光纤线包固化残余应变应力与变形数值模拟

针对固化残余应力和变形预测问题,建立了残余应力和固化应变的广义麦克斯韦黏弹性本构模型。基于ANSYS APDL技术对线包固化工艺中残余应力和变形进行了数值模拟,研究了固化过程中线包残余应变应力的变化规律及分布,分析了工艺参数对应力应变的影响。结果表明:靠近线轴的初始缠绕层应变较大,沿轴向呈现出由中间向两端逐渐变大的应变分布特征,线包内部存在明显不均匀的残余应力;残余应力和应变随固化温度和缠绕层数的增大而增大,线包的最大变形量却随着线包厚度的增大而变小。

基于加速退化的柱塞泵可靠性与寿命评估

针对舰船火炮人工后座液压系统中关键元件柱塞泵的传统寿命试验存在时间段长、费用支出高,难以满足快速可靠性评估的实际需求这一问题,以容积效率为失效判据标准,以出口压力为加速应力因子,在4种不同压力水平下进行恒定加速性能退化试验,采用最小二乘法对容积效率退化量进行5种不同退化轨迹拟合,并通过TOPSIS理论求得最优轨迹为指数型退化轨迹。针对伪寿命样本单一性问题,采用不同压力下时间折算公式对寿命样本进行样本扩增,通过对3种寿命分布模型的参数估计与K-S检验,得出其伪寿命服从Weibull分布。结合逆幂律加速模型得到额定工作压力下柱塞泵的中位寿命为23481 h,平均寿命为23145 h,以及其可靠度函数等可靠性指标。结果表明:舰船火炮人工后座液压系统中柱塞泵在较长使用时间内有较高的可靠度,达到较长使用时间后逐渐下降,满足其长寿命、高可靠性的设计要求。这为舰船火炮人工后座液压系统中柱塞泵应力加速退化试验提供了标准参考。

舰炮的人工后坐液压系统可靠性评估

针对单一子样多性能退化特征参数的舰炮人工后坐液压系统可靠性及预期寿命评估问题,在分析系统的工作过程和失效机理基础上,依据评判准则确定了具有退化特征的性能特征参数,开展性能退化试验,采用最小二乘拟合、优度检验及失效阈值获得退化模型及其伪寿命。基于虚拟增样技术与K-S检验,得到伪寿命分布模型,通过最优无偏估计得到液压系统性能特征参数的可靠度函数,利用串联系统模型得到了整个液压系统性能特征参数的可靠性评估以及预估寿命。结果表明:后坐时间与复进时间特征参数更适合表征舰炮人工后坐液压系统的可靠程度;舰炮人工后坐液压系统处在一个高可靠性的状态;提高复进时间可靠度可显著提高舰炮人工后坐液压系统可靠度。

芳纶纤维增强摩擦材料的摩擦学性能研究

系统研究了芳纶纤维增强摩擦材料在模拟制动工况下的摩擦学特性 .结果表明 ,在试验工况下 ,复合材料的摩擦系数随滑动速度的增大而降低 ,磨损率随滑动速度的增加而增大 ;随着芳纶含量的增加 ,复合材料摩擦系数略有增加 ,而磨损率明显下降 ;芳纶纤维在摩擦过程中起到了提高摩擦系数稳定性和降低磨损的作用 .

芳纶纤维增强酚醛树脂摩擦材料的磨损机理研究

对芳纶增强酚醛树脂摩擦材料在模拟制动工况下的磨损机理进行了系统的实验研究 .结果表明 :在试验工况下 ,两种摩擦材料在与铸铁偶件对摩时均呈现粘着磨损和塑性变形特征 ;在高速和高压条件下塑性变形加剧 ,摩擦材料磨损表面可见熔融迹象 ;摩擦副接触表面发生材料的相互转移 ,两种摩擦材料均可在偶件表面形成转移膜 ,且在高速和高压条件下转移膜更易形成 ;Kevlar纤维作为增强相可以有效地提高摩擦材料的摩擦稳定性 ,并降低摩擦系数 ;摩擦材料的磨损机理主要为擦伤作用、粘着磨损和塑性变形 .

