EPDM非线性力学行为及其拉伸速率特性研究

为研究三元乙丙(ethylene propylene diene monomer, EPDM)力学行为的拉伸速率依赖性,分别开展了拉伸速率为3、30、300、500 mm/min下EPDM的单轴拉伸实验,分析了EPDM非线性力学行为规律及其拉伸速率特性。基于分数阶Kelvin-Vogit模型、ZWT模型和OGDEN模型,对应变160%时不同拉伸速率的实验曲线进行了拟合,对比研究了模型的表征能力。结果表明,EPDM全程加载曲线呈典型“S”型,具有显著的非线性迟滞特性,且拉伸速率越大迟滞环面积越大,阻尼损耗能力越强;在应变大于68%阶段,EPDM力学行为的拉伸速率特性显著,并呈现硬化现象。分数阶Kelvin-Vogit模型和OGDEN模型适用于EPDM在低拉伸速率下、应变低于68%阶段黏弹性材料的力学行为的表征;ZWT模型适用于EPDM在高拉伸速率下应变高于100%阶段黏弹性材料的力学行为的表征,且ZWT模型在低拉伸速率下也具有较好的拟合效果。研究结果可为EPDM制品的性能评估及优化提供有益参考。

高速-重载全地形车仿生悬架系统运动学分析

全球自然灾害形势复杂,极端灾害事件呈频发、高发、突发态势。某型高速-重载全地形车作业过程中会产生剧烈振动,传统减振方案存在诸多影响减振效能的潜在因素。从仿生学原理和生物力学机理入手,探究自然界犀牛、袋鼠的生物缓冲特性与全地形车速度快、承载重、冲击强等应用性能之间的内在联系,结合机械原理,研究一套结构紧凑、抗冲击能力强的仿生悬架系统,响应高速-重载全地形车在复杂地形下应急保障工作的需求。结合几何原理建立仿生悬架系统运动学数学模型,求得各输入、输出角位置参数数值算例,并对三维模型展开位置仿真分析,验证数值算例的正确性。在验证其仿真结果与理论计算结果相符的基础上,对相应角速度及角加速度随时间变化的运动轨迹进行运动学分析,验证该机构在运动过程中的平稳性,表明结构设计符合减小冲击和振荡的实际运行需求。运动学数学模型可为后续结构参数优化、确定减振单元性能、进一步实行控制和试验工作提供可靠的数据资料和理论支撑,有助于提高减振系统研究与设计的效率,缩短研发周期,降低研究成本,同时为其他减振系统研究提供有益参考。

装载机驾驶室方向盘倾角对肌肉疲劳的影响研究

为分析装载机驾驶员在驾驶过程中手臂肌肉的疲劳情况,设计并完成动态旋转方向盘试验,测试并比较3种方向盘倾角(A型为24°、B型为25°、C型为31°)对肌肉疲劳的影响情况。采用现场真机实验的方法,选取左臂中三角肌为测试对象,聘请14名驾驶员作为被试人员,运用表面肌电测量方法并提取操控方向盘时的表面肌电数据,采用单因素方差分析方法分析3种测量结果并对MPF进行两两比较,实验结果为A型和B型之间不存在显著性差异(P>0.05),C型与A型和B型均存在显著性差异(P<0.05);表明不同的方向盘倾角对肌肉疲劳有较大影响。通过研究得出结论,C型方向盘倾角较容易疲劳,A型和B型不容易疲劳,在仅考虑方向盘倾角的前提下,A型和B型的方向盘倾角优于C型。在装载机驾驶室人机设计中,为降低驾驶员肌肉疲劳,建议方向盘盘面应采用较平缓设计方式,该结论可为后续的方向盘倾角设计提供参考。

特种车辆非充气轮胎研究综述

非充气轮胎对比普通充气轮胎存在不易爆胎、稳定好等特点,可有效提高特种车辆应对极端路面和复杂作业环境的能力。从非充气轮胎应用于特种车辆的巨大潜力为契机,对非充气轮胎的研究现状与趋势进行概括。对非充气轮胎的性能分析与机理研究的方法进行总结,发现其支撑体的结构、刚度、表面平滑度是影响轮胎运行期间振动和噪声的关键。根据非充气轮胎设计要求,对其拓扑优化和力学特性研究方法进行了分析整理,仿生结构非充气轮胎利用仿生学方法解决非充气轮胎性能问题将存在重要研究价值。

