JGZ97型万米超深井钻机死绳固定器研制与安全性研究

针对死绳固定器绳轮强度、安全裕度不足和结构失稳等安全问题,根据JZG97型万米超深井钻机死绳固定器绳轮受力及结构特点,提出采用增加腹板的方法来解决死绳固定器绳轮存在的问题。采用有限元法数值模拟,分析了不同腹板绳轮的结构力学性能,三腹板绳轮的强度、安全裕度均满足钻井作业时的安全要求,确定采用三腹板绳轮。实物测试试验中,三腹板绳轮仿真结果与试验结果的最大相对误差为12.95%,综合分析仿真结果与实验结果基本吻合;线性屈曲分析表明,最大死绳拉力作用下的三腹板绳轮临界屈曲载荷为绳轮实际受载的48.8倍,满足结构稳定性要求。研究表明,三腹板绳轮可以解决死绳固定器绳轮存在的问题,可以为万米超深井钻机结构设计提供支持。

高速铁路声屏障气动荷载及结构振动响应特性

高速铁路声屏障是铁路噪声控制的常用措施,但声屏障距离线路中心较近,在列车动力作用下会产生振动响应。列车风作用在声屏障表面形成的气动荷载和轮轨接触力产生的钢轨振动会传递到声屏障基础,是导致声屏障结构产生风致振动与轮轨激励振动的主要振源。通过开展声屏障列车气动荷载及振动响应的测试及仿真计算,获得不同工况下声屏障气动荷载及振动响应特性。结果表明:动车组以350 km/h运行时,比300 km/h运行时声屏障气动荷载和振动响应大40%;同一速度级下,路基声屏障立柱的顶端位移比桥梁声屏障顶端大40%~50%,而桥梁声屏障单元板动位移比路基声屏障大20%~30%;轮轨激励振动直接影响了声屏障振动响应,在传递过程中呈有规律衰减的趋势;列车风压与自然横风组合作用时,声屏障立柱的动变形及动应力呈现明显增大的趋势。

提速条件下万吨重载列车通过曲线的车辆稳定性及轮轨动态相互作用试验研究

为研究重载铁路既有线提速(由80km/h提至90km/h)对列车通过曲线的稳定性及其轮轨动态相互作用的影响,开展车辆动力学及轨道动力学试验。试验结果表明:车辆稳定性测试中,随运行速度提高,万吨重载列车的车体、构架及承载鞍加速度普遍小幅增大,其范围分别为0.02g~0.20g、0.13g~0.33g和5.2g~48.8g,相比重车工况而言,空车工况下构架加速度受列车运行速度变化的影响更为显著;轨道结构测试中,轮轨垂向力及横向力的范围分别为101.91~168.30kN和23.51~86.22kN,重载列车提速引起轮轨横向力小幅波动;钢轨及轨枕的垂向加速度范围分别为20.32g~59.32g、2.75g~7.50g,钢轨及轨枕加速度均随列车速度的增加而增大;测试中,车辆稳定性及轮轨动态相互作用指标均小于安全限值。

煤矿井下无轨胶轮车巷道感知技术实验研究

为实现煤矿井下无轨胶轮车的巷道成像以及信号灯识别技术,提出了一种基于激光雷达与毫米波雷达融合成像技术,以郭家湾煤矿辅运巷道为背景,将传感器布置于德塔WLR-5BA型无轨胶轮车上,并考虑到巷道路面的恶劣情况,采用地面坡度阈值法对地面进行局部分割,提高传感器检测精度,最后进行了煤矿井下的工业性实验。实验结果表明:该传感器布置方案有效识别了红绿信号灯,较好地成像出煤矿巷道及其岔路口和工人乘车站的实际情况,为煤矿智能化发展提供了技术支撑。

狭窄空间智能巡检机器人设计及运动分析

针对煤矿、洗煤厂等工作环境复杂、危险系数较高的工况环境,人工巡检周期较长、难度较大,为了更好地完成巡检工作,文章设计了一种适用于狭窄空间的轮式驱动的智能巡检机器人,对机器人的结构和控制系统进行了设计。该机器人体积较小、结构简单可靠、功能齐全。在文中利用理想设计方法建立轮式机器人在狭窄空间中的转弯方程。经过分析计算巡检机器人的宽度不大于144.8 mm时,机器人才能顺利通过文中所设定的弯曲空间。采用仿真软件对机器人的运动进行分析并搭建相应的实验样机模型。经过分析巡检机器人可以顺利通过宽度为160 mm,曲率半径为400 mm的狭窄空间。在进行转弯过程中,转弯时靠近曲率中心的轮子速度v1减小,远离曲率中心的轮子速度v2速度增加来保证机器人顺利通过弯曲狭窄环境。该巡检机器人的设计与研究可为狭窄空间巡检机器人的研究和实际应用提供一定的理论参考。

