喷油润滑内齿圈外圆面红外测温及误差分析

高速重载人字齿轮箱的摩擦功率损失会转换成为温升,齿面温度测量是评价齿轮箱润滑和冷却设计的重要手段。针对某人字齿轮箱中内齿圈外圆面温度的在线实时准确测量需求,提出了一种基于红外测温仪的旋转齿轮表面温度测量方法,并分别设计搭建了相关测试试验装置。首先,分析了基于红外测温仪的旋转齿轮表面温度测量误差的影响因素;其次,通过试验对待测齿面的发射率进行标定;最后,开展了不同转速工况下的喷油润滑齿轮表面温度测量试验,并分析了吹气压力和吹气温度对红外测温误差的影响。研究结果表明:待测齿面喷涂黑色哑光漆后的标定发射率为0.96,而红外测温光路上的光学镜片会使红外测温值低2℃左右;带有空气吹扫管的红外测温仪可以在线实时测量旋转内齿圈外圆面的温度,且红外与热电偶测温值的最大相对误差不超过7%;选择合适的空气吹扫压力和吹扫温度,可以进一步减小红外测温误差。

单缸内燃机拆装与机械结构分析虚拟仿真实验开发和教学设计

结合新工科背景下智能制造大类人才培养的要求,将虚拟仿真技术应用于较高复杂度和集成度的综合实验教学,建立了单缸内燃机拆装与机械结构分析虚拟仿真实验系统。该虚拟仿真实验以单缸内燃机的工作原理介绍、机械结构组成、关键部件特征、拆装工艺流程和零件力学分析为主要内容,通过教学视频、文字介绍、模型拆装和实物展示等方式引导学生开展虚拟仿真实验。学生首先通过虚拟仿真实验系统的基础学习模块进行模型认知和理论学习;然后通过机械结构与分析中的“模型展示”“虚拟实验”“计算分析”和“知识测验”功能,分别进行操作训练、基于操纵步骤提示的拆装实践、理论知识测试考核以及零部件静力学性能计算;最后,虚拟仿真实验系统可以详细记录学生实验过程并自主评分,通过实验报告模块生成报告并完成实验。按照虚实结合和线上线下结合的思路开展实验教学,有效提升教学效果和实验效率,为智能制造大类人才的实践教学和综合能力培养提供了重要支撑。

指尖密封型线力学性能的有限元分析

提出了可用于指尖密封结构的4种指尖型线,并给出了相应的型线坐标方程。在Ansys有限元分析软件的支持下,建立了4种型线的指尖密封结构有限元数学模型,进行了相应的分析计算。计算结果表明,在规定的参数条件下,抛物线螺线、阿基米德螺线和对数螺线3种型线的指尖密封结构较之渐开线型线的指尖密封结构具有更好的力学性能。这一研究对实际应用中指尖密封型线的选择以及指尖密封技术的深入研究均具有较大的意义。

指尖密封的迟滞特性分析

分析了三种不同型线的指尖密封结构在不同压差条件下的迟滞特性,发现了采用径向刚度较高的结构可以降低指尖密封迟滞作用,以及选择合适的指尖型线可以获得低径向刚度和低迟滞作用的指尖密封结构的现象。作为低迟滞指尖密封进一步研究的基础,对数螺线I型指尖密封是一个较理想的原始型指尖密封结构的选择。

高速滚动轴承弹性流体动力润滑分析

直接采用弹性流体动力润滑（ＥＨＬ）分析方法计算了高速滚动轴承中滚子与内、外套圈接触区的油膜厚度、油膜动压力和润滑油牵引力；分析了载荷、转速及滚子数等参数对轴承打滑损伤的影响。理论分析结果与所作实验结果在较宽的工况范围内吻合较好。

应用甲螨监测土壤污染

从94属甲螨中筛选出具有指示作用的9属甲螨,做为各类环境中的指示生物加以利用。对7种甲螨在实验室条件下进行了汞、镉、铜和有机氯DDT、666对其存活影响的观察,测定其酯酶同工酶与对照组相比有明显的抑制。在此基础上又应用甲螨进行了现场实地检测考核,结果与土壤中元素含量实测相比,符合率达80％。

