排岩机履带行走装置接地比压分布规律研究

针对目前接地比压分布不均匀问题,本文以排岩机为例,建立了履带行走装置接地比压计算数学模型。基于Solidworks、MATLAB软件,对排岩机重心空间坐标值与其受料臂旋转角度、排料臂上仰角度及车体回转支承旋转角度进行了拟合。进一步通过ANSYS Workbench仿真软件,证明了所建接地比压计算模型的正确性。研究分析了接地比压随受料臂旋转角度、排料臂上仰角度、排岩机车体回转支承旋转角度的变化趋势。这里研究成果可为各种履带行走设备整机的设计及其工作地基的处理提供一定的参考。

基于无人机重心测量的互动模型装置设计

该文基于飞机三点法重心测量的基本原理,结合工科力学课程的教学科研需求,设计一种可以用于验证重心测量算法的互动模型装置。该装置采用一个面内对称设计的封闭盒体,内置有阵列隔间用于放置配重钢球。模型装置可以模拟出各种复杂度的面内重心分布。与装置配套的3个精密电子秤可以对封闭盒体进行不同方案的重心测量,以验证测量算法的可行性与精度。该装置采用3D打印技术制作,具有低成本、高互动性的优点,在教学与科研中起到很好的作用。

新型船闸闸门重力消能式防撞装置试验研究

为保证船闸安全运转、提高船舶过闸效率,有必要在闸门前设置防撞装置。针对传统液压缓冲防撞装置制动距离短、制动力需求大、成本高等问题,设计制作新型船闸闸门重力消能式防撞装置,并进行现场防撞试验。对长洲四线船闸设计船型3000 t满载的工况下,以允许的最大进闸速度0.6 m s碰撞阻拦索的全过程进行分析。结果表明,碰撞过程中船舶制动距离为12.8 m,配重提升总高度为2.23 m,均在设计容许范围内,阻拦索拉力、前端卷筒拉力未超过其极限抗拉强度,验证了该装置在阻拦船舶过程中的有效性。该防撞装置能有效抵挡船舶的撞击,保护船闸闸门,具有满足水位变幅大、机构简单、易于维护等特点。

一种模拟低/微重力新型啮齿类动物悬吊自动控制装置

针对模拟低重力环境啮齿类动物部分承重模型的建立过程,因人为因素的干扰易导致测量结果精度不足的问题,设计了一种模拟低/微重力环境的啮齿类动物悬吊自动控制装置。首先,采用SBT440压力传感器模块实现啮齿类动物重力值的自动测量;然后,采用基于STM32单片机控制步进装置实现啮齿类动物悬吊高度的自动调节;最后,使用JAVA语言编写STM32单片机软件控制程序,通过软硬件综合调试以实现模拟低/微重力环境,以此达到啮齿类动物部分承重模型的建立。实验结果表明:啮齿类动物1/6 G平均测量误差为0.8%,初步验证了悬吊装置的可行性。

小艇收放装置波浪补偿功能的设计与应用

随着船舶航海任务需求的日益增加,对小艇收放装置吊放小艇的安全性提出了更高的要求。为在气象多变、海况恶劣的海洋环境下安全收放小艇,通过对小艇收放装置波浪补偿功能的设计、实现和应用,该波浪补偿功能可保障小艇收放装置在4级海况下安全收放小艇,有效降低了海浪对小艇的冲击,提高了人和艇的安全性。

核电站冷凝水流量功能验证工具开发及试验研究

核电站泄漏监测系统在预防核电站泄漏方面起着重要作用,因此明确泄漏监测系统冷凝水流量测量机理具有重要意义。为了实现冷凝水流量测量机理研究,开发了一套冷凝水流量模拟验证装置,并将该装置成功应用于核电站冷凝水流量测量功能的试验研究。使用该装置对重力疏排水冷凝水流量测量管线的管道布置、管道疏水情况和冷凝水流量计相关参数设置等方面进行验证。同时,对现有设计、安装和调试环节存在的问题给出改进方案。研究结果表明:管线布置不当会导致管道疏水不畅和重力疏水在流量计处无法建立稳定流量等问题。同样地,冷凝水流量计报警阈值设置不当和小流量参数设置不当也会影响系统流量测量功能。该研究可以为重力疏排水流量测量方面的研究和应用提供参考。

故宫官式古建筑保护中火灾报警系统冷凝水问题研究

冷凝水反流是吸气式火灾自动报警系统在古建筑展厅中使用经常遇到的问题。为解决因冷凝水反流导致的设备故障,采用对故宫某展馆温度、湿度现场实时监测,以便为解决问题提供依据。结果表明:在7、8月间,空气相对湿度大多超过60%,且古建筑闷顶的上、下空间温差较大,容易在火灾报警系统吸气过程中形成冷凝水,由此提出加装重力疏水装置的优化改造方案,可有效控制冷凝水倒流至报警机。通过2年的实际使用情况验证,有效地解决了冷凝水回流的问题,具有较好的应用效果。

