正交各向异性位势问题的Trefftz有限元法

针对正交各向异性位势问题,提出了Trefftz有限元解法。通过坐标变换和拉普拉斯方程特征函数,求得正交各向异性问题的完备解系,进而构建单元域内位势场。然后,基于杂交泛函,结合单元网线位势场,系统推导了相应的Trefftz有限元列式。文末给出两个数值算例,使用四节点四边形单元OPT44建立有限元模型,计算结果验证了本文方法的有效性和准确性。

有限矩形区域定流量点汇诱发孔隙弹性的解析解

采用量纲为一的Biot固结模型给出了有限矩形区域内定流量点汇诱发的孔隙弹性问题的一个解析解。假设多孔介质为不可压缩、各向同性、线弹性,且被单相流体所饱和,孔隙压力场符合封闭边界条件,在此基础上,利用傅里叶变换和拉普拉斯变换及反演方法获得了孔隙弹性问题的精确解,体现为双重无穷项级数和的封闭形式;并利用现有文献解析解对其进行了验证,二者的一致性证明了该解析解的正确性。对压力场解析解的分析表明,定流量点汇所诱发的压力场并没有稳态解,压力的变化特征主要取决于其对应的边界条件。该解析解适用于验证有限矩形区域孔隙弹性问题的数值算法和程序,对工程应用具有一定的参考价值。

分布式矿井提升机电控系统应用研究

基于DCS设计思想,提出了分布式矿井提升机电控系统概念;在此基础上,构建了完整的分布式矿井提升机电控系统的体系构架,介绍了其功能特点,并应用于工程实践,取得了良好的效果,对促进我国矿井提升机电控系统的技术水平具有理论和应用意义。

绝对式涡流传感器非接触测量金属管内液体温度的方法

研究了采用绝对式涡流传感器装置测量金属管内液体温度的可行性。根据能够同时获得圆柱导体双参数(相对磁导率μ_r和电阻率)的涡流检测理论及欧姆定理和圆柱形导体的磁场渗透公式,建立了液体温度与电阻率、相角等参数的数学模型,并且设计了相应的绝对式涡流传感器及其检测方法,通过实验数据验证了理论的有效性。

基于OPC技术的液压气动实验台监控系统设计

通过对液压气动综合实验台监控系统的研究与开发,介绍了OPC技术及其在液压气动实验台监控系统中的应用。详细阐述了基于OPC技术的液压气动综合实验台监控系统的设计,通过在Visual Basic6.0环境下调用OPC函数建立与OPC服务器的连接,从而实现对S7-200 PLC的数据进行读写。

CO_2保护直缝自动焊装置

1.前言电容器箱体漏油很大部份是因外壳焊接质量不好引起的。用碳钢作外壳的焊接,国外大都采用适宜薄板焊接的CO_2气体保护自动焊工艺,此工艺具有成本低、热影响区小,焊后无焊渣、焊缝美观等优点。所以行业也曾大力提倡采用此工艺。

关于金属化低压电容器封听的几个问题

1.概述油浸式金属化低压电容器外壳一般有全塑壳及金属壳两种。但各厂为从经济效益出发大多采用镀锡薄铁板制作,板厚一般为0.35～0.5mm。而底(盖)和壁的卷边联结的理想程度将直接影响到电容器的渗漏油及外表美观的质量。它度成为我厂金属化低压电容器能否批量生产的关键问题。为此,我们详细剖析了引起封听质量不好的主要问题,并在工艺试验中不断地一一加以改进。

基于铣削声音信号的刀具状态实验研究

为了更加准确、有效对铣刀磨损状态进行监测,笔者提出以铣削声音为监测信号的方案,搭建基于铣削声音信号的刀具状态监测平台,设计了基于Lab VIEW的实验数据采集分析系统软件平台,并通过小波变换对实验结果进行了论证。实验结果表明,在1.5~2.0 k Hz,2.5~4.5 k Hz频率范围内,铣削声音信号与刀具磨损有很好的相关性;切削参数的变化也会对声音信号产生影响,其中主轴转速的影响最为明显。方案验证了用声音信号监测刀具状态是切实可行的,为刀具状态的监测提供了新的思路与方法。