液压挖掘机工作装置优化研究

挖掘机是土石方工程的主要施工机械,由于其作业对象、载荷、操作等的不确定性,挖掘机工作装置的受力情况较为复杂。液压挖掘机的工作装置主要由铲斗、斗杆和动臂构成,基于不同优化部位、不同优化目标和不同优化算法,其优化设计具有多样性和复杂性。详细介绍了关于液压挖掘机工作装置的优化方法,分别就局部与整体优化、新型结构设计与应用和现代优化架构三方面进行展开,总结了液压挖掘机工作装置的优化方式和未来发展趋势,为液压挖掘机工作装置的优化设计提供参考。

磁环型准零刚度隔振系统动态特性

特种车辆由于其作战、行驶环境复杂多变,使乘员及车载大型精密设备常暴露于低频大幅振动环境中,直接影响作战功效,甚至危及生命安全、引发严重的设备故障。为有效隔离其低频振动,开发了一种磁环型准零刚度隔振系统,对其系统刚度特性和隔振特性进行了理论与实验研究。基于磁电理论和刚度耦合理论,建立正、负刚度理论模型,获得了系统等效刚度,对其刚度机理与参数特性进行分析;进一步建立准零刚度隔振系统的非线性动力学模型,采用谐波平衡法和牛顿-拉夫森迭代法对系统非线性动力学方程进行求解,分析与评估其隔振特性,并搭建实验台进行验证。研究结果表明:负刚度机构具有明显的负刚度效应,与正刚度系统配合,可产生较宽的准零刚度区间;与线性系统相比,该准零刚度隔振系统隔振频带向低频区拓宽71.9%,共振峰值降低65.7%,稳态区间下位移响应幅值下降75%,加速度响应幅值下降80%,具有更宽的隔振频带和更大的振动衰减率。

工程车辆座椅悬架ANFIS控制策略研究

以某型工程车辆的座椅振动系统为对象,利用自学习和模糊推理(Adaptive Network-based Fuzzy Inference System,ANFIS),提出了基于ANFIS的座椅悬架振动半主动控制方法,解决了工程车辆工作过程中座椅振动过大的问题。首先,分析工程车辆座椅悬架的振动过程,建立座椅悬架的动力学模型;然后,加入前馈、反馈环节,设计座椅悬架的模糊神经控制系统;最后,分别观测振动激励频率不同、控制器控制对象不同和以实测座椅信号为输入时的控制效果。结果表明,模糊神经振动控制系统减小了座椅的振动能量,降低了座椅的振动频率,座椅振动位移均方根值为被动悬架座椅的52%~66%。

铋基扣式锂硫电池应力敏感性研究

锂离子电池在机械应力等作用下往往会产生一系列的安全事故。为此,研究了扣式锂离子电池在不同应力下的力学、热学、电化学特性。通过对其进行平面和局部压缩实验并采集实验过程中的实时温度和电压,研究了不同应力下电池的容量、库伦效率和循环寿命的变化情况;通过结合力-变形响应、电压和温度的关系分析了电池在不同应力下的电化学衰减。结果表明:两种压缩下的电池容量均有不同程度的降低,压缩越大,降低的程度也越大,对电池内部结构的损坏也越大;而且局部压缩会产生更显著的影响。相同压缩率下,局部压缩后电池的带载能力明显要弱;并且局部压缩下电池的初始放电比容量也更低。为研发电化学性能和安全性能兼备的锂离子电池提供了一定的参考。

两栖应急救援运载平台水动力学仿真技术研究

面对有着极端灾害环境、复杂地形条件及多灾种并发的大应急救援,具备涉水越野、多功能救援、水陆两栖救援能力的两栖应急救援装备至关重要。作为两栖应急救援装备的一种,水陆两栖运载平台是一种兼具陆地车辆与船舶性能的特殊车辆,能够在陆地和水下两种环境下行驶和作业,可适应各类“水-陆”复合灾害环境,被广泛应用于应急救灾。水陆两栖运载平台车体外形结构复杂,表现出复杂的水动力学特性,为实现水陆两栖运载平台水下安全稳定航行,探究水陆两栖车辆的水动力学特性对其综合作战能力的设计和优化十分重要。通过水陆两栖运载平台的水下动力学特性及其仿真技术的研究,对包括航行阻力、航行稳态,水下操控性、推进器与车体相互作用几个方面做了介绍,将不同学者的研究方法与成果进行了分析与总结,对水陆两栖车辆水动力学研究的发展趋势做出展望,为后续研究者提供一定的参考。

电缆智能卷放装置电缆卷放系统支架轻量化研究

以电缆智能卷放装置前后电缆卷放系统支架为研究对象,分析静强度,在建立原始前后电缆卷放系统支架三维模型基础上,对原始几何模型进行拓扑优化重构设计;对重构模型进行强度校核分析,再以质量最小化为优化目标,对重构模型进行拓扑优化分析,根据拓扑优化结果进行二次重构设计。结果表明:在保障强度前提下,前后电缆卷放系统支架优化设计方案均有较好的轻量化效果,与原始模型相比,前电缆卷放系统支架减重76%,后电缆卷放系统支架减重65%,实现支架轻量化的目标,进一步提高了电缆智能卷放装置的质量系数。