反作用轮扰动特性测量及研究

反作用轮微振动是影响卫星姿态控制精度的重要因素。测量反作用轮扰动的目的是掌握其扰动规律,进而采取相应的控制方法和隔离技术。考虑到反作用轮的扰动与安装条件有关,使用"刚性六分量测试平台"和"柔性六分量测试平台"两种方法进行反作用轮扰动特性测量,并从三个方面对两种方法得到的结果进行比较。比较结果表明,不同测试条件下得到的谐波数是相同的;安装结构刚度降低会降低反作用轮的固有频率;柔性安装条件的减振作用会降低扰动峰值。试验结果可以为探讨卫星结构动态特性对扰动力的影响提供经验和指导。

动力吸振器在方向盘NVH性能优化中的应用

针对某车型方向盘振动过大问题,以试验模态测试与频谱分析相结合的方法进行问题识别,发现传动轴共振是引起方向盘振动过大原因。对比增加动力吸振器前后传动轴模态频率及方向盘振动幅值的变化,试验结果表明方向盘的振动问题得以有效解决。

除湿转轮的数学模型

以除湿转轮中微元体气体区域和固体区域的水分质量守恒、能量守恒为基础建立了描述转轮中吸收 (吸附 )和再生过程的数学模型 .利用有限差分法求得了数学模型的数值解 。

砂布轮数控抛光力的试验分析与建模

为科学控制砂布轮的抛光力、提高航空发动机叶片的表面完整性和力学性能,通过单因素试验分析了工艺参数对砂布轮抛光力的影响规律;对抛光力重复性和材料切除量进行试验分析,确定了砂布轮转速和压缩量的二元二次回归正交旋转组合试验范围;利用二元二次回归正交旋转组合试验结果建立了法向抛光力预测模型,分析了法向抛光力和切向抛光力的相关性;分析了抛光力对抛光表面粗糙度的影响规律及机理,并做了整体叶盘叶片(叶背)抛光试验,结果证明,通过合理控制抛光力可以获得合格的表面粗糙度,且效率比人工操作有显著提高。

多孔沥青混凝土的水热稳定性能

对多孔沥青混凝土的大空隙结构及其高温多雨的应用环境,指出常规的高温稳定性或水稳定性等指标的单一性,进而提出评价其在水-高温综合作用下的路用性能。借助汉堡浸水车辙仪,对相同原材料、不同级配的多孔沥青混凝土进行试验研究,并与AC-13改性沥青混凝土和SMA-13的试验结果进行分析对比。结果表明,汉堡浸水车辙试验既考虑了水-高温综合作用对混合料影响,又考虑了长期荷载作用下的性能衰变,能够更实际的评价多孔沥青混凝土的性能;材料级配设计合理的多孔沥青混凝土水-高温综合性能良好,浸水汉堡最终变形仅为3.89 mm,能够满足高温多雨环境下对路用性能要求;并且在原材料、空隙率相同的条件下,粗型骨架结构的多孔沥青混凝土水-高温稳定性能更佳。

氯化锂转轮除湿干燥机在种子超干燥方面的应用探讨

本文介绍了利用氯化锂转轮除湿干燥机对种子进行超干燥 (水分含量 5 %以下 )处理的试验。得出了耗能低、干燥速率高。

工程试验法在新型树脂切割砂轮研究中的应用

本文报道了工程试验法在棕刚玉-黑碳化硅混合磨料树脂切割砂轮研究中的应用。实验表明:工程试验法能够以最少的试验次数优选出最佳的试验配方。优选的配方为:棕刚玉与黑碳化硅之比在90:10-95:5;酚醛树脂在18% -20%;填料在6%-8%;成型密度在2.24g/cm3左右。该产品与单一棕刚玉树脂切割砂轮相比,在不增加综合成本的情况下各项使用性能均有明显的提高。切割效率从2.52g/s提高到2.97g/s,提高了17.86%,;耐用度从3.61g/g提高到4.29g/g,提高了18.84%;砂轮工作线速度从70m/s提高到75m/s以上,提高了7.14%;回转强度从6240r/min提高到6560r/min,提高了5.1%。该产品具有良好的应用前景。

车轮定位实验教学课件开发

为解决车轮定位教学内容难以描述和理解的问题,开发了车轮定位实验教学多媒体课件。以Authorwa为开发平台,综合运用3dsMax、Flash、Adobe Photoshop、AutoCAD、Audio Editor Gold等多媒体素材制作软件,结合实验教学实践和学生对问题的认知过程,制作了丰富生动、科学合理的课件。经专家评议和教学测试,课件可以实现预期目的,提高和改善了教学效果。

轨枕吊空对轨道结构动力性能的影响

运用车辆—轨道耦合动力学理论,模拟计算轨枕吊空状态下轮轨系统的动力响应,比较分析列车运行速度和吊空轨枕数量对轨道结构动力性能的影响,并对时域与频域内室内模型试验线进行测试分析和验证。结果表明:轨枕吊空破坏了轨道结构支承的连续性,轮轨间相互作用加剧,并随吊空数量的增加与列车运行速度的提高而显著增大;同时,轨枕吊空将影响其前后毗邻的正常轨道结构的动态特性,形成线路几何与动态不平顺,影响车辆运行平稳性与乘坐舒适度。钢轨与轨枕频响函数测试表明,由于轨枕吊空改变了该区段轨枕间距和轨下支承刚度,削弱了道床对线路所提供的阻尼,使得轨道结构的动力性能也产生了显著变化。