盘式制动器的温度场分析

分析了摩擦制动过程中界面热量产生的机理，考虑有机摩擦材料热特性随温度变化的特性及接触界面间的热阻，采用界面单元有限元技术对盘式制动器温度场进行了分析，避免了预先人为分配热流，使温度场分析的可靠性得到改善．

盘式制动器接触界面压力分布研究

采用边界元法对盘式制动器摩擦衬片与制动盘接触界面间静、动态压力分布进行了分析。运用柔度矩阵技术提高了计算的效率，考虑到摩擦接触过程的不可逆性，给出了增量加载过程求解的一般格式。最后，对结果进行了讨论，得出了一些对制动器设计和热分析有价值的结果。

基于LabVIEW的光纤放线装置测控系统设计

长距离高速光纤放线装置是光纤制导多用途飞行器地面模拟试验的重要部分,用于模拟飞行器在发射和飞行状态下光纤从线管上高速释放的状态。针对前几代放线系统复杂、效率低的问题,开发了一套基于虚拟仪器的放线测控系统。测控系统以LabVIEW为开发平台,通过DMC运动控制卡以及DAQ系列数据采集系统,配合伺服电机和传感采集装置对放线系统进行测控,通过运动控制和数据采集算法设计,能够实现模拟光纤高速释放状态,同时对光纤动态状态进行监控测量。实验结果表明,所采集的轴向力在-10~+10 N/m范围内,径向力在0~3 N/m范围内,设计的传感装置均能满足,能够稳定实现相关设计功能,且整套系统人机交互性好、自动化程度高、可操作性强,对于制导光纤研究提供了相应的依据。

摩擦制动系统摩擦表面的摩擦学研究

基于系统分析的方法，建立了摩擦制动系统的摩擦学模型，分析了系统结构随时间和外界条件变化的特牲。对摩擦表面的摩擦学行为作了系统的分析，揭示了制动过程中摩擦力在不同条件下的组成机制。

紧急制动过程动态摩擦热源模型

分析了路面车辆从开始制动到停止的紧急制动全过程，将制动器、整车及路面组成的系统作为紧急制动过程分析的对象，建立了紧急制动过程各参数的动态换型和制动器热流密度模型，从而为制动器温度场分析提供了更合理的热流密度边界条件。

盘式制动器制动过程能量分析

从能量传递的角度分析了盘式制动器制动过程能量的转换，摩擦热量的产生机理以及在制动器中的传递与耗散。

SiCp/AI有机摩擦材料摩擦磨损特性研究

对20%Vol SiCp/AI复合材料与有机摩擦材料组成的摩擦副的摩擦磨损特性进行了试验研究.试验表明:该摩擦副在不同的速度情况下都具有平稳的摩擦系数.摩擦系数在一定速度范围内随速度增加而减小,而在超过一定速度后随速度增加而增大.对摩擦系数随速度变化的机理进行了讨论.

SiCp增强铝基复合材料与Kevlar增强摩擦材料摩擦副摩擦磨损机理研究

采用盘销式摩擦磨损试验机,对SiCp含量为20vol％的铝基复合材料和Kevlar增强摩擦材料组成的摩擦副在干摩擦条件下的摩擦磨损机理进行了实验研究。结果表明:摩擦副在跑合过程中,铝基复合材料中的SiCp颗粒对较软的有机复合材料产生犁削和微观切削效应,磨损机理为铝基复合材料的硬质颗粒对较软的有机复合材料的磨粒磨损;在跑合后的磨损试验中,摩擦材料磨损表面呈现出粘着磨损和塑性变形特征,随着转动速度的增加,塑性流动加剧;摩擦副接触表面发生材料的相互转移,并在铝基复合材料表面形成转移膜,且在较高速度下转移膜更易形成;在高速条件下,摩擦材料表面可见从铝基复合材料的铝合金基体中脱离的SiCp颗粒和熔融迹象;摩擦材料的磨损机理主要为磨粒磨损、粘着磨损和塑性变形。

摩擦制动器接触表面温度计算模型

应用局部热流和整体热流的概念，将接触表面的温升划分为名义表面温升和局部温升，从而建立了摩擦制动器接触表面的温度计算模型．建立模型中考虑了制动盘的有限尺寸和摩擦产生的摩擦热在制动过程中沿制动盘同一摩擦半径重复的实际情况，使该模型更接近于实际制动工况．