硅橡胶高应变率本构模型研究

针对原始ZWT本构模型在描述硅橡胶高应变率下的动态力学行为时参数难以恒定的问题,将对数律与幂函数律结合对原始ZWT本构模型进行修正,使用修正的ZWT-率相关本构模型描述硅橡胶在高应变率下的动态力学响应。结果表明,使用修正的ZWT-率相关本构模型能够精确快捷地描述硅橡胶在高应变率下的动态力学响应,得到的应力应变曲线和实验应力应变曲线高度吻合,其R-square值均在0.95以上。

非线性商用车仿生悬架等偏频等高度设计

针对商用车悬架基于满载设计存在的变簧载时车辆平顺性差的问题,提出了一种基于双菱形仿袋鼠腿悬架(简称“仿生悬架”)的等偏频等高度设计方案,并对该方案进行研究、分析与评价,以改善商用车的平顺性。通过静力学特性分析,得到了仿生悬架的弹性特性和刚度特性并开展了等偏频等高度设计研究。研究发现:仿生悬架具有较理想的非线性弹性特性和刚度特性,相比线性悬架,具有更多的动容量和更强的抗击穿能力;悬架的初始角度和刚度比对其特性和行程区间有重要影响;通过调节仿生悬架初始角度可实现不同簧载质量悬架的等偏频等高度设计,表明所提设计方案可行。仿真分析结果表明,在不同路面等级(B、C、D)、不同车速(40~100 km/h)下,商用车经仿生悬架等偏频等高度设计后,车身加速度均方根值较设计前明显减小,平顺性得到有效改善。搭建了仿生悬架实验测试模型,在不同路面条件下,等偏频等高度设计后,空载和半载垂向加速度均方根值较设计前分别减小20.6%~28.3%和12.1%~20.4%,验证了等偏频等高度设计方案的正确性和有效性。

分数阶黏弹性振子系统响应的代理模型分析

黏弹性缓冲系统由于其具有较高的振动耗散能力,已被广泛应用于车辆阻尼减振。针对分数阶模型描述黏弹性缓冲系统力学特性时存在的复杂度高、难以直接进行参数优化等问题,引入代理模型减少优化时的计算复杂度。首先,通过分数阶建模给出一种用于阻尼减振的分数阶黏弹性缓冲系统;其次,依据分数阶导数算子定义间的关系推导出分数阶微分算子的一种差分格式,用于求解该系统的数值响应,并对系统参数灵敏度进行分析;最后,选用灵敏度较高的系统参数作为优化变量,选用Kriging模型和二次响应面模型对系统的响应函数进行代理。结果表明:相对于Kriging模型,二次响应面代理模型能够在较少样本点时达到较高的精度。研究成果可为分数阶黏弹性振子系统响应分析及工程设计提供理论参考。

分区引导种群进化的拟态物理学多目标优化算法

针对基本拟态物理学优化(artificial physics optimization, APO)算法易陷入局部最优、分布性不佳等问题,提出一种分区引导种群进化的改进多目标拟态物理学优化(multi-objective APO improved by partition-guided evolution, PEMOAPO)算法。首先,采用tent映射与反向学习相结合的策略进行种群的初始化,增强种群的多样性;其次,提出分区引导个体进行进化的机制,对处于可行域与不可行域的个体,采取不同的质量函数及虚拟作用力计算规则进行迭代更新,增强算法的收敛性能。选取MW系列和C_DTLZ系列作为基准测试函数进行仿真实验,通过综合性能评价指标对比分析、统计学分析、收敛性分析及时间复杂度分析,表明改进算法具有良好的多样性及收敛性,能快速收敛到Pareto前沿。

浅析石脑油加氢进料换热器的设计优化

石脑油加氢进料换热器是用于加氢装置中的重要设备之一,它主要负责将石脑油进料进行预热,以提高加氢反应的效率和转化率,这种设计可以有效地实现热量的传递和分离,保证石脑油进料的预热效果和加热介质的冷却效果。文章在研究过程中分析了石脑油加氢进料换热器工作原理、工艺特点、换热器设计优化方案等内容。通过对比分析,最终确定缠绕管+普通换热器方案,这种模式设计灵活、高效率、适用范围广,实现了更大范围的换热工作,进一步保障了传热效率。

