MODELING, VALIDATION AND OPTIMAL DESIGN OF THE CLAMPING FORCE CONTROL VALVE USED IN CONTINUOUSLY VARIABLE TRANSMISSION

Associated dynamic performance of the clamping force control valve used in continuously variable transmission （CVT） is optimized. Firstly, the structure and working principle of the valve are analyzed, and then a dynamic model is set up by means of mechanism analysis. For the purpose of checking the validity of the modeling method, a prototype workpiece of the valve is manufactured for comparison test, and its simulation result follows the experimental result quite well. An associated performance index is founded considering the response time, overshoot and saving energy, and five structural parameters are selected to adjust for deriving the optimal associated performance index. The optimization problem is solved by the genetic algorithm （GA） with necessary constraints. Finally, the properties of the optimized valve are compared with those of the prototype workpiece, and the results prove that the dynamic performance indexes of the optimized valve are much better than those of the prototype workpiece.

基于钳位电路的LCC-S补偿型感应电能传输系统抗偏移方法

在感应电能传输(IPT)系统中,线圈错位难以避免,造成的耦合变化会导致系统的传输功率不稳定。为了保证IPT系统的供电灵活性,系统需具有容忍线圈宽范围偏移的能力。为此,该文借鉴模态切换的思想,提出一种基于钳位电路的LCC-S补偿型IPT系统,用于增强系统抗偏移性。与传统多模态切换的IPT系统相比,该系统中的钳位电路可根据耦合变化自适应地导通或关断,以调节工作模态,从而实现近乎恒定的功率输出,该方法无需耦合识别、输出检测及反馈通信等辅助手段。该文对系统不同工作模态的功率传输特性进行了推导和分析,并结合系统设计相关约束条件,提供一套参数化设计方法。最后设计并搭建一套500 W的实验装置,验证了理论分析的正确性与可行性。实验结果表明,该方法在耦合度为0.205~0.42的情况下,输出功率稳定在470~505 W之间,效率为83.29%~90.21%。

基于有限元分析的锥筒自定心装夹模块优化设计

针对现阶段锥筒在定位装夹时存在装夹精度低、装夹直径单一的问题,在分析锥筒结构特征及其装夹定位要求后,建立锥筒自定心装夹模块三维模型。采用有限元方法分析锥筒刚度的薄弱环节,建立了自定心装夹模块涨紧力、下压力和涨紧面积与窗口区变形量之间的关系模型,制定了各影响因素规律的研究方案,并对窗口处圆周径向变形导致的定位误差进行分析。以窗口加工区最大变形量不超过0.03mm作为优化目标,按最终分析结果改进相关参数,搭建的锥筒自定心装夹模块满足性能要求。与现有产品相比,搭建模块实现了550~870mm直径范围的锥筒装夹统一基准,装夹范围得到扩大。

仪表台管梁焊接精度提升要点浅析

论述当前汽车仪表台管梁焊接精度的现状,结合实际项目开发经验,从管梁焊接夹具方案设计、焊接变形仿真分析、工艺验证及固化等方面总结了管梁焊接精度提升的正向开发流程及管控要点。结果显示,通过正向开发流程管控,管梁关键点的焊接精度由传统的±1.5mm提升至±0.5mm,验证了流程及方法的有效性,对后续车型仪表台管梁的开发有很好的指导作用。

超大跨度张弦结构多索索夹偏心节点设计及有限元分析

对于超大跨度张弦结构,其撑杆下端的索夹节点是影响张弦结构成型的关键因素。由于外圈环向索的受力较大,超大直径拉索的捻制成型工艺尚未成熟,外圈环向索需采取并排多索的形式才能满足其受力要求,索夹节点相连构件数量多且受力大。基于贵阳奥林匹克体育中心(二期)主体育馆项目大跨度弦支穹顶结构,分析多索索夹节点的设计重难点,通过综合对比多种索槽布置方式,提出适用于超大跨度张弦结构的多索索夹偏心节点,并对该偏心节点进行整体受力和节点有限元分析。结果表明,多索索夹偏心节点对结构索力分布影响较小;该偏心节点设计符合计算假定,具有较高的承载力和抗滑移能力,有效解决了多索索夹节点连接、索夹安装及拉索更换等问题。

