基于RVE方法的磁流变弹性体力学行为的预测

磁流变弹性体是一种在不同磁场条件下力学性能可控的智能材料。磁流变弹性体的模量为无磁场下材料的模量和磁场诱导产生的模量之和。运用基于周期性边界条件的代表性体积单元法,用理论和有限元两种方法对比研究了无磁场下磁流变弹性体的宏观弹性模量和剪切模量。通过引入Maxwell应力张量,研究了磁流变弹性体在不同磁感应强度下对磁场诱导产生的弹性模量和剪切模量的影响。用RVE的方法证明了,磁流变弹性体由于磁场诱导产生的弹性模量是负数,但总的弹性模量是正数,且其大小随磁感应强度的增大而增大。而其初始剪切模量则始终为正数,其大小随着磁场强度的增大而增大,这与偶极子理论推导得到的结论一致。

飞机牵引车车架三维有限元静态分析

用SolidWorks三维建模技术建立了飞机牵引车车架的三维几何模型。以solidworks自带的COSMOSworks为有限元分析平台,建立了飞机牵引车车架有限元模型,进行了有限元静力学计算,结果表明有限元技术是牵引车车架结构设计的有效工具。对下一步的强度加载实验提供了理论指导。

考虑纤维弯曲刚度的橡胶-帘线复合材料各向异性超弹性本构模型

针对纤维增强复合材料的有限变形,基于Spencer的连续介质力学不变量理论,提出了一种考虑纤维弯曲刚度的非线性超弹性本构模型.通过引入变形后纤维方向向量的梯度项,把单位体积的自由应变能分解为便于参数识别的体积变形、等容变形、各向异性变形和弯曲刚度4部分.理论和实验分析均表明传统的基于连续介质力学的纤维增强复合材料有限变形理论不适用于弯曲变形,必须考虑纤维弯曲刚度的影响.数值仿真结果也验证了在应变能函数中增加弯曲刚度项是必要的.

神经网络PID控制在柴油机调速系统中的应用

在建立柴油机转速控制系统数学模型基础上,将常规PID调节与神经网络相融合,设计了柴油机转速控制系统PID神经元网络控制器及其算法。在Simulink环境下对柴油机转速控制系统进行了仿真研究。仿真结果表明,PIDNN控制器具有良好的动态性能和较强的鲁棒性,与单一PID控制相比,大大改善了柴油机转速控制系统的性能,具有良好的推广应用价值。

微磨料水射流对工件表面抛光作用的研究

采用碳化硅固体磨粒、纯水和水溶性乳蜡(水蜡)混合而成的液体磨料,液体磨料的浓度按固体磨粒与添加液的质量比1∶2的比例混合,工件材料采用热作模具钢4Cr5MoSiV1,被抛光工件表面分别为未经热处理的模具钢表面和电火花加工后的工件表面。实验研究了不同粒度的固体磨粒、添加液浓度、抛光时间等对抛光性能的影响。研究表明,经过90min的抛光,两种抛光面的表面粗糙度值Ra都呈显著下降。对于电火花加工表面,抛光90min后的粗糙度值由最初的Ra=1.0μm下降到Ra=0.08μm;对于未经热处理的工件表面,抛光90min后的粗糙度值由最初的Ra=0.36μm下降到Ra=0.06μm。证明微磨料水射流对工件表面具有良好的抛光作用。研究还表明,磨料液成分、抛光时间以及被抛光工件材料以及工件表面原始粗糙度等对抛光性能有重要影响。对于硬度和粗糙度较高的工件表面,宜采用具有较粗的固体磨料粒子和较高浓度添加剂的磨料液;对于硬度和粗糙度较低的工件表面,宜采用较细的固体磨料粒子和添加剂浓度较低的磨料液。对于较低硬度的工件表面,采用蜡敷磨粒的磨料液可缩短抛光时间和提高抛光的表面精度。

冲击式深水床沙采样器的设计

床沙是在特定的水流泥沙条件下所形成的河床物质。床沙测验工作需要使用专门的床沙采样器对河床床沙进行采样,在不破坏天然河床的情况下采集到具有代表深度的泥沙样品,且样品在采样器上提过程中不丢失。对于深水库区河床泥沙进行采样是目前床沙测验中的一个难题。设计了一种利用火药爆炸驱动的新型深水床沙采样器,从天然河床上采集泥沙样本。研究结果表明,该新型深水床沙采样器适用水深可不受限制,采样深度可调,亦能保证样品的完整性、原状性,较好地解决了深水床沙采集问题,具有良好的推广应用价值。

基于MATLAB的IIR数字滤波器的设计方法

IIR数字滤波器在语音、图像、数字通信系统和计算机领域信号处理中有广泛用途。本文结合IIR数字滤波器在图像处理中的实例,研究了基于MATLAB数字滤波器可视化集成设计与仿真问题。应用FDATool实现IIR数字滤波器的设计,然后利用SIMULINK进行数字滤波器的建模并仿真,通过修改滤波器的阶数和截止频率等参数来实现滤波器特性的改变,以满足设计的要求。

