俯仰式播种单体仿形性能检测试验台设计与试验

为解决播种单体仿形机构性能难以检测的问题,设计了俯仰式播种单体仿形性能检测试验台。阐述了试验台组成结构与工作原理,对其高速传动系统、液压升降系统、监控系统以及关键部件参数进行设计。应用ANSYS软件对台架整体和关键部件进行静力学分析和模态分析,验证结构设计的合理性。为检验俯仰式播种单体仿形性能检测试验台的实际检测效果,以德邦大为1205型牵引式免耕精量播种机播种单体为研究对象,先以液压杆伸出量与传送带速度为试验因素,以监控系统误差为评价指标进行试验。试验得出,在液压杆伸出量为0~200 mm范围内,监控系统角度传感器最大误差为0.69 mm;在传送带速度8~19 km/范围内,光电编码器最大误差为0.18 km/h。确认监控系统准确性后,再以单体速度为试验因素,采集速度8、10、12 km/h下地块的起伏数据为目标曲线,以地形起伏模拟曲线的绝对误差平均值为指标进行单因素试验,试验得出,所设计的试验台可有效模拟田间地面的起伏频率与起伏量,绝对误差平均值为1.86 mm,满足播种单体仿形性能检测需求。

无线射频压裂滑套系统模拟试验研究

将无线射频识别(RFID)技术应用到油水井压裂中,能够很好地解决现有压裂滑套存在的压裂级数受限、操作非智能等诸多问题。因井下工况复杂,理论分析与实际应用差别较大,为进一步系统地探究井下无线射频系统的开发应用,使用三维软件设计无线射频滑套模拟试验台,对标签的运动状态进行理论分析,并建立室内模拟试验平台,系统地进行井下相关试验。试验结果表明:标签选择有铁氧体磁芯,且天线绕制形式选用单层螺线管线圈,可以提高整个系统的性能;在系统电感值相同的情况下,单层螺线管天线轴向长度对阅读器模块能识别的标签最大通过速度有积极的影响;标签天线线圈与阅读器天线线圈平面之间的角度也会影响标签的识别率。研究结果对井下无线射频系统的开发应用具有一定的指导作用。

可调倾角编程式多功能取苗试验台设计与试验

针对现有取苗试验台不能满足多种型号钵盘和取苗机构进行取苗试验的需求,设计了一种由多个步进电机驱动、可调取苗机构倾角、可编程控制系统的多功能取苗试验台。该试验台通过调节取苗机构安装支架的位姿、改变钵盘驱动鼠笼钢丝间距以及所在圆周直径,可以适应不同型号钵盘和满足多种取苗机构的试验要求;通过编写控制器程序可控制3个步进电机联动并实现送苗装置的横、纵向送苗与取苗机构取苗进程相匹配。在三维软件中对试验台进行了建模、装配和虚拟仿真,在加工制造的物理样机上进行了2种型号钵盘和3种取苗机构的取苗试验。3次试验结果表明:在此试验台上能够顺利完成取苗试验,证明该试验台满足多种型号钵盘和多种类型取苗机构的试验需求。

面向个性化需求的燃料电池测试台价值评估方法

针对不同个性化需求的燃料电池测试台(fuel cell test bench,FCTB)难以评价和量化评估的问题,提出一种基于改进和声搜索算法的FCTB价值评估方法.针对不同FCTB的个性化需求,建立了FCTB综合评估指标体系;结合用户的个性化需求,采用模糊层次分析法分配指标权重,构建价值定量评估模型,将权重求取问题转换为约束优化问题;提出一种改进和声搜索算法对问题进行求解,通过设计解向量生成机制和参数自适应调整策略,用于提高传统和声搜索算法的求解效率和搜索能力.仿真结果表明,本文方法在计算效率和精度方面具有优势,并能够根据不同的需求特性实现对FCTB方案做出定量的价值评估.