吉林省内数字金融发展现状以及面临的机遇挑战--基于对延边州和松原市的实地调查

数字金融通过互联网、云计算、大数据技术,对推动经济结构转型、促进消费结构升级等具有重要意义。为了解吉林省数字金融发展进程,人民银行吉林省分行选取辖内延边州和松原市部分金融机构样本开展摸底调查,总结得出:银行业金融体系近年来在数字金融领域屡有创新,于数字金融基础设施建设、金融机构数字化转型和数字化线上金融服务三方面有所突破,同时也面临着开发资金受限、技术能力不足、信息安全难控、监管标准不一等挑战及困难,建议通过搭建数字平台、集中政策引导、提升安全技术和统一监管标准等举措逐一攻克。

基于Hill肌肉模型的仿袋鼠腿悬架控制特性研究

为进一步改善车辆悬架的控制性能,采用仿生设计思想,提出一种基于Hill肌肉模型的仿袋鼠腿悬架(下称仿生悬架)。设计了该悬架的Fuzzy、Fuzzy-PID控制器,并采用ADAMS和Simulink联合仿真对其控制特性开展研究。研究发现:①冲击路面下,相对于被动悬架,Fuzzy控制和Fuzzy-PID控制下的车身位移和车身加速度分别下降了54%、58%和92%、93%,悬架抗冲击性能明显改善。②随机路面下,随着路面等级和车速的增加,Fuzzy控制和Fuzzy-PID控制均可有效改善悬架的控制性能;相对于被动悬架,主动控制下的悬架表现出更加优异的缓冲隔振性能、路面适应性及稳定性;主动控制下的车身加速度传递率(8.8%~1%)呈下降趋势且数值较小,轮胎动位移(0.19~3.92)mm及其传递率(8.1%~10.5%)呈上升趋势,但数值及变化较小。③冲击路面和随机路面下,相较于Fuzzy控制,Fuzzy-PID控制下的悬架特性更优。上述结果表明,基于Hill肌肉模型的仿生悬架具有良好的控制特性,验证了该仿生思路和控制方法的正确性和有效性。

汽车油气悬架不对称阻尼特性研究

针对油气悬架不对称阻尼对车辆减振性能的影响,以某农用运输汽车为研究对象进行了建模、试验和优化研究。首先,建立整车Recurdyn多体动力学模型和油气悬架AMESim模型的联合仿真模型;其次,通过油气悬架试验和仿真结果对比,修正油气悬架AMESim模型中的重要参数;然后,利用油气悬架复原和压缩行程的有效阻尼孔截面积比来表征不对称阻尼,分析其对车辆减振性能的影响;最后,在近似模型处理的基础上,使用Isight软件对复原和压缩行程的有效阻尼孔截面积比进行组合优化。结果表明,重要参数修正后的油气悬架AMESim模型准确可靠;优化后的油气悬架复原和压缩行程的有效阻尼孔截面积比明显提高了车辆减振性能。

金融支持辖区文旅产业发展的路径研究——以吉林省松原市为例

近年来,松原市深入践行习近平总书记“绿水青山就是金山银山”的科学论断,加快服务业升级,文化旅游产业稳步发展,金融作为支持经济发展的中坚力量,在支持文旅产业高质量发展过程中也发挥着重要作用。为切实了解全市文旅产业发展现状及金融支持效能,人民银行松原市分行对市内金融支持文旅产业发展情况开展专题调研,并将研究视角拓展到全省,发现了吉林省文旅产业县域旅游经营主体少担保缺规范、文体娱乐类小微主体被忽视、企业主体信用信息共享机制不完善等问题,并对应提出个性化精准服务旅游产业、走“小额滴灌”路径扩面增量服务文体娱乐小微主体、整合信息搭建企业信用共享机制等政策建议。

新型无曲轴内燃机的设计与分析

目前,提高车辆内燃机热效率的问题仍然是车辆研究的主要内容之一,文章主要从减小机械阻力和减少能量损失两方面,提出了一款新型内燃机结构。该新型内燃机主要是由无曲轴活塞和能量转换器组成。其中,无曲轴活塞在结构上取消了曲轴连杆机构,活塞运动采用往复式的直线运动,解决了侧向分力问题,能够有效地减小机械阻力。能量转换器主要由缸液阀和壳体组成,通过缸液阀的旋转,配合壳体的结构,以液压油为介质,实现能量的储存和转换,减少了部分能量损失,提高了燃烧热效率。此外,新型内燃机可以使用灵活的燃料,氢气发动机为新型内燃机燃料提供了新的方向,燃烧介质使用清洁能源氢气或者氨气,符合国家“双碳”政策,应用前景广泛。文章提出的新型内燃机结构,可以为提高内燃机热效率问题提供新思路。