旋耕后农田模型离散元参数标定

土壤因其含水率、成分、粒径等因素不同导致接触参数存在差异,为提高新型高密度灌木幼苗移栽机开沟覆土作业过程的准确性,对北方春季耕后农田土壤进行离散元参数标定试验。通过物理试验与仿真试验相结合的方法,采用Hertz-Mindlin(no slip)接触模型以土壤—土壤堆积角和土壤—触土钢滑动摩擦角为响应值,恢复系数、静摩擦系数和滚动摩擦系数为目标值进行参数标定。首先将目标值应用Box-Behenken响应面分析法进行三因素三水平的正交旋转试验得到二阶回归模型;其次以实际堆积角和滑动摩擦角为响应值,通过Design-Expert寻优模块得到最优参数组合:土壤—土壤恢复系数0.4,土壤—土壤静摩擦系数0.8,土壤—土壤滚动摩擦系数0.39;土壤—钢恢复系数0.27,土壤—钢静摩擦系数0.53,土壤—钢滚动摩擦系数0.16;并进行物理试验与仿真试验的对比,结果表明:两者误差分别为0.68%和1.34%,在可接受范围之内,可信度良好,具有一定工程指导意义。

考虑残余应力影响的桥式起重机多轴疲劳寿命评估

桥式起重机桥架结构是典型的焊接结构,在日常服役时主梁焊缝区域经常出现疲劳裂纹。为保证起重机的服役安全,基于多尺度有限元分析方法建立危险裂纹区域的多级子模型;在二级子模型上建立热-结构耦合焊接有限元模型并模拟分析了焊接的全过程,通过模拟焊后热处理分析对残余应力的影响;结合多轴临界面法构建了以应变幅值作为多轴损伤参量的疲劳分析方法,评估了危险裂纹区域的疲劳性能。结果表明:所提方法将结构整体疲劳问题转化成局部焊接位置的疲劳问题,不仅增加了计算效率,还能考虑疲劳细节处更多的影响因素,为起重机焊缝部位的疲劳寿命评估和延寿提供了一定的参考。

铸造起重机结构疲劳再制造关键技术

铸造起重机常在高工作级别中工作,由于焊接工艺的缺陷,在使用过程中经常产生焊缝开裂等情况,需要进行焊接修复,修复的质量决定了起重机安全运行的时长。针对以上问题,文中提出了一种基于强度的起重机焊缝开裂修复的设计方法,通过对铸造起重机进行实地测量和分析确定易开裂的焊缝位置,并建立对应的有限元整机模型;对产生开裂位置处局部结构进行改进,确定局部应力变化范围,划分子模型;同时以子模型作为研究对象,导入Ansys软件中进行局部应力分析,以加固结构的最大等效应力作为优化目标,对修复结构的特征几何尺寸进行多参数的耦合仿真试验分析,采用交叉试验方法最终得到强度最高的焊缝裂纹修复结构。

基于WOA算法的串级模糊PID吊车控制

为了同时解决吊车在复杂工况下运行时负载的摇摆问题和小车定位问题,设计了一种基于鲸鱼优化算法(WOA)优化的吊车串级模糊PID控制系统。根据吊车动力学结构特征,将吊车系统分为内外两个子系统进行串级控制,保证了内部独立性的同时,又加强了系统的抗干扰能力。考虑到WOA算法调节参数少,寻优能力强的特点。设计出了一种对吊车控制系统的内部参数(量化因子、比例因子)进行在线自整定的控制策略,解决了该类参数以往严重依赖于人工试凑法调整的缺陷,使得控制系统的性能达到了最优。通过设计传统PID吊车控制系统、串级模糊PID系统、以及设计传统PSO算法优化的吊车系统作为对比,实验结果证明,基于WOA算法控制的串级模糊PID吊车控制策略更好,具体表现在其对负载的消摆作用更好,同时吊车的小车定位时间更短,超调量等各项性能指标更出色。还设置了不同吊装高度的变绳长实验,表明所提出的控制系统对参数变化不敏感,可直接移植于不同的吊车系统,具有广泛的适用性。