基于LabVIEW的离合器摩擦片性能试验台测控系统设计

针对摩擦片性能试验台架测量精度低、人工操作复杂的问题,开发了一种基于LabVIEW的摩擦片性能试验台测控系统,对系统关键信号采集并进行了信号处理,基于队列状态机设计了压力和转速的自动化调节方法。台架试验结果表明:该测控系统在监控采集和控制方面均满足实际需求,提高了试验台的自动化程度,具有一定的应用价值。

基于滑模扰动观测器的阀门开度预测控制

针对电动阀门在运行过程中,由于外部干扰、系统参数变化、摩擦力等非重复干扰的影响而难以达到高精度控制的问题,提出一种基于滑模扰动观测器的预测控制方法。通过对阀门驱动原理进行深入研究,构建阀门的数学模型,根据模型中电机电流与总负载扰动的正相关性,以电机电流、阀门转速为输入量,采用滑模扰动观测器对系统总负载扰动进行估计。设计模型预测控制器,对扰动估计值进行补偿,实现对阀门开度控制的准确性,鲁棒性以及对总扰动值跟踪的快速性。理论分析、仿真和试验表明:观测器仅0.001 s便跟踪到了设定值,收敛速度快,阀门开度精度误差在0.2%以内,完全达到控制目标,开度控制效果良好。可充分验证该控制方法在不同的负载扰动下,依然能使电动阀门保持良好的开度控制精度以及抗扰动能力。

钵苗移栽机取苗装置的设计与试验

设计了一种钵苗移栽机取苗装置,并对夹苗和松苗两种状态下的末端执行器进行运动仿真,从而选择合适行程的气缸或推杆作为原动件。选用凸轮机构用于顶苗,根据凸轮各阶段工作规律设计出合理的轮廓线,利用仿真验证出满足设计要求。试验结果表明:设计的取苗装置未取出率平均值为8.22%,取苗成功率平均值为91.78%,达到了设计目标。

基于扩张状态观测器的伺服加载模糊滑模控制

针对电动伺服加载测试台存在的间隙、摩擦等非线性控制问题,以滑模变结构控制(SMC)为主体进行了加载控制器设计。分析伺服加载测试台整体结构,提出一种基于扩张状态扰动观测器(ESO)的模糊滑模控制(FSMC)策略。该策略在使用ESO针对伺服加载系统的外部干扰进行观测的基础上,设计了模糊控制对滑动模态面和滑模趋近律进行自适应调节,提高了系统的动态实时跟随能力和干扰补偿能力,并减小SMC控制器稳定时的抖振现象。仿真结果表明:所设计的基于扩张状态观测器的模糊滑模控制器(FSMC-ESO)对比传统SMC及PID控制具有更好的快速响应性和鲁棒性。

电涡流缓速器优化设计与制动性能分析

文章在考虑去磁效应的基础上建立电涡流缓速器数学计算模型,采用涡流折算系数法求出闭合磁路磁感应强度,推导出电涡流缓速器电磁制动力矩表达式;在某汽车制动系统有限公司现有产品的基础上,将圆形极柱优化设计为扇形极柱,并利用Maxwell有限元仿真软件对不同长度扇形极柱的新型电涡流缓速器模型的制动力矩进行仿真分析;将最终确定的新型电涡流缓速器通过有限元仿真和台架实验与原产品进行对比验证。结果表明:新型电涡流缓速器与传统电涡流缓速器的制动扭矩在不同转速下变化的规律基本一致,制动性能有明显提升;仿真结果和实验结果最大误差小于5%,证明了新型电涡流缓速器的有效性和优化设计的正确性。

试验环境的盘式制动器NVH特性研究

文中采用多体动力学和声学边界元等数值方法,研究某盘式制动器试验条件下的NVH(Noise,Vibration,Harshness)特性。首先,建立试验环境的制动器刚柔耦合模型,从结构、激励源和传递路径3个方面分析制动NVH特性影响因素;然后,运用声学边界元法仿真得到制动振动辐射的噪声,并与台架试验结果进行比较。结果表明:制动盘第2~5阶轴向模态,支架第2~3阶轴向模态,以及制动钳和连接板第1阶轴向模态等模态固有频率与台架试验噪声频率较接近,可能引起共振而产生制动噪声;在不影响制动性能的前提下,改变制动盘与摩擦衬片阻尼系数能改善制动NVH特性;悬架螺旋弹簧下端振动大,减振器与衬套对振动具有显著衰减作用;由仿真声压级云图发现,制动盘与摩擦片接触部位声压级最大,且随频率增加呈先增后减趋势,与台架试验对应测点的噪声结果进行直接比较,两者趋势一致。