钢管切割自重力驱动码垛装置研究

为解决人工码垛效率低、不安全问题,在线码垛的局限性问题,以及机器人码垛的高费用问题等,文章研究了一种自重力驱动码垛装置。装置内回转体发生旋转,直至托载端带动物料旋转至低势位,从而在物料自身重力的作用下驱动回转体旋转,进而实现对物料的运输。该装置可在不使用能源的情况下自动完成钢管切割后的码垛工作,对企业来说能起到降本增效的作用,还能使企业的生产环境更加安全。

排种盘和负压腔室同步旋转气吸式玉米精量排种器设计

针对传统气吸式排种器工作时排种盘与负压腔室的密封垫之间相对转动,易导致密封垫磨损,从而造成排种器密闭性下降、风压需求增加、作业精度降低等问题,设计了一种排种盘和负压腔室同步旋转的气吸式排种器,将排种盘与负压腔室固定连接,作业时同步旋转,使排种盘和密封垫之间不产生相对运动,达到无摩擦、低气压损失、高排种精度的效果。基于机械扰种和重力辅助充种原理,将该排种器排种盘设计为带直线凸起的环形锥台,分析确定了排种器工作区域,计算了排种盘的关键结构参数。以含水率为12.8%,千粒质量为351 g的郑单958未分级种子为试验对象,借助中国农业大学自主研发的排种器性能检测仪对该排种器作业效果进行了室内试验,结果表明:作业速度10 km/h以下,所研制的排种器在负压值–3.5~–5.5 kPa时,粒距合格指数均能达到91.6%,漏播指数均小于5.2%,重播指数均小于5.4%,各项指标优于国标要求,能实现有效排种。与Kverneland排种器的对比试验表明,要达到相同合格指数,设计的盘室同步气吸式精量排种器所需负压值更低。

力觉交互设备的重力补偿实验研究

针对自主研发的力觉交互装置进行了重力补偿的实验研究,提出了重力补偿的实验算法,并验证了算法的有效性。首先利用拉格朗日方程的方法对机构进行重力补偿的原理性计算,得到电机为平衡重力所输出力矩的计算方法;然后以虚拟样机为基础,应用三维实体造型软件SolidWorks和机械动力学分析软件AD-AMS建立了力觉交互装置的虚拟样机,通过仿真分析验证了理论推导的正确性;最后通过力觉交互系统实验平台验证了重力补偿算法的有效性。

基于蠕动泵的注排液式转子自动平衡实验研究

自动平衡可以有效的延长转子系统的运行周期。针对常规注液式自动平衡装置在工作一段时间后会由于腔内液体注满无法排出而失去平衡能力以及在首次注液时可能"错调"将导致振动增大的问题,提出一种可连续注排液式自动平衡系统并研究其关键技术。在转子运行过程中,控制系统根据预先测得的转子的影响系数,运用实时测得的振动信号直接计算消除振动所需要的平衡量,从而避免了首次注液振动量可能增大的问题,而不受控的排液可以保持平衡盘的平衡能力。在流量控制方面本论文创新性地提出了一种蠕动泵组流量控制系统,可以实现流量的精确控制。同时针对不同应用环境,将该平衡系统设计成具备注排液式和单注液式两种工作方式。通过在立式悬臂转子实验台上进行实验研究,结果表明,连续注排液式自动平衡装置能有效降低转子振动,并能在振动发生瞬时变化时快速反应。

力反馈主手重力平衡方式改进

力反馈装置不仅需要实现静平衡,同时还要降低惯性提高动态透明性。文中采用弹簧补偿重力不平衡力矩的方式,改进了主手2,3关节的平衡结构,实现了主手在各种位形下的自主平衡。对改进方案的效果验证表明,在有效工作空间中各关节残余重力矩不超过4%,工作空间中各点的不平衡力小于0.1 N,主手的惯性力减小了71.2%,很大程度上提高了主手的动态性能。

重力辅助充种盘室同步气吸式排种器性能分析

为探究重力辅助对盘室同步气吸式精量排种器充种性能的影响,以盘室同步气吸式精量排种器为载体,对其充种过程进行了受力分析,建立了重力辅助充种受力数学模型,结果表明:型孔充填过程中,待充种子重力在排种盘径向的分量与气流曳力方向一致;已充种子脱离种群过程中,种子重力沿径向分量与压力梯度力方向一致,种子重力对充种有辅助作用。运用EDEM(Engineering discrete element method)软件仿真分析了300、600、900、1 200粒种群数量条件下,待充种子对排种盘平均法向力随低、中、高3种不同充种区域变化的影响,仿真结果表明:种群数量300粒时,各区域平均法向力随区域位置的变化不明显,种群数量为600、900、1 200粒时,平均法向力随区域位置的变化规律一致,此时种群数量对充种效果影响可忽略。对仿真结果进行试验验证的结果表明,盘室同步气吸式精量排种器台架试验3个区域漏充率由大到小为:低位、中位、高位。通过盘室同步气吸式精量排种器重力辅助充种和无重力辅助充种对比试验表明:重力辅助充种下,排种器作业风压3~5. 5 k Pa时,合格指数均高于94%;无重力辅助充种情况下,排种器作业风压6 k Pa才开始满足国标需要,重力辅助充种显著降低了排种器作业风压需求,提高了作业质量。

