影响,结果表明:凸舌形状的卸荷槽结构对机油泵供油量影响不大,但对泵内压力波动影响较大,有凸舌结构可以有效减小内部的压力波动和负压值,防止气蚀现象的发生。

基于排气成分的发动机性能研究

根据气体分析仪测量发动机5种排气成分(HC、CO、NOx、CO2、O2)的干浓度、由台架实验得到发动机的动力性和燃油消耗特性参数,基于这些测试参数,推导出发动机排气性质、混合气空燃比、充气效率、污染物比排放等计算模型,并对模型开展了灵敏度分析。由此,开发了以发动机台架测功和气体分析仪为硬件平台的发动机综合性能(动力性、燃油经济性和排放性能)测试及分析的软硬件系统,并实现对某增压柴油发动机增压性能的评价、某摩托车汽油发动机化油器的改进。

CF139柴油机机体模态分析

以CF139柴油机机体为研究对象,利用PRO/E三维软件和ANSYS有限元软件建立了结构的实体模型和有限元模型,采用2种方案进行了机体的模态分析计算,获得了机体的基本振型和相关频率。应用模态试验验证ANSYS模态分析和模态综合法的精确程度,从而为进一步分析奠定了基础。

385柴油机机体组件有限元分析

应用Pro/E三维造型软件和HyperMesh有限元软件,建立了385柴油机组件的实体模型和有限元网格模型,并用Ansys软件对机体组件进行了结构强度和刚度有限元分析,对机体应力较大的危险部位进行了必要的结构改进,使危险部位应力值有了明显下降,达到等强度设计的目的。