高黏度流体用阀门管路系统振动特性研究

在研究高黏度流体的阀门管道系统振动失效问题时,考虑高黏度流体黏性和阀门动态关闭过程对管路振动的影响,从流固耦合角度分析并优化管路的振动。首先以高黏度流体的三维折弯管为例,采用有限元模拟分析与实验测量两种方法相对比,验证了有限元模拟方法的可靠性。通过SOLIDWORKS软件建立截止阀和管路三维模型,采用FLUENT软件动网格技术,在ANSYS WORKBENCH中搭建流场与结构的耦合模拟平台,通过分析得出截止阀在不同的关闭方式,管道受冲击后的变形量存在差异,其中以正弦方式关闭造成的变形量最小;不同的支撑位置对结构变形的影响较大;随着壁厚增加,管道流固耦合振动效应有小幅度降低;随着管路折弯半径增加,系统流固耦合振动频率有小幅上升。为高黏度流体的阀门管道系统设计和应用提供科学依据。

仿人机器人的腰部结构设计及动力学分析

针对目前市场上机器人各运动关节都需要靠伺服电机驱动的情况,设计了一台具有躲闪功能的仿人机器人。采用单电机驱动并通过控制电磁离合器的状态,实现腰部关节的运动,最终完成机器人的躲闪动作。为了验证其主要零部件选型的正确性和结构设计的合理性,运用拉格朗日函数对机器人躯干结构进行了动力学研究;然后利用ADAMS软件对机器人虚拟样机进行动力学仿真分析,得到相应的关节转矩曲线;最后,完成机器人实物装配并通过实验测试对机器人躲闪功能进行了验证。

躲闪机器人同步移动转向机构运动学分析

针对现有的机器人移动机移动慢、转向能力差以及难控制的问题,设计了一种运动分级明确、结构简单的躲闪机器人同步移动转向机构,用于实现xOy平面内全方位快速移动。介绍了该机构的运动学原理以及关键参数的设计依据;利用差速原理对移动机构进行转向差速分析,得到了移动机构的运动学方程以及正逆解。同时,通过UG软件建立了该结构的三维模型,对模型进行合理简化后导入Adams软件中进行模拟分析,其结果验证了理论设计的准确性,达到了预期目的,为机器人的设计与开发提供重要参考。

一种单驱动机器人腰部结构的运动学分析

针对现在机器人多驱动并且其运动学特性和控制系统复杂的情况,设计了一种具有躲闪功能的机器人腰部结构,该结构具有单驱动、多自由度、结构简单、运动分级精确并且易控制的特点。介绍了该机器人腰部结构的运动学原理及相关初始参数的选择,并用Denavit-Hartenberg(D-H)法求解出上身在不同情况下的坐标变换矩阵,并得出机器人的正解和逆解;最后建立了该结构的三维模型,简化并导入ADAMS软件进行运动学仿真分析,并通过实验验证了该结果。

高粘度流体截止阀开度优化模拟研究

市场现有的截止阀不能很好地应用于高粘度流体领域,为此提出了一款常闭式电磁驱动截止阀,同时对截止阀的开度进行了初步设计。为了进一步优化其结构和性能,采用计算流体力学方法模拟分析截止阀的内部动态流场。通过Solidworks软件对截止阀结构进行三维建模,并采用Fluent软件动网格技术结合外部自定义函数(UDF)程序的方式来定义阀芯的运动,以此实现对截止阀芯关闭过程的模拟。以阻力系数和压降等指标为判断依据,分析了截止阀在关闭过程中的流场分布情况,得出开度设置为3. 5 mm时既能保证过流量又能优化驱动结构。另外,通过优化截止阀杆的形状,削弱了内流场的湍动能,进一步减小了介质的过流阻力。研究为高粘度流体截止阀的设计与选用提供了参考。

高粘度流体截止阀的过流性能模拟

为了解决现有截止阀不适用高粘度流体以及非标非常规工况下的流体管道控制问题,设计了一种高粘度流体截止阀。通过solidworks软件建立结构模型,采用ICEM CFD软件划分网格离散化处理,基于Fluent软件构建高粘度流体的流场分析模型并进行数值模拟,以流阻系数为过流性能评判标准,对截止阀的结构形式、腔体形状、阀芯形状以及阀芯大小进行对比分析并得出结论,最后辅助实验验证,给阀门的设计和应用提供科学依据。