机械设计精品课程建设的实践与思考

西北工业大学的“机械设计”课程是一门历史悠久的课程，这门课程在老一辈教师上个世纪的辛勤建设下，形成了良好的基础，近年来在中青年教师的努力下，在课程建设的各个方面也取得了很大的成绩。2003年西北工业大学的“机械设计”课程被教育部评为首批国家精品课程。

不确定离散系统的输出反馈保性能控制

对一类具有范数有界时变参数不确定性的离散时间系统 ,研究设计一个输出反馈保性能控制器 ,使得闭环系统对所有允许的不确定性渐近稳定 ,且闭环性能指标值不超过某个确定的上界。基于线性矩阵不等式处理方法 ,证明了保性能控制器的存在性等价于一个线性矩阵不等式的可行性 。

航空发动机轴承腔含油滴油气两相介质的流动模拟

航空发动机轴承腔设计正确性不仅影响到发动机转子的力学性能和工作寿命,而且影响到发动机二次空气流动系统的效率。轴承腔中油气两相介质共存的复杂状态使得轴承腔润滑设计和热分析十分困难,并因此影响发动机润滑系统和二次空气流动系统设计准确性。针对较宽结构和工况范围内出现的轴承腔中油膜、油滴和空气共存的流动形态,文章基于CFX商业软件平台进行了轴承腔润滑介质流动状态数值模拟,探讨了轴承腔结构和工况对腔中介质流动性态和参数的影响,揭示了若干工况条件下的润滑介质压力和速度的分布规律。研究有助于轴承腔油气两相流动物理本质的深入理解,亦为航空发动机轴承腔设计中的工程基础数据和参数获得,提供了手段和途径。

对数螺线指尖密封的装配变形分析

采用有限元法对两片叠置的对数螺线指尖密封在装配状态下由于指尖数目的不同对装配变形所产生的影响进行了数值分析 ,重点研究了由于装配变形可能造成的密封片接触表面间出现间隙的问题 ,以及由于指尖周向变形错位可能导致的指尖缝隙密封失效问题。

轴承腔中油滴尺寸分布和沉积特性

航空发动机的润滑系统和二次空气流动系统的设计依赖于对轴承腔中复杂的油气两相流动状态的理解,这其中包括影响轴承腔润滑和换热性能的壁面油膜物理特性。运动油滴转移的质量和动量与轴承腔壁面油膜厚度和速度有很大关系,并决定轴承腔油气两相流动的油膜初始状态。通过分析轴承腔结构工况与油滴直径分布参数关系,明晰基于直径尺寸连续的油滴质量分布,在此基础上进行油滴与轴承腔壁面碰撞后的沉积质量和转移动量的计算,以量纲一参数的形式探讨轴承腔结构和工况对油滴沉积质量和转移动量的影响。针对某一轴承腔结构和工况条件进行的油滴沉积质量和动量转移量计算,以研究计算方法的可行性。结合油滴尺寸分布进行油滴沉积特性分析,探索轴承腔油膜形成过程的物理本质,获得表征轴承腔结构和工况条件的量纲一参数W e*1/2对油滴沉积质量和沉积油膜动量转移量的影响规律,有助于航空发动机轴承腔油气两相流动研究后续工作的开展。

强化工程实践与创新能力培养的微机类课程实验教学

微机类课程是电气信息类专业重要的支柱课程之一,我校自动化专业在注重学生基本实验原理、实验技术、实验方法(即三基)能力培养的基础上,落实产出导向(OBE)教学理念,结合大学生课外科技项目和科技竞赛活动,构建了基础性、综合性、设计性、创新性4层次组成的实验教学体系,转化科研成果,研发新的实验项目,开展多样化教学,强化工程实践与创新能力的培养,取得明显的效果,有效提高了专业培养目标的达成度。