基于MATLAB的电液位置伺服系统设计及仿真

电液位置伺服控制装置设计的重点和难点是建立电液位置伺服控制系统的数学模型和传递函数及开环增益系数的确定。通过设计一种数控机床工作台的电液位置伺服控制装置,对数学模型和传递函数的建立做了详细介绍,并在MATLAB环境下对电液伺服控制系统进行仿真,确定出使系统稳定的开环增益。同时应用频率响应法对电液伺服控制系统的性能进行分析,从而得到满足要求的可靠电液伺服系统参数和满足设计要求的稳定电液位置伺服控制装置。

轮胎胎面胶力学特性的实验研究

利用XJTUDIC三维数字散斑动态应变测量分析系统和拉伸实验机对废旧轮胎胎面胶进行了拉伸实验,得到了应力-应变曲线和应变云图等结果以进行胎面胶的材料特性表征。使用商业有限元分析软件ABAQUS并分别选用超弹性材料模型Yeoh模型和Mooney-Rivlin模型对实验结果进行拟合,发现Mooney-Rivlin超弹性材料模型的模拟结果与实验结果很吻合。同时得出了Mooney-Rivlin材料模型的参数。

新工科背景下三维造型融入机械设计课程的教学研究与实践探索

新工科理念的提出为高校培养制造业人才指明了新方向。机械设计作为机械专业重要的设计基础课,在培养学生的工程实践能力和创新设计能力方面具有举足轻重的作用。文章基于新工科背景下机械设计的发展方向,剖析了课程教学存在的问题,将SolidWorks三维造型融入机械设计课程教学全过程,弥补了学生理论脱离实践的问题,提高了课程教学质量,培养了学生的实践与创新能力,加深了学生对行业的认识,对培养满足新工科需求的机械专业人才具有重要的意义。

新工科背景下《机械工程控制基础》课程改革思考

新工科建设背景下,传统工科专业需要从课程体系、实践教学等方面进行综合改革,以实现新工科人才培养要求,培养出创新型的新工科人才。本文从新工科背景出发,阐述了《机械工程控制基础》这门课在机械专业中的地位及教学存在问题,并针对存在的问题提出了改革建议以改善教学效果,提高学生解决实际问题的能力。

橡胶-帘线增强复合材料的本构模型及数值模拟

针对有两族帘线的橡胶—帘线增强复合材料,基于Spencer的连续介质力学不变量理论,提出了一种非线性超弹性本构模型。通过引入两个帘线排列方向的结构张量把单位体积的自由应变能分解为便于参数识别的体积变形、等容变形和各向异性变形三部分。分别用纯橡胶单轴拉伸实验,沿帘线方向单轴拉伸实验数据拟合得到等容变形和各向异性变形的材料参数。通过COMSOL弱形式偏微分方程,对橡胶-帘线增强复合材料在有限变形下的单轴拉伸进行数值模拟。预测了帘线在不同排列方向条件下的力学性能,为轮胎的力学分析打下了坚实的基础。

《机械工程控制基础》教学改革的探索与实践

控制工程基础课程对学生的思维以及工作时涉及的自动化方面尤为重要,在国计民生工程中控制工程基础发挥着极为重要的作用。然而该门课程理念对于大学生来说较难理解,所以提高教学普适度使学生能够更好理解透彻该门课程是教改的主要切入点。针对各种教学中发现的问题,提出以深入浅出的方式避开难理解点,重点讲解基础并且好懂的内容:提高教学阶段与学生的反馈质量,重视作业以及例题在教学过程中的反馈;在现有的教材基础上,对教学侧重点有初步的把握,避免学生在听课过程中难理解、摸不清重点的情况。使用该种教学方法,所教学的内容理解较好,与传统教学相比,知识点理解程度和理解速度有了明显的提升。

以工程思维培养为核心的实践教学体系构建研究——以机械工程控制基础课程为例

机械工程控制基础是机械设计制造及自动化专业非常重要的专业必修课程,然而学生普遍反映学习这门课程比较困难,学完之后不知道该如何应用。以学生工程思维培养为核心,开展“一教学模式,一思维,一工具,一实践”的实践教学体系构建研究。

基于AMESim的微磨料水射流增压系统压力稳定性研究

由于超高压发生器的瞬时压力是脉动的,所以水射流的出口速度是不稳定的,进而严重影响水射流机床的加工质量。蓄能器容积的大小、方向阀换向时间及喷嘴直径是影响系统压力稳定的主要因素。为此分析了系统压力稳定过程,并对3种不同方向阀的换向时间和4种不同容积的蓄能器应用AMESim(Advance Modeling Enviraneut for Performing Simrlatians ofErgineeving Systemsl)软件进行了仿真研究,所得结论与试验结果一致,对系统压力稳定性的提高具有指导意义。