微孔超声振动钻削装置设计

针对目前传统钻床钻削微孔存在的局限性,基于超声振动钻削基本理论,课题组设计了一套超声轴向振动钻削装置,用于对微孔进行钻削加工。并基于ANSYS软件运用有限元法对超声振动装置的核心微孔部件变幅杆进行动力学特性仿真研究,得到变幅杆的固有频率和振型以及在变幅杆达到共振时的自由端振幅,从而获得变幅杆的振幅放大系数等参数,设计了高振幅放大比变幅杆。该超声振动钻削装置可直接安装在摇臂钻床主轴上进行微孔的钻削加工,并得到高质量的微孔。该设计有效解决了传统钻削的不足。

悬浮液等离子喷涂YSZ/GZ热障涂层的等温氧化性能研究

采用悬浮液等离子喷涂(SPS)分别制备8%氧化钇稳定氧化锆(8%Y_2O_3-ZrO_2,8YSZ)热障涂层和以8YSZ为陶瓷层底层,顶层为GZ(Gadolinium Zirconate)的双陶瓷层热障结构(YSZ/GZ)。在大气环境箱式电阻炉中1150℃下对两种热障涂层进行了10 h、50 h和100 h时长的等温氧化处理,通过对高温氧化前后质量和孔隙率变化分析了两种涂层的抗氧化性和烧结现象,采用扫描电子显微镜和能谱仪观察分析了涂层不同等温氧化时长下的微观组织变化和热生长氧化层(TGO)的元素构成,通过X射线衍射分析了氧化前的相的组成。结果表明:双陶瓷层热障结构具有更好的抗氧化性和高温型,主要归结于GZ晶体结构中存在稳定的弗伦克尔缺陷的氧离子。陶瓷层和粘结层界面的TGO的产生和长大仍是其失效的主要原因。TGO主要由Al和Cr的氧化物组成。烧结现象在等温氧化10 h处,最为明显。

超声振动车削参数对切削力的影响

为了探究超声振动车削(UVT)过程中刀具振动频率、振幅和切削速度3个参数对切削力的影响,课题组通过建立有限元模型,对高强度铝合金超声振动车削和普通车削(CT)过程进行了对比研究。首先,研究了切削区域的Mises应力分布的变化;其次,对切削区域温度和微观切屑形态进行了分析,从微观层面揭示UVT方法降低切削力和切削温度的机理;最后,分别研究了刀具振动频率、振幅和切削速度对UVT平均切削力的影响。研究表明:超声振动车削的有限元仿真结果与'刀具-工件接触比理论'一致;在一定的范围内,增大刀具振动频率或振幅以及降低切削速度的方法可以有效降低切削力。文中的研究显示合理的选择超声振动车削工艺参数可以降低切削力,改善高强度铝合金的制造工艺。

微小螺钉输送和拧紧装置

针对目前电子电器类产品的微小螺钉装配时存在装配精度和速度上的不足,提出一种新型微小螺钉输送和拧紧装置,设计了输送和拧紧装置的组成结构,介绍了装置中主要部件的工作原理,并分析了输送过程中输送轨道的倾斜角度和输送管道的弯曲程度,采用机械振动和气动传输相结合以实现微小螺钉的排序和输送。该装置可以实现微小螺钉装配的自动化,与传统的手工装配或半自动化装配相比,具有工作效率高、产品装配质量高和装配成本低等特点,主要用于工业生产流水线上微小螺钉的自动化装配过程中。

基于AdvantEdge FEM超声轴向振动微孔钻削仿真研究

在金属切削基本理论基础上,建立了超声振动钻削数学模型,基于有限元软件Third Wave Systems AdvantEdge FEM对超声轴向振动钻削过程进行有限元仿真,用Tecplot软件绘制了钻头和工件的应力曲线图和温度曲线图,主要分析了刀具和工件切削力和切削温度的变化规律。仿真结果表明在钻入一定深度后,轴向切削力在某个值上下振荡呈周期性变化,这一特性使超声轴向振动钻削从根本上改变了钻削机理,使其与传统钻削相比具有巨大的优势。研究结果对轴向振动钻削机理的研究具有一定参考意义。

