疏浚抓斗平挖运动研究与仿真

在航道疏浚和大型海洋工程建设的背景下,从现有的传统疏浚技术不能满足市场需求出发,提出抓斗平挖的问题.通过对疏浚抓斗在传统操作方式下挖掘曲线的建立和分析,构建了抓斗的平挖运动数学模型,以抓斗刃口的水平运动为约束条件,反向推导得出抓斗平挖控制策略,并对此控制策略进行了运动学仿真验证.结果表明,疏浚抓斗平挖运动控制策略在抓斗挖泥船的平挖作业上具有有效性及准确性.

基于方差分析的中国沿海港口群港口物流能力及区域经济的差异分析

针对目前中国沿海5大经济区港口物流能力和区域经济发展不平衡问题,运用方差分析对中国沿海5大经济区港口物流能力和区域经济进行了差异分析.考虑到在指标体系的研究方法上,各因素的权重确定可能带有的较大主观性,文中用结构方程模型的研究结果来计算港口物流和区域经济的能力要素,从而为结构方程模型的研究提供了理论延伸.

抓斗挖泥船疏浚工艺研究与设计

通过总结抓斗挖泥船目前主要的疏浚方法、特点及适用范围,并结合工程实例,设计研究了钢桩式抓斗挖泥船的新型疏浚工艺,并以节能为目标,对抓斗排斗数与分条挖掘宽度的关系进行了分析,提供了挖掘工艺的优化设计方法.

抓斗式挖泥船施工方法及挖槽设计

抓斗式挖泥船以其挖深大、适应性强、挖掘量大等特点,被广泛应用于疏浚工程中。通过学习疏浚工程施工技术规范,了解到抓斗式挖泥船的施工方法、挖槽设计以及挖槽尺寸的选取对于维护航道稳定性具有重要意义。掌握了挖槽稳定断面的计算方法,并将其应用于曹妃甸区航道疏浚工程挖槽设计中。

抓斗挖泥船平挖的智能控制及仿真

设计了一种基于模糊神经网络的PID控制器,将其运用到大型抓斗挖泥船平挖控制系统中。该系统建立一个两输入三输出的模糊神经网络,并提供样本进行自学习。在Simulink中对基于模糊神经网络的PID控制系统和常规PID控制系统进行平挖运动仿真,结果表明,与常规控制相比,该网络能使系统的响应更为迅速,超调量小,鲁棒性强。

基于Matlab与ADAMS的疏浚抓斗联合仿真分析

针对疏浚抓斗平挖的运动过程,利用ADAMS的机械动态仿真性能及Matlab中的控制模块Simulink的控制功能,对抓斗平挖的运动过程进行实时动态联合仿真。首先建立抓斗的刚柔混合模型,添加载荷及约束条件,然后通过分析与Simulink的联合控制仿真,得到抓斗平挖运动过程中支持绳、开闭绳的运动,通过联合控制大大提高了抓斗平挖精度,研究结果可对疏浚抓斗的平挖作业提供一定的指导。

热风除冰在甲板机械上应用的可行性研究

在寒冷环境下甲板机械很容易受到冰冻的危害,为了保证机械能够进行安全的作业,进行除冰的研究十分必要。利用热风对甲板机械进行除冰的方案是可行的,除冰的效率取决于热风的温度、速度和出风角度。通过分析各参数对除冰的贡献率,发现出风角垂直冰面时除冰效率最高;提高风速和温度对除冰效率有一定帮助,但能量的利用率会降低,经济性较差;增加风速比增加温度除冰的经济性好。

基于Matlab的航道疏浚数据可视化研究

数据可视化是将多维数据以图形、图像方式显示,拓宽了传统图标的功能,提高了人们对数据的处理及解释能力,为更好地利用数据奠定了基础。从航道疏浚测试数据可视化需求出发,分析了基于Matlab的数据可视化方法,并以曹妃甸区海图为例,进行了以先进行定深挖再平挖的疏浚工艺数据可视化仿真。并讨论了如何利用VC++和数据库技术建立航道疏浚测试数据可视化管理高效、系统的方法,为快捷、准确、系统地对测试数据进行判断提供了方法。

操控因素影响下微耕机人机系统手传振动特性

微耕机在使用中存在剧烈振动问题,而目前微耕机手传振动特性及传递规律尚不明确。利用加速度传感器、薄膜压力传感器、转数表等设备,测试分析10名受试者操作微耕机时的手传振动特性,研究发动机三级转速水平及三种握力的操控因素影响下人机系统关键节点处振动强度特征及传递规律。结果表明,发动机转速对人机交互界面的振动强度起主导作用;握力的增大会造成手臂系统振动传递能力增强,并使得微耕机扶手架与操作者手臂系统振动耦合作用明显;手臂系统对微耕机手传振动表现出一定的低通滤波效果,其截止频率在100 Hz附近。该研究对微耕机振动综合病预防以及减振装置的研发等提供指导和依据。