高效螺纹管车床定心夹紧结构设计

文章重点对石油行业管体夹紧及定心结构的设计方案进行分析试验。为了在结构性能最优与工艺能力最佳中达到平衡,探讨了管体加工定心及夹紧形式的研究现状、优缺点及国内外同类机床的经典案例,同时对石油管定心夹紧结构的决定性技术和夹紧零件结构合理性和关键技术问题进行了研究,创新设计了液压卡盘供油结构,并运用MSC.ADAMS软件对该结构进行了运动学仿真,进一步验证了管体定位及夹紧结构的可实现性、可靠性,所研究内容对加工管螺纹时消除“黑皮扣”现象具有重要意义。

快慢自适应大夹持力机构设计及实验验证

通过快慢自适应夹持机构的锁紧和开启可以实现部件之间紧密地连接和分离,为保证提供足够且稳定的垂向夹持力,在该机构设计过程中采用了大杠杆比例的机械原理;同时考虑到部件之间的连接需要快速完成,在该机构设计过程中考虑了气路原理设计和电气控制逻辑及方案,共同完成自动判断夹持快慢的时间段。利用精密力传感器对该机构进行夹持力的测试,测试结果表明该设计具有足够的可靠性及稳定性。

输电线路杆塔接地电阻测量装置设计

输电线路杆塔接地电阻测量对于电力运维人员是一项繁重的工作。为了实现在不解开接地引下线情况下即可测量杆塔的接地电阻,文章设计了一种新型输电线路杆塔接地电阻测量装置,该装置采用双钳法对接地电阻进行测量。首先,分析了新型输电线路接地电阻测量装置的原理;其次,采用模块化设计思路对接地电阻测量装置进行硬件设计;接着,对接地电阻测量装置进行软件设计,给出系统工作流程;最后,对所开发测量装置进行测试,所开发测量装置的测量值与精密电阻实际值误差在3%以内。

燕矶长江大桥全焊式索夹设计与制造

燕矶长江大桥为主跨1860 m双层桥面钢桁梁悬索桥,采用四主缆布置方式,索夹用量大,对索夹轻型化、标准化制造需求迫切。提出一种全焊式索夹结构,上、下半索夹采用带肋薄钢板结构,在保证索夹筒体整体面外刚度的同时大幅降低索夹自重;螺杆采用多支点弹性连续梁体系锚固底座进行锚固,易于标准化加工制造;耳板和下半索夹采用直连式连接方式,有效解决了连接部位构造复杂、焊接变形大的问题;采用受力均匀、位移差更小的单侧2个齿合结构(采用40 mm厚钢板形式),焊接于下半索夹;索夹主体结构采用重涂装方式进行外防腐。有限元计算结果表明全焊式索夹结构设计合理。索夹采用轧制钢板滚圆机整体卷制筒体,加劲板和耳板批量焊接后再裁切为单个,制造效率大幅提升。相比铸造式索夹,全焊式索夹重量减轻约24%、制造加工成本降低18%,实现了索夹的轻型化、标准化制造需求。

上海世博温室外表皮玻璃幕墙与主体结构一体化设计

对传统幕墙的设计方法和特点进行了分析,发现传统幕墙的设计方法已不能适用于不断发展的特殊建筑效果需求。基于上海世博温室新型幕墙体系分析了一体化设计的技术难点,提出将主体结构与外表皮幕墙进行一体化设计,并给出主体结构与幕墙一体化设计方法、一体化有限元建模方法以及相互连接边界条件的假定方法,进一步对上海世博温室一体化整体模型进行详细计算分析,得到每块玻璃和连接件的变形和应力。为了验证一体化计算的可靠性,将一个单元的主体结构变形反加至对应玻璃上进行单独有限元分析。结果表明:一体化分析方法可行有效,该设计方法可优化幕墙连接框材料用量,可优化传统幕墙设计构造缝宽,提升了建筑整体效果。