轴承腔两相流动流型特征参数及鲁棒性分析

航空发动机轴承腔的润滑设计和换热分析依赖于对轴承腔中润滑介质两相流动特性的理解,依据流型进行轴承腔油气两相介质流动研究是获取流动特性的有效途径。针对通过试验判断油气两相介质流动形式的需要,结合数值分析和试验数据,在辨识能力和试验获取等方面的考虑前提下,提出了辨识航空发动机轴承腔中均相流动与含油滴气/液分层流动两种主要油气两相流型的特征参数——体积含油率和无量纲速度,探讨了两个特征参数在较宽工况范围内保持流型辨识能力的鲁棒性。研究工作对于借助于试验判断油气两相流型,从而可以在严谨理论指导下基于流型进行航空发动机轴承腔润滑介质两相流动特性分析,实现准确高效的润滑设计和换热分析的设计路线实施是很有意义的工作。

指尖密封轴向布局的变尺度结构研究

采用有限元技术研究了在不同压差条件下,指尖密封轴向布局中密封件轴向尺度配置对指尖密封装置的迟滞特性、密封靴与转子接触封严区接触压力的影响。研究结果表明:不同工况条件和轴向布局结构对迟滞率和接触压力的影响较为复杂,而夹心状指尖密封轴向布局结构能够具有相对较优良的迟滞特性和接触特性的匹配关系。研究工作同时表明有必要进行指尖密封轴向布局结构及尺寸的优化研究。

基于斜齿轮温度场研究的有限元分析模型

基于对斜齿圆柱齿轮本体温度场的导热方程及其等价的泛函分析，和根据斜齿轮不规则几何形状及温度场复杂边界条件所做的合理简化，建立了适用于斜齿轮本体温度场研究的有限元数学分析模型，提出了针对斜齿轮稳态和非稳态本体温度场计算的分析方法。

考虑粗糙效应的航空高速滚子轴承动态模拟

耦合高速滚动轴承动力学理论和部分弹性流体动力润滑（ＰＥＨＬ）理论，提出了考虑轴承元件表面粗糙效应的高速滚动轴承动态特性分析方法。分析结果表明，轴承元件表面粗糙度和表面粗糙纹理方向对高速轴承的动力学特性有较大的影响，提高轴承元件表面加工质量可以抑制高速轴承元件在运行中出现的动态不稳定性现象；实验工作不仅支持了本文的分析，而且支持了高速滚动轴承是在混合润滑状态下工作的结论。

高速轴承元件间相互作用力的分析

在高速轴承力分析中引入了部分弹性流体动力润滑理论，在考虑表面粗糙度效应的条件下，分析了轴承元件之间的相互作用力情况，描述了轴承套圈、保持架、滚动体之间的相互作用力在承载区域和非承载区域的大小及分布情况。

线接触部分弹性流体动力润滑的研究

本文获得了中轻载及重载工况下粗糙表面间的等温部分弹流线接触问题的完全数值解,求得了在有表面粗糙影响的条件下,线接触润滑的流体动压力和粗糙度接触压力、油膜厚度以及接触载荷,并且研究了粗糙度及其纹理方向对线接触弹流润滑中的接触载荷、中心膜厚、最小膜厚以及二次压力峰的大小和位置的影响,同时也研究了部分弹流润滑条件下,各种工况参数变化对润滑性态的影响。

滚/滑接触状态下合成润滑油牵引特性分析

本文采用部分弹性流体动力润滑热分析理论及Ree-Eyring流变学模型对滚/滑接触状态下,几种航空合成润滑油的牵引特性进行了较为详细的研究,获得了目前国内常用航空合成润滑油牵引力系数随载荷、滚动速度、润滑油粘度及滑滚比变化的规律,并将本文的计算结果和国外相近的实验结果进行了比较。本文还对牵引力系数曲线上峰值点的位置随载荷、滚动速度及润滑油粘度等工况参数变化的规律进行了分析,提出了峰值点位置与各工况参数间关系的拟合公式。本文的研究结果对于航空高速滚动轴承的动力学分析及其它航空点、线接触机械零件的润滑分析都是很有意义的。