挖掘机多路阀试验与仿真分析

首先,设计了挖掘机多路阀台架试验方案,多路阀试验台架的主要单元组成包括动力源单元、模拟负载单元、控制系统单元等,本实验台架可对多路阀的流量特性、压力损失特性、主安全阀的二次升压特性、保持阀的启闭特性、逻辑阀的流量分配特性、再生特性等进行试验。然后,试验了多路阀的左直线行走滑阀在空载时的流量特性。最后,对比分析了多路阀左直线行走滑阀的试验数据和仿真数据,得出以下结论:(1)在台架试验中,传感器的选型、布置位置都对试验结果有影响;(2)全方位地对比了左直线行走滑阀的试验数据和仿真数据,其模型精度在90%以上。高精度的仿真模型可进一步优化分析左直线行走滑阀的性能。

基于电动汽车制动安全检测的短时工况及方法研究

常规的制动安全检测通常采用长时间、极端工况,但可能会失去准确的工作范围。针对这一不足,首先提出一种踏板稳定模式的短时工况试验方法,该方法结合了现有的测试标准,并不限于单一的极端制动模式,而是可以考虑电动汽车的快速稳态运行。在此基础上,基于机器学习对运行片段回归并通过连续拼接构建短时工况。利用短时工况提出一种改进的制动安全检测方法,该方法通过主成分分析对制动片段的特征参数进行降维,同时根据特征参数计算制动片段的重复性距离判断安全隐患。最后,通过在测试台架上跟随短时工况,验证所提出的短时工况和制动安全检测方法的有效性。

基于用户需求导向的智能座舱柔性试验台概念设计集成方法

为解决传统座舱试验台结构同质化及模块化设计不足等问题,采用亲和图法整理了汽车故障及用户初始需求;采用模糊Kano模型进行需求指标权重计算,并结合质量特性要素进行用户核心需求汇总;通过功能分析系统技术(Function Analysis System Technique,FAST)黑箱模型将用户需求转化为功能需求,并引入公理设计(Axiomatic Design,AD)理论与功能-行为-结构(Function-Behavior-Structure,FBS)模型进行逐级映射,最终确定智能座舱柔性试验台的结构设计要素。该设计过程以用户核心需求为导向,通过FAST-AD-FBS集成方法的应用,克服了传统产品概念设计中用户需求与产品功能结构设计间存在矛盾的问题,为提高产品创新设计的完整性及准确性提供了理论参考。

船舶柴油机余热回收试验台测控系统设计及试验研究

为提高船舶柴油机余热回收试验台的自动化程度,开发了基于STM32和LabVIEW的船舶柴油机余热回收试验台测控系统。系统能够同步测量换热器进出口冷却水的温度和流量,通过改进PI算法自动控制换热器出口的冷却水温度,并在上位机界面上动态显示测量数据和控制效果,具备数据采集、远程控制、数据保存和故障报警等模块化功能。测试结果表明,数据采样周期小于500ms,冷却水流量的调节精度达0.1m^(3)/h,在换热器出口冷却水温度设定值为18.8℃时超调量为0.5%。

果园风送喷雾风力调控试验台设计及试验

目前,果园风送喷雾技术与装备正在朝着精准化和智能化方向发展。果园喷雾控制对象主要为喷施药量和风力供给量,果树冠层内外药液沉积分布很大程度上取决于风送系统风力供给,只有风力和药量均得到精确控制,才能实现果园对靶精准喷雾。为此,基于轴流风机设计了风机转速、进风口面积和出风口导流板倾斜角度可独立调控的果园风送喷雾风力调控试验台,通过直流电机调速实现风机转速调节;进风口采用百叶结构,通过调节百叶倾斜角度实现进风口开度大小调节;出风口采用塔式结构,通过22路舵机控制出风口不同喷头位置处导流板倾斜角度独立调节,并基于C#语言开发了上位机界面。利用试验平台开展了风机转速、进风口面积和出风口导流板倾斜角度独立调控风力变化特性试验,结果表明:出风口风速风量变化与风机转速和进风口面积调节呈正相关,出风口风速在垂直方向分布位置随导流板倾斜角度增加发生改变,同时分别建立了出风口最大风速与风机转速和进风口面积之间的关系模型。喷药过程中,可通过风机转速与导流板倾斜角度联合调节或进风口面积与导流板倾斜角度联合调节实现出风口风速风量在果树冠层垂直方向分布位置和大小调节。研究结果为实现根据果树冠层体积和枝叶稠密度变化进行风力在线调控提供了一种新方法,对加快果园精准喷雾技术应用具有重要意义。