差速器壳十字轴孔钻镗专机夹具设计

针对差速器壳在回转台式钻镗专机上加工十字轴孔的工艺要求,依据差速器壳结构特点,设计制造了一种兼顾多品种、安装方便的钻镗专机使用的专用夹具,解决了一台机床通过更换刀具和少量夹具零件,便捷切换多种型号差速器壳十字轴孔的高效切削加工。该夹具采用一面两销定位,旋转压板压紧,使用液压缸顶出工件,使之离开定位面、定位销,实现了夹具自动定位夹紧和工件顶出,减轻了工人的劳动强度。实践证明,该夹具设计合理,定位夹紧稳定可靠,工件装夹方便,生产效率高,加工精度好。

基于DOE方法的装载机械工装液压夹具优化设计

装载机械工装需要特定标准化的加工制造设备,针对其生产过程中的定位和夹紧需求,设计一种采用液压驱动的多向功能的夹具装备,通过对装载机械工装液压夹具的结构力学分析,采用DOE设计方法构建斜置铰杆增力机构式液压夹具,构建了装载机械工装液压夹具性能试验环境,通过设置不同的试验工况参数对液压夹具进行测试验证,实验结果表明,DOE设计方法所设计的装载机械工装液压夹具具有较强的稳定性和可靠性。

浙南蓝夹缬在现代皮包设计中的应用

浙南蓝夹缬是温州的非物质文化遗产之一,是民间艺术重现的重要体现,有其独一无二的历史价值和人文内涵。在民族文化再生的背景之下,将浙南蓝夹缬的形式、题材和色彩特征和现代皮包设计相结合,一方面能将传统文化保留和传承;另一方面,通过现代化的方式进行传播和扩散,解决现代皮包设计元素创新固化的问题,树立起本土品牌独特的自身形象,满足市场需求刺激群众消费。

自动反拉式换位夹持苎麻剥麻机设计与参数优化

针对目前普遍使用且依靠人力喂入及反拉的苎麻剥麻机劳动强度大、安全性差、剥麻质量不稳定等问题,该研究以“川苎11号”苎麻为研究对象,设计了一种自动反拉式换位夹持苎麻剥麻机。首先对苎麻茎秆物理尺寸和力学性能参数进行测量,确定采用双夹持机构与同步带夹持输送、电机驱动夹持机构翻转换位、双滚筒反向剥麻的技术方案。进而对剥麻装置、夹持机构等主要部件进行结构设计和理论分析,确定苎麻剥麻机结构和剥麻滚筒转速、反拉速度、喂入角度等工作参数。然后分析苎麻茎秆剥打过程并建立仿真模型,运用ANSYS/LS-DYNA模块对剥麻过程进行单因素仿真试验,分析了木质部去除量、韧皮部损失量等,仿真结果表明,剥麻滚筒转速、反拉速度、喂入角度分别在350~650 r/min、0.2~0.4 m/s、5°~15°范围内时的剥麻效果较好。根据Box-Behnken试验设计方法,开展三因素三水平正交试验,通过方差分析和响应面分析,得出反拉式换位夹持苎麻剥麻机的最优工作参数为:剥麻滚筒转速451.047 r/min,反拉速度0.319 m/s,喂入角度10.728°;样机试验表明最优工作参数下的平均鲜茎出麻率为5.03%,平均原麻含杂率为1.14%,满足苎麻剥麻机技术标准。该换位夹持装置能够实现苎麻夹持喂入与自动反拉,简化剥麻机结构,提高剥麻机作业性能和剥麻质量,研究结果可为轻简型苎麻自动剥麻机的研发提供技术参考。