四轴互连油气悬架稳定性分析

对于多轴车辆而言,常见的单轴、两轴互连油气悬架系统大多无法有效控制车身的振动。针对这一问题,结合同侧互连与X型互连两种形式,设计四轴车辆的悬架互连形式。对比分析了侧倾和俯仰工况下四轴互连悬架与单轴连通式悬架的力矩以及刚度特性,并且分析了关键参数对于悬架刚度的影响。通过联合仿真对比单轴互连悬架以及四轴互连悬架的操纵稳定性。结果表明,四轴互连悬架大幅提高了悬架的侧倾刚度以及俯仰刚度。通过联合仿真对比可知,四轴互连悬架的侧倾角,俯仰角以及横向载荷转移率均小于单轴互连悬架,车身稳定性更好。

从第30届奥运会看世界吊环技术发展的新趋势

采用文献资料法、录像观察及统计等方法,系统分析了当今世界男子吊环技术发展的新趋势.发现:使用由力量至静止力量或由静止力量到力量至静止力量、及由摆动到静止力量或由静止力量到摆动的过渡,已成为当今世界优秀吊环选手成套动作编排的显著特点;选择第Ⅰ组1D难度(或1C1D)、第Ⅱ组1C难度动作及第V组"D组以上"的下法,并使用第Ⅲ、第Ⅳ组各3～4个高难度动作组成三串"直接连接"(或再结合两个"单动作"),形成由10个最高难度动作所构成的一套高D分价值动作,是伦敦奥运会众多优秀吊环选手成套动作完成的主要形式;而连续使用第Ⅲ组和第IV组的3个高难动作的连接等,还将成为吊环动作编排发展的新趋向特征,未来大赛吊环动作的成套难度编排还将进一步提升,而动作完成的质量将是竞争的焦点.

基于小波包变换和ELM的滚动轴承故障诊断研究

为了准确诊断滚动轴承故障,降低滚动轴承故障对设备运行的影响,提出了一种基于小波包变换分析与极限学习机相结合的滚动轴承故障诊断方法。首先,通过小波包变换对轴承振动信号进行消噪处理,采用均方根差和平滑度法为指标筛选出合适的小波基函数,用以对原始信号进行消噪处理。然后以信号的8种特征作为指标对消噪后的信号进行特征值提取,并通过时域、频域信息图对轴承故障进行先验诊断。最后将提取的特征值作为样本通过极限学习机的方法对轴承故障类别进行分类、诊断。研究表明,该方法能够准确地对轴承故障类别进行诊断,为轴承的故障诊断提供了新的思路。

基于离散元法的采煤机镐型截齿参数优化

为确定采煤机截齿参数的交互影响,采用EDEM进行煤岩截割模拟试验,以截割速度,截割厚度,截齿安装角,截割距离,截齿锥角为试验影响因素,截割能耗比,煤岩崩落质量,最大阻力为响应指标,采用二次正交旋转回归试验设计,建立响应指标与各影响因素之间的回归数学模型。

螺旋输送机叶片母线DEM-FEM设计研究

针对垂直螺旋输送机在输送矿粉时,螺旋叶片母线函数设计缺乏理论依据的问题进行了研究。以输送效率、最大变形量、应力分布作为结构是否合理的评价标准。采用单质点理论对新型螺旋叶片进行了初步的设计,并且提出了一种基于颗粒孔隙率用于评估EDEM周期性模型精确度的算法。建立EDEM模型并对其进行了仿真计算,与单质点理论计算结果相比较,结果表明单质点理论仅能大致表现颗粒运动变化趋势,难以准确地反映实际运动变化状况;并对45%填充率、1200 r/min工况下的垂直螺旋输送机进行了DEM-FEM联合仿真分析,发现在垂直螺旋输送机中倾斜直母线型螺旋叶片最大应力载荷与最大变形量显著小于传统的水平直母线型螺旋叶片,为之后的垂直螺旋输送机的叶片结构设计提供参考。

FeC合金拉伸行为的分子动力学模拟研究

为了探究温度和应变率对FeC合金微观力学性能的影响,运用分子动力学方法对FeC合金进行了拉伸性能的模拟,得到了不同温度、不同应变率工况下FeC合金的应力应变曲线,并对其进行了分析,利用MATLAB对数据进行处理,建立了关于温度和应变率的FeC合金弹性模量和屈服强度的数学预测模型。结果表明:弹性模量和屈服强度的仿真值与数学模型的预测值之间的绝对误差最大分别为2.680 GPa和0.079 GPa,相对误差最大分别为1.680%和0.737%,数学预测模型能在一定程度上对弹性模量和屈服强度进行有效的预测。