基于正交试验的掘进机主驱动密封结构优化研究

针对掘进机主驱动密封系统中唇形密封结构与服役工况适配性不明确的问题,分别建立TBM和盾构2种工况下的密封结构有限元仿真模型开展研究。采用正交试验方法,选取密封结构的腰部厚度、前唇角度、轴向压缩量、径向压缩量作为研究因素,以唇封的单位径向力和接触宽度作为响应指标,运用极差和方差分析,得出TBM和盾构工况下各因素对指标的影响程度。根据灵敏度分析结果,分别优化出TBM和盾构工况下唇形密封的最优结构参数,并以隔环是否带楔形突起、是否承压来验证优化后的密封结构。结果表明:1)TBM工况下最优密封结构在隔环无论有无楔形突起,在0 MPa压力下,接触宽度均有一定的下降,单位径向力有明显提升。2)盾构工况下最优密封结构在隔环带楔形突起、承压工况下,单位径向力、接触宽度相比优化前均有所降低;在隔环无楔形突起、承压工况下,单位径向力、接触宽度与优化前基本持平。

基于正交试验和有限元分析的谐波传动柔轮杯体结构优化

柔轮作为谐波传动中的关键部件,其疲劳强度大小直接影响谐波传动的承载能力与使用寿命。基于APDL参数化设计语言,建立柔轮接触分析参数化模型,考虑柔轮与波发生器的配合间隙和轴承的间隙,应用有限元方法求解柔轮的应力场。在此基础上,运用正交试验法分析柔轮杯体各结构参数对最大应力的影响,并以柔轮应力最小作为目标函数,采用零阶方法优化最优柔轮杯体参数。

缓倾斜煤层沿含水采空区掘巷煤柱稳定性研究

针对缓倾斜煤层含水采空区沿空掘巷存在围岩失稳和突水风险,为了分析和判断防水煤柱及其周围煤岩层的破坏规律和抗溃水能力与研究得出最优的沿空巷道支护控制技术,基于沿空掘巷的煤柱留设理论研究和现场实践,研究了沿含水采空区掘巷时护巷煤柱留设宽度的理论计算与无支护与有支护情况下护巷煤柱的流固耦合—力学反应,采用正交试验设计和FLAC3D数值模拟的方法综合分析了影响护巷煤柱稳定性的因素敏感性、不同护巷煤柱留设宽度下围岩的应力场、位移场、孔隙水压力的分布特征以及不同支护参数下的效果优化。研究结果表明:在煤柱宽度为12~18 m,水头压力为0~0.3 MPa,煤层倾角为2°~10°情况下,护巷煤柱稳定性影响因素的主次顺序为:水压>煤层倾角>煤柱宽度;在最大水头压力的作用下,护巷煤柱的合理宽度为12 m;确定了2214回风巷的最优支护参数。井下工业性试验验证了留设12 m宽度的护巷煤柱安全经济,采用主被动联合支护参数的沿空巷道的围岩表面位移均处于工程允许范围内。

边双链型刮板输送机驱动链轮参数的正交优化设计

为了减缓驱动链轮的磨损,提高刮板输送机的工作效率,以SGB420/22型刮板输送机驱动链轮为研究对象,根据模型的实际尺寸,利用UG软件建立驱动链轮和圆环链三维实体模型,使用ANSYS有限元分析软件,对驱动链轮和圆环链的啮合状态的应力进行了分析。针对与其力学性能相关联的各项尺寸参数进行了优化分析,根据其正交优化结果得出了参数影响程度以及最优参数配比,为优化刮板输送机驱动链轮结构提供了理论依据。

基于时空分解的汾河流域植被净初级生产力的变异性及驱动因子分析

汾河流域生态环境脆弱,且水土流失问题较为严重,易受自然及人为因素的影响。基于1982—2019年汾河流域的植被净初级生产力(NPP),利用趋势分析、经验正交分解(EOF)和结构方程模型(SEM)研究汾河流域NPP的时空演变特征及其驱动因素,旨在为汾河流域生态环境建设和保护提供理论依据。结果表明,汾河流域NPP由流域中心向边缘增加,整体呈波动上升趋势,NPP显著增加的面积远大于退化面积;从2003年开始,汾河流域尤其是东北部地区植被NPP明显提高,中北部区域的NPP呈现退化趋势,并表现出较强的时间变异性。人类活动、气候变化和基础自然环境因子对汾河流域NPP空间结构的总效应分别为0.50、0.20、0.03,表明了人类活动是影响NPP空间结构最主要的因素;基础自然环境对NPP变化有显著的直接和间接效应,并且容易在小尺度范围内形成潜在的时空格局。温度和相对湿度是影响流域NPP空间结构和时间变异最主要的气候因素。

刮板输送机驱动链轮结构的优化研究分析

为了减缓刮板输送机驱动链轮的磨损,提升驱动链轮的使用寿命,对刮板输送机驱动链轮磨损机理进行了一定的分析,给出了预测驱动链轮寿命的经验公式。通过正交实验找到了最合理的齿根圆半径、齿根圆弧半径和链窝弧半径,经过验证优化后的链轮最大应力值降低至156.7 MPa,同时最大应变为1.078 mm,最大应力减小了6.57%,最大应变减小了6.84%,有效地降低了驱动链轮的应力分布情况,提升了驱动链轮的使用寿命。

新式软件体系结构初探

本文对软件体系结构研究的新动向和新兴的体系结构风格进行总结和比较，并就当前的研究现状给出几点思考，指出层级理论是构建复杂软件体系的基本原则，模型比语言更具有描述大型复杂系统的优势。

结构-电磁激励下某电驱总成噪声控制

针对某电动汽车电驱总成的噪声问题,依据电驱总成车内噪声产生机理,进行整车状态声振特性测试,运用不同工况组合下的频谱特征和阶次特征等分析方法,识别出该电驱总成噪声问题为结构共振和电磁激励所致。针对结构共振问题,考虑电驱总成结构耦合特性、电机材料复杂多样性和线圈绕组质量,建立电驱总成有限元分析模型,求解出电驱总成的模态和振动响应,并通过敲击法模态试验得到模态参数进而对有限元模型进行验证,在此基础上以模态应变能为依据对电驱总成结构的局部刚度进行优化,提升结构共振频率,降低共振风险。针对电磁激励问题,以电驱总成中的永磁同步电机为研究对象,建立电磁仿真分析模型,以影响磁通密度的转子槽口的槽形、槽宽、槽深和槽间角度4个因素建立正交试验设计表,通过极差值得到各因素对齿槽转矩和输出转矩的影响水平,最后以降低齿槽转矩、加工工艺简单和对输出转矩影响小为目标,运用16组具有代表性的电磁方案,完成256个参数组合的寻优,并对优化方案进行了数值仿真计算。研究结果表明:优化方案的改善效果较显著;研究可为电动汽车车内噪声改善提供试验技术支持,并为电驱总成的结构共振噪声和电磁噪声控制提供方法参考。