非均匀预紧力对主轴系统回转性能的影响研究

为研究非均匀预紧力对轴承-主轴系统回转性能的影响,通过对轴承-主轴试验台施加可控预紧力,检测主轴轴心回转轨迹,并采用最小二乘圆法评定轴心轨迹,研究不同的转速及工况下轴承的非均匀预紧力对主轴轴心轨迹半径的影响。研究结果表明:即使在空载情况下,轴承外圈不同施力点导致的非均匀预紧会对轴心轨迹产生不同的影响;在径向载荷下,合适的非均匀预紧会逐渐改善主轴的回转性能。

基于SRV的重载轴承润滑脂摩擦磨损性能模拟评定方法研究

为提高润滑脂产品配方筛选效率、节约轴承台架试验成本,提出了1种基于SRV摩擦磨损试验机的圆柱滚子-圆盘线接触往复运动模式评定重载轴承润滑脂摩擦磨损性能的试验方法.采用四款重载润滑脂为试验样本,通过Pearson相关性系数法进行了SRV圆柱滚子-圆盘线接触往复摩擦磨损试验结果与FE-8轴承磨损台架试验结果间的相关性探讨,确定了方法最优试验参数,并在最优试验条件温度25℃,载荷1 kN,位移1 mm,往复速率50 Hz下完成了方法重复性考察.结果表明:SRV圆柱滚子-圆盘线接触往复试验方法试验结果重复性良好、可靠性高,与FE8轴承台架结果对应性优于四球机磨斑直径法(SH/T 0204-1992)以及SRV球滚子-圆盘接触试验法(NB/SH/T0721),更适用于重载轴承用润滑脂在摩擦副表界面的抗磨减摩性能的分析评定.

小型载具驱动电机性能仿真与试验研究

根据小型电动载具永磁同步驱动电机的特点和测试要求进行台架机械结构和数据采集模块设计,并利用被测电机与矢量控制(FOC)变频器搭建了电机性能测试台。通过控制被测电机的运行负载进行效率特性等试验,测试外转子永磁同步驱动电机的基本特性,同时通过ANSYS Motor-CAD软件进行电机电磁性能有限元分析。对比分析结果表明,被测电机的效率为80%~95%,有限元仿真和测试所得的驱动电机特性曲线基本吻合,验证了仿真结果的准确性。

考虑界面接触状态的湿式离合器扭矩特性

为提升重型车辆传动系统中湿式离合器可靠性及使用寿命,建立了考虑界面接触状态的湿式离合器扭矩模型,通过模型研究了不同参数对离合器扭矩特性的影响规律。首先,对湿式离合器进行仿真模拟,增加界面接触状态参数,搭建湿式离合器充油模型与结合模型。其次,基于SAE#2试验台开展湿式离合器扭矩试验,将仿真获得的结果与离合器试验数据进行对比,验证了仿真模型的有效性。最后,结合模型研究了油压、油温和碟形量对湿式离合器扭矩特性的影响规律。结果表明:考虑了界面接触状态的模型相较于传统模型具有更高的准确性,提高了22.30%;随着控制油压的减小,离合器的总扭矩降低,当压力从1.5 MPa减小到1.0 MPa时,扭矩峰值降低了22.38%,同时制动时间延长了46.05%;润滑油温度对离合器的黏性转矩和摩擦扭矩都具有一定程度的影响,温度越高,黏性转矩越小,摩擦扭矩越大,整体制动时间稍有减小;摩擦片碟形量对离合器扭矩的影响主要体现在扭矩产生时间,碟形量的增加会导致离合器制动时间增加。

雨刮反转过程振动冲击特性实验研究

汽车雨刮反转时产生的振动冲击是引起雨刮噪声的主要因素之一。近年来,雨刮运动学及动力学性能得到广泛研究。为了研究雨刮反转过程的振动冲击特性,搭建一种基于平动测试系统的雨刮反转实验台,开展不同工况下雨刮反转过程中振动冲击实验与分析。结果表明,雨刮反转实验台能够实现对应实车各挡位调速功能,实验结果与实车测试在方向上具有一致性;其能够区分和模拟玻璃表面的不同干湿状态,并进行刮片力学状态分析;对于所测工况,刮刷速度与加减速对振动冲击的影响呈正相关,而相比刮刷速度,加减速时间对刮片反转过程中的振动冲击影响较小。实验研究结果对进一步分析雨刮噪声产生机理及噪声控制等具有一定意义与价值。