基于真实裂缝的井筒-地层耦合流动试验装置研制

在钻井过程中当钻遇裂缝发育地层时,钻井液和原油或气体之间存在密度差,经常导致钻井液和地层流体在裂缝内部发生双向耦合流动,表现在钻井过程中就是既有钻井液的漏失,同时又有原油或气体的产出,处理起来非常复杂。目前国内外尚没有基于真实裂缝空间的耦合流动试验装置,通过扫描现场实际露头裂缝,构建真实的裂缝空间,同时设计并建造了一套基于真实裂缝空间的可视化井筒-地层耦合流动试验装置,该装置高6 m、直径为15.24 cm,裂缝尺寸为0.5 m×1 m,工作压力为0.5 MPa。该试验装置可以模拟地层定容和定压情况下钻井液-原油、钻井液-气体在真实裂缝中的耦合流动状态,还能进行裂缝内堵漏效果评价,除了可视化观测及高速摄像外,还可以测量各种压力、流量数据。通过对各种试验现象和数据的分析为现场采取合理的技术措施提供依据。

运载火箭上面级微重力环境下的推进剂管理

对运载火箭上面级的各种推进剂管理方法(如推力沉底和利用推进剂管理装置的液体推进剂管理方法)进行了介绍。就推力沉底管理方法分别阐述了持续正推沉底和正推重定位沉底两种不同的管理形式以及应用范围。对推进剂管理装置从结构和功能上进行了划分,分别介绍了各自的特点以及组成结构的基本元件,最后基于启动篮式的推进剂管理装置提出了一些设计上的考虑。

毛细管重力循环供冷末端装置及运行性能研究

通过对重力循环柜联合金属吊顶辐射板运行进行试验研究,测试重力循环柜的补助制冷性能以及对室内热舒适性的影响。研究结果如下:内置三排毛细管的重力循环柜单独运行时,制冷量能够达到设计工况下的720W;重力循环柜联合辐射吊顶系统运行时,重力循环系统能够起到补助制冷作用,并对出风口周围地板结构有一定的蓄冷作用,具有部分辐射供冷的效果。当室内达到稳定状态后,距重力循环柜水平30cm以内的区域在32min内垂直温差大于3℃,30cm以外区域温度场满足人体舒适性要求。

一次性便携式重力压力兼用泵式输液器的研制

目的:设计一种三用防反流式一次性医用泵式输液器。方法:在原有普通重力压力输液器的莫菲氏管与接输液瓶的尖状圆锥插子之间增设一带有前后单向阀的泵式弹性压缩管。结果:该输液器既可以采用传统的悬挂吊瓶的输液方式,也可以手捏弹性压缩管壁输液,与智能输液机配套使用时可实现便携式安全准确机控输液。结论:该输液器克服了传统的重力输液器的弊端,既适用于野战条件下的战地救护、救灾救护输液,又适用于各类医疗条件下的特殊救治输液。

重力翻板式有机生活垃圾快速堆肥中试研究

采用自行研制的一套新型快速堆肥装置——重力翻板式垃圾快速堆肥装置,对易腐有机物含量80%左右,含水率73%左右的生活垃圾进行快速发酵中试研究。生活垃圾在4 d的间歇动态初级发酵期内,能保持70℃以上温度3 d以上,无害化、减量化及节能减耗效果好。

超重力场精馏过程探讨

在常压、全回流操作条件下,以甲醇-水溶液为物系,研究了超重力场精馏过程中超重力因子、回流量、气相动能因子对超重力精馏装置传质性能和流体力学性能的影响规律;研究了转子结构对超重力精馏装置传质性能的影响。结果表明:在超重力场中,精馏过程存在最佳操作条件;转子结构对精馏装置的精馏性能有较大影响。应用最小二乘法建立了超重力装置精馏过程的传质模型与流体力模型。

丘陵山区重力式供水设置网中减压储水装置的管网优化分析

针对丘陵山区村镇重力式供水管网投资浪费大、运行可靠性差问题,进行了管网增设减压储水装置的优化对比分析。结果表明增设该装置后,可使同一管网低区压力降低到正常使用压力,上游管道时高峰流量消减到平均时流量,从而大幅减少管网投资并提高了供水可靠性。