独轮机器人实验平台

独轮机器人融合了机械、电子、计算机、自动控制等多学科知识,开展独轮机器人实验对培养学生综合运用理论知识解决工程实际问题的能力具有重要的推动作用。针对“移动机器人与智能技术”课程教学需要,开发了由独轮机器人、上位机调试软件和“8”字形轨道组成的独轮机器人实验平台。实验验证了机器人机械结构设计、硬件电路设计、控制算法以及软件设计的可行性、有效性。利用该实验平台开设了独轮机器人拆装与设计,控制电路设计与测试,上位机软件开发与调试,横滚、俯仰平衡控制,转向循迹控制等实验项目。通过该课程的学习,学生在智能机器人领域的系统设计和创新实践能力得到了明显提高。

4种地铁减振轨道轮轨动态相互作用对比分析

为了研究地铁曲线段不同减振轨道的轮轨动态相互作用,通过现场实测数据对比分析了橡胶隔振垫道床轨道、钢弹簧浮置板道床轨道、梯形轨枕轨道、单趾弹条扣件轨道4种减振轨道结构的轮轨力、钢轨动态位移,以及对应断面处隧道壁的垂向振动加速度。分析结果表明:单趾弹条扣件轨道振动相对较大,钢弹簧浮置板道床振动相对较小;4种减振轨道对应的轮轨垂向力、横向力、脱轨系数均满足列车安全运营要求;钢弹簧浮置板道床轨道的钢轨动态位移平均值较大,但小于安全限值。

双质量飞轮动态试验方法研究

汽车发动机产生的扭振破坏了汽车舒适性和安全性。双质量飞轮较离合器而言,具有更好的减振效果。介绍了双质量飞轮结构和减振原理,针对弧形弹簧的扭转动刚度检测和飞轮疲劳试验,提出了新的试验方法和方案。通过调节转速、负载以及利用液压摆缸产生的扭振,更加真实地模拟汽车运行状态。为双质量飞轮理论研究和性能检奠定基础。

军用轮、腿混合四足机器人设计

为设计一种可以在迈步行走、有动力轮式机动、无动力轮旱冰式滑行3种运动方式之间灵活转换的轮、腿混合四足机器人,提出一种采用3-PUPS机构的超冗余、可变胞并联机械腿,其构型可以通过伺服电机的抱闸锁定实现变胞变换,从而使机械腿能根据任务需求实时改变自身构型和性能。在建立机械腿3-PUPS机构的运动学和静力学模型基础上,通过定义运动学和静力学性能评价指标,分析了机械腿尺寸参数对其各性能评价指标的影响规律,从而确定机械腿一组使机械腿运动学和静力学性能较为均衡的结构参数,并研制出机械腿的实验样机。建立轮、腿混合四足机器人整机的通用运动学模型,定义机器人整机的性能评价指标,分析机器人整机尺寸参数对其各性能评价指标的影响规律,并确定整机尺寸参数值,在此基础上完成了轮、腿混合四足机器人整机的设计方案。通过一套专用机器人标定系统对机械腿的实验样机进行位姿测量实验。研究结果表明:机械腿运动平台的实际运动沿x轴方向最大偏差为0.041 mm,沿y轴方向最大偏差为0.040 mm,沿z轴方向最大偏差为0.040 mm;绕z轴姿态角最大偏差为0.041°,绕y轴姿态角最大偏差为0.043°,绕x轴姿态角最大偏差为0.045°;机械腿实验样机达到了通用式工业机器人的精度水平。

一种多孔金属结合剂金刚石砂轮节块孔隙率的试验研究

与传统金属结合剂金刚石砂轮相比,多孔金属结合剂金刚石砂轮在难加工材料磨削加工时具有磨料易出刃、修整修锐方便和磨削效率高等优点。以人造金刚石、Fe∶Ni-Cr合金金属结合剂及造孔剂为原料,通过真空高温烧结法,制备多孔金属结合剂金刚石砂轮节块。通过排液法测定节块试样的孔隙率,研究原料及其不同配比对节块孔隙率的影响规律,为多孔金属结合剂金刚石砂轮制作提供试验数据。

轮式巡检机器人实验教学平台设计

针对"移动机器人控制与导航技术"课程的实验需求,设计了一套轮式巡检机器人实验教学平台。该实验平台涉及机械设计、运动仿真、路径规划、群智能算法、PID控制器等理论知识。利用该实验平台开发了轮式巡检机器人运动学仿真、全局路径规划、驱动轮速度控制、差速补偿同步控制等实验项目,实验结果验证了机器人硬件系统、软件设计以及相关控制算法的可行性和有效性。通过该实验教学平台,可以显著提升学生的创新实践能力。