培养高校工科学生解决复杂工程问题能力的探索与实践——以机械创新设计课程的项目驱动式教学为例

复杂工程问题的解决能力是高校工程类专业毕业生应具备的核心能力,项目驱动式教学模式符合复杂工程问题解决能力培养的规律和路径。以培养学生解决复杂工程问题的能力为目标,结合高校机械类专业机械创新设计课程,分析了教学改革中存在的重点问题。研究了利用项目驱动式教学模式,培养学生解决复杂工程问题能力过程中教学案例的构建方法、教学组织设计及教学评价方法。在机械创新设计课程教学中实施与验证,取得了较好效果,为相关课程的教学改革提供参考。

微耕机振源特性分析与减振装置设计

微耕机是最具代表性的丘陵山地农机产品,在我国丘陵山区应用广泛。当前,微耕机在农业耕作中存在剧烈振动的问题,会对操作者的身体造成很大的伤害。文章对微耕机的主要振源特性进行了分析,建立了微耕机三维模型,设计了微耕机减振装置,并对减振装置进行了动力学仿真分析。结果表明,减振效果良好,能为新一代操作舒适性好的手扶式农机的研发提供参考。

计算机模拟在《汽车理论》教学中的应用

《汽车理论》课程理论性较强,传统教学过程显得枯燥乏味。围绕计算机模拟教学方法的类型、学生的参与、与理论教学、试验教学的关系,以及存在的困难四个问题进行分析探讨,结果表明计算机模拟教学方法可以增加汽车理论教学的直观性,提高学生的学习兴趣。

高校专业课开展课程思政建设的探索与实践——以机械创新设计课程为例

课程思政是落实高校立德树人根本任务的关键环节,专业课堂是开展课程思政的主渠道和主战场。讨论了高校专业课开展课程思政的时代背景与现实依据,分析了专业课开展课程思政的关键环节与要素。以机械创新设计课程为例,探讨了教师开展课程思政建设的准备工作、课程思政案例的来源与案例库构建方法。结合课程思政教学方法与手段分析,讨论了课程思政教学组织与设计的方式方法。最后,对课外拓展环节开展思政教育进行了探索与实践。相关研究成果为高校专业课开展课程思政建设提供一定的借鉴。

微缺陷对B_2-NiAl高温涂层材料力学性能及失效机理的影响

目的研究微缺陷对B_2-NiAl高温涂层材料在拉伸载荷作用下的变形行为和失效机理的影响。方法在考虑裂纹和孔洞等微缺陷的影响下,采用嵌入原子势函数(EAM)和分子动力学方法,模拟了完美B_2-NiAl涂层(Sample 1)、含中心对称微裂纹涂层(Sample 2)、含有中心微裂纹与单微孔洞涂层(Sample 3)和含有中心微裂纹与双微孔洞涂层(Sample 4)模型的失效过程,利用键对分析技术(CAN)、中心对称参数法(CSP)和径向分布函数(RDF),对涂层的变形过程和失效机理进行了分析表征。结果随着微缺陷的增加,高温材料的屈服应力会明显下降,弹性模量也会有所降低,屈服应变逐渐减小,但微孔洞会使涂层出现二次屈服现象。完美B_2-NiAl高温涂层在屈服后的位错和相变区域面积较小,分布比较均匀,在边界处萌发裂纹并沿(100)方向扩展,再沿着(111)方向扩展,直至失效。相比完美B_2-NiAl高温涂层,含有微裂纹和孔洞的涂层在屈服后的位错和相变区域较小,主要在裂纹尖端沿着<111>滑移系方向均匀分布,但其主裂纹沿着[100]方向扩展并导致断裂。结论微裂纹会降低B_2-NiAl高温涂层的强度,但微孔洞会提高其塑性。应力集中会导致微裂纹萌生并在裂纹尖端附近产生微孔洞,使其与主裂纹贯通直至失效,而位错塞积则是造成应力集中的主要原因。

一种绳牵引上肢康复机器人结构设计与有限元分析

针对现有上肢康复机器人具有惯性冲击大易造成患者二次伤害的问题,采用混联机构形式,设计一种绳牵引式上肢康复机器人的新构型。为保障该康复机器人的安全性和稳定性,采用ANSYS Workbench对上肢康复机器人结构进行静强度分析与模态分析,并应用多目标遗传算法对支撑机架进行了轻量化优化设计。分析结果表明,相比较优化前,支撑机架总质量减少了48%,同时得到优化后整体机架的固有特性,为后期控制策略做准备。