气动式苹果采摘末端执行器设计与试验

针对传统苹果采摘末端执行器结构复杂等问题,应用柔性硅胶受气压膨胀变形原理,设计了一种气动式苹果采摘末端执行器,并搭建了相应的控制系统。针对不同气压与不同大小苹果,进行了夹持力与夹紧力试验,探究了不同气压与苹果大小对末端执行器夹持力与夹紧力影响,确定了气动式苹果采摘末端执行器的工作气压为20 kPa。该末端执行器结构紧凑、控制简单,为苹果无损采摘末端执行器的设计提供了新的思路。

数控加工工艺及夹具设计主要问题研究

随着智能制造产业的高速发展,数控加工技术受到广泛应用,相比较传统机械加工作业方式而言不仅能够提升生产效率和效果,还能降低生产成本,促使企业效益的发展,但是由于目前数控加工工艺和夹具设计存在问题,导致数控加工技术的价值难以充分发挥,合理探索解决和应对数控加工工艺与夹具设计问题的策略势在必行。基于此,通过分析数控加工工艺和夹具设计的主要问题,提出问题的解决对策,为增强工艺和夹具设计的效果提供助力。

市政混凝土管道安装机械手夹持机构的研究

我国现有管道施工技术处于人机混合作业状态,无专业化的施工设备。为研究设计管道安装机械手,保障市政管道工程施工安全,提高管道施工效率,研究分析机械手夹持机构的工作原理,对混凝土管道夹持过程进行静力学分析,验证夹持机构强度与刚度的设计合理性,并提出改善管道受力的相关措施。设计夹持机构的液压系统,并具体阐述其主要组成和工作原理,以挖掘机为搭载平台进行样机试验。结果表明:设计夹持机构的原理和得到的力学表达式可应用于产品开发,结构设计合理,液压系统运行良好,在保证施工安全的同时提高了管道施工的工作效率。

新型夹持联轴器的设计研究

针对当前市场上存在的夹持联轴器使用寿命短、传递能力不足、不易调节等问题,研究设计了一种新型夹持联轴器。该联轴器采用三瓣式V形双向夹持结构和高强度材料,适用于管道类连接,也可应用于类似的轴类零件。特别是对于需要频繁拆卸和重新组装的连接位置,该联轴器具有较好的实用性。通过实验对其进行性能测试和分析发现,它具有较高的传递能力和较长的使用寿命。同时,该联轴器结构简单,加工工艺相对简单,可降低生产成本,为工业生产带来较大的经济效益和社会效益。

八足机械螃蟹设计及其运动分析

该文对活体螃蟹的运动和大螯运作进行观察研究与尺寸测量,而后通过仿生学原理设计出一种八足、两钳组成的仿生机械螃蟹。通过建模构造出机械螃蟹的外形,并通过运动仿真验证机械螃蟹运动的可行性。结果表明,蟹类横向运动与其身体结构相关,蟹的足部关节只能上下活动,导致其步足只能横向伸展或收缩,且八只步足紧密靠近,前后摆动容易干涉。相比前后行进,横向运动更加省力,受到的阻力更小,运动速度更快。蟹钳一部分固定、一部分运动,其夹取运动主要靠羽状肌肉的收缩实现,收缩长度短、拉力大。综合蟹类身体构造及其运动特性,其步足运动可由平面六杆机构模拟仿真;蟹钳运动可由双摇杆机构模拟仿真。对机械螃蟹进行类型综合和尺度综合,并进行运动仿真,使机械螃蟹能够模拟蟹类步足横向运动和夹取运动。

悬垂线夹锻造模具的研究与应用

本文通过分析锻造模具研究现状和生产悬垂线夹锻造模具所用材料性能,提出精密模锻模具的有效设计。通过工艺实验,确定了其结构尺寸、锻造工艺流程、锻造温度以及热处理状态等因素对悬垂线夹体成形工艺与性能的影响。利用工艺实验进一步优化和改善了锻件的结构与尺寸,有效克服模锻过程中出现的夹层、充不满以及出模困难等技术难点。解决了模具性能偏低的问题,明确了脱模方式,对锻造与热处理的工艺参数与工艺流程进行了优化,最终得到具有良好外观与表面品质的产品。