基于切削温度分析的刀具磨损状态研究

为了解刀具在切削时的实际状况,课题组提出了基于切削温度的刀具状态实时监测的方案。采用仿真与试验相结合相验证的方法,对刀具在新刀、早期磨损、严重磨损以及失效4种状态下的切削温度进行分析。通过试验采集刀具磨损及失效的温度信号数据,建立了基于最小模糊度的隶属度函数优化模型,用于诊断刀具加工过程中的磨损及失效状态。应用结果表明,该方法可以实现对刀具磨损及失效状态的实时监测,对提高机床的加工效率及加工精度具有重要意义。

一种变截面攀爬机器人夹持机构的设计分析

为攀爬锥形杆状建筑物设计了一款新型的爬杆机器人的夹持机构,采用双弹簧和气动推杆结构和柔性体贴合壁面的设计实现了夹持功能。研究了夹持机构受力情况,并且建立了柔性体的变形方程。采用动力学仿真软件ADAMS完成夹持过程仿真,分析了机器人在夹持过程中柔性体应变和等效应力变化情况。分析结果表明:夹持机构柔性体最大应变量为0.226,夹持机构能够贴合建筑壁面,达到适应杆径变化的效果。

基于Matlab的早高峰电梯群控调度系统仿真研究

电梯群控问题是一个具有不确定性和非线性的复杂多目标优化问题,为了研究此类问题,在现有的关于对电梯群控系统仿真研究的基础上,仅针对早高峰时段,即上午7:50到9:10的这个时间段来进行建模仿真;在建模的过程中考虑到排队、乘客等待时间及启停次数等问题,运用Matlab进行模拟仿真,使各关键参数直观的呈现出来,以便为电梯优化调度方案的提出提供科学且可用的参考数据。

基于平滑处理和采样补偿的工作台定位精度误差补偿法

精密工作台存在的机械间隙是影响工作台定位精度的重要来源。基于采样双闭环和运动平滑处理对工作台误差进行补偿,这种方法与间隙大小无关,仅在进给的终点位置读取反馈误差并实时修正,给出了对精密工作台进行补偿的具体实例,补偿后定位精度从25.00μm提高到1.14μm。通过理论分析和实验验证,表明采样双闭环和平滑处理结合的误差补偿方法对提高系统定位精度十分有效。

新型低温阀门性能测试系统

针对目前国内低温阀门性能测试系统存在测试精度低、自动化程度低、低温介质消耗量大等缺点,提出了基于先进测试技术的新型低温阀门性能自动检测系统和检测方法,介绍了其工作原理;设计了基于闭环反馈控制的阀杆开关性能自动操作机构;采用现代控制技术,设计了深冷箱自动开关压紧机构;设计了基于光电原理的光电气泡计数器。应用结果表明,该系统不仅具有测试精度高、自动化程度高等特点,而且可有效减少低温介质消耗量,提高测试过程的安全性。

弧面凸轮的行星式磨削机理研究

磨削加工是弧面凸轮加工的一个重要工序,弧面凸轮的加工质量和精度与其密切相关。通过采用行星式磨削方法和单侧面磨削原理,在行星式磨削装置中增加微进给机构,通过监测装置所反馈的数据,使得砂轮在磨削过程中可以通过微进给机构增大砂轮的公转半径,实现砂轮的磨损补偿。弥补了行星式磨削方法不能在磨削时进行磨损补偿的缺点,从而能够实现弧面凸轮的连续磨削,提高了弧面凸轮的磨削效率和磨削精度。

基于ADAMS的中药旋转取袋机构刚柔耦合动力学研究

为了探究中药旋转取袋机构中的多刚体系统与柔性多体系统各自的运动精度与可靠性问题,建立基于笛卡儿模型的运动学与动力学约束方程对多刚体系统进行运动学数值分析,并构建柔性多体系统的力学模型,最后运用ADAMS动力学仿真模块对多刚体系统与柔性多体系统进行动力学仿真分析。研究结果表明:运动中的刚性光轴在0~3.0 s、6.0~7.5 s以及10.5~4.0 s时间区间内的速度变化范围为-0.45~0.50 m/s;运动中的柔性光轴在相同时间区间内,速度变化范围是-2.00~1.50 m/s,变化频率高、幅值大。柔性多体系统在运动过程中精确度明显提高的原因是零部件运动过程中自转角的线性离散变化,而多刚体系统中零部件自转角的振荡变化与速度幅值过大是造成机构运动不稳定的主要原因,故而将部分重要构件柔性化以解决机构运动稳定性问题。