基于FOA-RBF神经网络的机械类实验课程目标达成度评价

在本科机械类专业教学体系中,面向解决复杂工程问题实验课程的课程目标达成度评价是工程教育认证中该类专业毕业要求、培养目标达成度评价的基石。针对重庆理工大学机械工程学院的机械类基础实验课程,构建了实验课程目标达成度评价体系,提出了一种基于果蝇优化算法(FOA)的径向基函数(RBF)神经网络评价模型,以学生实验项目成绩为输入,课程目标达成度为输出,通过实际学生样本对该评价模型及3种经典神经网络模型进行对比验证。结果表明,FOA-RBF评价模型的平均误差、均方差和最大相对误差均为最优,且其相对误差在49%以内,泛化能力强,对专业实验课程目标达成度预估效果理想,为专业工程教育认证工作提供了科学、量化的评估数据支撑。

应力波加载下20CrMnTi钢动态起裂韧性的实验-数值研究

为获得20CrMnTi钢的动态起裂韧性,采用带楔形头霍普金森压杆对单边裂纹三点弯曲断裂试样施加应力波载荷的实验方案,获得试样的冲击载荷时程曲线。以此为边界条件对试样断裂过程进行动态有限元数值模拟,并采用虚拟裂纹闭合技术(VCCT)得到了材料动态应力强度因子时程曲线,结合应变片测得的裂纹起裂时间获得了20CrMnTi钢在(1.298~2.42)×10^6(单位:MPa·m^1/2·s^-1)加载率范围内的动态起裂韧性。实验结果表明:20CrMnTi钢动态起裂韧性随着加载率的增加而增大,呈现出明显的应变率敏感性。

扭转角和晶向对含微缺陷纳米镍双晶断裂的影响

采用分子动力学方法研究了单轴拉伸载荷下扭转晶界(Twist boundary,TB)扭转角和晶向对含微缺陷的纳米镍双晶断裂的影响机理。结果表明:扭转角和晶向决定了扭转晶界处失配位错密度大小,影响位错的形核与发射。随着扭转角的增加,晶界处位错形核与发射增多,裂纹扩展加快,孔洞变形变小,镍双晶断裂从0°时由孔洞导致变为45°时由裂纹扩展导致。对含有不同晶向扭转晶界的镍双晶,(110)扭转晶界镍双晶相比于(010)和(111)扭转晶界镍双晶具有更大的裂纹扩展速率,塑形变形的集中也让孔洞长大不明显,并在应变达到0.3之前就已经完全断裂。而(110)与(111)扭转晶界镍双晶裂纹扩展较难,孔洞长大明显,并在应变达到0.3时也未发生完全断裂,因此拥有更好的延展性。

基于UDF热源函数的ZrCo储氢床吸氢过程传热传质分析

为了研究双层薄壁式ZrCo储氢床吸氢过程的传热传质特性,建立了一个三维吸氢数值模型,采用Fluent软件进行流体动力学模拟分析,并运用用户自定义函数编写相应热源函数程序来模拟吸氢反应过程中释放的热量。分别从供氢压力、冷却管直径和传热翅片数量方面对储氢床的传热传质性能进行了研究,结果表明:随着供氢压力从0.03 MPa提高到0.5 MPa,储氢层温度峰值升高了41 K,在反应100 s时,吸氢量由0.95增加到1.62。当冷却管直径由4mm增加到12 mm时,储氢层温度峰值降低了7 K,在反应100 s时吸氢量增加了17%。在加入了24个传热翅片后,储氢层最高温度比未加入传热翅片时下降了18 K,在反应100 s时吸氢量增加了33%。

电动汽车复合制动试验台惯量模拟设计与分析

电动汽车再生制动研究需要具有惯量模拟功能的制动试验台,但由于汽车制动具有大能量和大功率的特点,在模拟整车惯性时需要较大质量的飞轮,给安装和使用等带来困难。为减小飞轮质量,文中提出在滚筒与飞轮之间加入减速器的惯量模拟结构,并推导采用该结构的惯性飞轮的转动惯量、质量和尺寸计算公式,结果表明增大减速比和减小滚筒半径均可有效减轻飞轮质量;同时分析了采用滚筒边缘线速度模拟车速的合理性,证明汽车质量模拟可通过飞轮惯量线性叠加获得,通过实例计算和对比分析获得了惯性模拟优化方案。