一种新型雾化喷嘴的设计及仿真

为了解决传统喷嘴单液路的问题,研制了一种新型的多条液路的圆锥雾化喷嘴,并根据相关资料计算了喷嘴的具体尺寸。在CFD仿真中,应用CFX软件并基于VOF(volume of fluid)方法、k-ε标准湍模型,通过改变喷嘴的各参数,探究了喷嘴结构和不同工作压力对雾化效果的影响规律。研究表明,当喷嘴出口尺寸增大时,喷嘴流量显著增加;当入口压力增大时,雾化效果变好;气液夹角过大或过小都会降低雾化效果。

SiC_p含量与粒径对SiC_p-Al/无石棉有机摩擦材料摩擦学特性的影响

对不同体积含量（１０％，１５％，２０％）和不同粒径（６，１３μｍ）的ＳｉＣｐ增强Ａｌ９Ｓｉ铝基复合材料与无石棉有机摩擦材料组成的摩擦副的摩擦磨损特性进行了试验研究．试验表明：该摩擦副具有较稳定的摩擦系数；ＳｉＣｐ的含量和粒径对摩擦副的摩擦系数影响不大．摩擦材料的磨损量随ＳｉＣｐ含量和粒径的增大而减小．

SiCp增强铝基复合材料与芳纶纤维增强摩擦材料摩擦副摩擦学特性与模型研究

对 Si Cp含量为 2 0 % (vol% )的铝基复合材料和芳纶纤维增强摩擦材料组成的摩擦副在干摩擦条件下的摩擦学特性进行了试验研究。试验表明 :摩擦副的摩擦系数受 Kevlar增强摩擦材料的热分解温度所控制 ,当温度低于2 0 0℃时 ,摩擦系数随滑动速度和温度增大而增大 ,并处于较高水平 ;当温度高于 2 0 0℃时 ,摩擦材料发生热分解 ,摩擦系数急剧下降到较低水平。摩擦材料具有磨损量和磨损率随滑动速度增加而减小的明显特征 ,摩擦副具有良好的耐磨性。建立了描述该摩擦副摩擦特性的数学模型。并用其解释了实验中的摩擦学现象。

基于Pro/E二次开发的光纤线包参数化设计

由于几何参数不同的光纤线包结构相似,所以在设计过程中会造成不必要的重复劳动,设计周期较长,成本高,而且设计过程中出现错误的概率比较大,可能使相同的问题反复出现。这不仅导致人力资源的浪费,而且制造的零件存在不能装配等一系列后续问题,该类问题的存在,严重阻碍了新产品的研究与开发。基于Pro/E二次开发可以解决上述问题,为光纤线包的设计提供了软件支持,并为光纤线包后续的有限元分析奠定了基础。

渐开线直齿齿轮的齿廓形状优化

本文以齿根疲劳弯曲应力最小为目标,对渐开线直齿齿轮的齿廓进行形状优化。采用混合离散连续变量的优化方法,分别研究了非标准和标准齿形的最优廓形,避免采用连续变量优化时由于圆整而引起的最优解的非最优性甚至不可行的可能性。优化结果表明:齿根圆角半径对齿根弯曲应力影响最大,齿顶高系数次之。弯曲应力随齿根圆角半径的增大而减小,随齿顶高系数的减小而减小。在非标准和标准齿形参数情况下,齿根弯曲应力分别下降27.7%和24.8%。

笼型粉碎机的优化设计

本文在对笼型粉碎机结构和运动分析的基础上,建立了笼型粉碎机离散混合变量的优化设计模型,提出了离散混合变量优化问题的两步优化算法。该算法充分发挥了连续变量优化算法效率高和离散变量优化算法符合实际变量取值要求的优点,以连续变量优化的结果作为离散变量优化算法的初始点,大大提高了解决此类问题的效率。经对一实际产品的优化表明:在满足各种约束条件下,增大笼轮外径,间隙增大,生产率提高,并可最大限度地发挥原动机的潜力,优化后生产率提高了9.86 t/h,相对增加66.7%.