某电传动矿卡驾驶室FOPS和ROPS仿真及优化

本文以某电传动矿用自卸车驾驶室为研究对象,建立驾驶室滚翻和落物仿真分析模型,采用非线性有限元分析方法分析对驾驶室滚翻保护结构(Roll-over protective structures,ROPS)进行防滚翻与防落物分析。分别获取驾驶室在侧向加载、垂向加载、纵向加载以及落物工况下的结构变形和能量吸收等情况。仿真结果表明:原设计的ROPS无法满足标准要求。经改进优化后,驾驶室在ROPS和FOPS(Falling-object protective structures)仿真分析中,驾驶室内部边界均未侵入驾驶人员的生存空间,可以满足国家标准规定的要求。

旋挖钻机回转平台关键结构件疲劳寿命分析

针对旋挖钻机作业能力及疲劳寿命问题,结合旋挖钻机的工作特点,基于名义应力法,运用ADAMS以及ABAQUS软件,对旋挖钻机在回转平台的主卷扬底座进行疲劳寿命分析。结果表明:回转平台的工字梁顶板与主卷扬底座焊接的外侧边缘处最容易发生开裂现象;旋挖钻机的作业半径对主卷扬底座寿命也有较大影响。

等效结构应力法在塔机关键焊缝疲劳强度研究中的应用

建立了包含焊缝细节的塔式起重机标准节主弦杆与连接螺栓套的计算模型,基于等效结构应力法对连接焊缝进行虚拟疲劳分析,得到了连接焊缝处的疲劳寿命分布和危险点的寿命.同时,利用INSTRON电液伺服系统开展台架疲劳试验研究.研究结果表明:等效结构应力法能够较好地预测和评定主弦杆与连接螺栓套处焊缝的疲劳强度.据此提出了标准节抗疲劳设计的思路与措施.

工程起重机械主动平衡分析及倾翻判定

传统的起重机防倾翻解决方法是采用力矩限制器检测起重机所吊载的质量及起重臂角度等,通过实际载荷与额定载荷相比,从而进行安全报警及控制。文中提出了一种工程机械主动平衡分析方法,确定稳定临界点,控制算法中应该尽量避免负载分布到达这种状态;再通过计算工程起重机的4个支腿的受力情况,以此作为直接负载平衡判定依据,并进行仿真。

基于新型阀口流量自补偿技术的冲洗阀研究

冲洗阀是闭式液压系统标配元件,其与闭式泵上的补油阀联合实现热平衡功能。冲洗溢流流量Qc与补油泵输出流量Qp的比值,称为流量分配比k。由于受发动机转速、冲洗阀阀后背压等因素影响,流量分配比变化很大,不能保持为一恒定值或较小的变化区间,影响闭式系统的冷却效果,易出现烧泵现象。针对现有冲洗阀的不足,采用基于新型阀口流量自补偿技术的冲洗阀,可以规避现有冲洗阀的缺点。经AMESim仿真分析及台架试验验证,新设计的冲洗阀,避免了前述冲洗阀的缺点,还具备流量分配比大范围内可调的特点,非常适合工况复杂的工程机械应用。

工程机械中大变形梁的工程算法探索

细长梁结构在各行各业中应用广泛,其中机械行业应用最多。精确计算细长梁几何非线性引起的受力变形,对机械设计具有极大意义。随着计算机智能技术的发展,对机械系统细长梁结构的变形计算除了精度要求外,还需要提升计算速度,传统的计算方法已经不能满足需求,本文提出一种满足精度要求的快速简化工程算法。

塔机回转停车回摆测试方法及优化策略研究

针对塔机回转过程中停车回摆量的客观测试与评价问题,本文对比分析了不同测试方法的优劣。结果表明,基于GPSRTK以及组合惯导的测试技术均能以较高的精度实现对停车回摆量的准确测试与评估。测试数据表明,塔机回转停车回摆现象主要是由于臂架回转运动惯性带来的结构变形引起的,提出一种基于等效转矩阻尼控制算法的变频器控制策略,用于改善变频器对鼠笼电机的驱动特性,最终减小停车时臂架回摆量,提升塔机回转过程平稳性。

爆炸喷涂制备铁基非晶合金涂层的摩擦磨损特性及耐腐蚀性能（英文）

在Q235不锈钢板上利用爆炸喷涂工艺制备名义组分为Fe_(51.33)Cr_(14.9)Mo_(25.67)Y_(3.4)C_(3.44)B_(1.26)(摩尔分数,%)的铁基非晶涂层。采用扫描电镜、X射线衍射仪、维氏显微硬度计、摩擦磨损试验机和电化学测量方法对涂层的组织结构、相组成、硬度、摩擦磨损特性和耐腐蚀性能进行表征。显微组织结构分析结果表明,涂层组织均匀、结构致密、平均孔隙率低于2.1%。干磨条件下的磨损行为显示,在同一磨损条件下,非晶涂层的相对耐磨性为基体材料的5倍。摩擦过程中,磨损形式为粘着磨损和磨粒磨损的综合作用,在非晶涂层中粘着磨损起主导作用。涂层在质量分数为3.5%NaCl水溶液中存在明显的钝化现象,有较低的钝化电流密度和较宽的钝化区间,呈现出优异的耐腐蚀性能。

基于输入整形的起重机消摆控制研究进展

起重机作业要求对加、减速命令进行输入整形设计以消除吊重摆角的残余振荡。输入整形方法与陷波滤波有相似之处,分析了滤波器方法在起重机消摆控制中的应用及该方法的不足。对各种输入整形控制方法进行介绍,以摆角波动小于设计要求对应的系统实际频率范围作为指标,对各种输入整形控制方法的摆角波动消摆鲁棒性进行了分析与比较。对输入整形控制方法在起重机中的应用进行综述。

等效结构应力法在高强钢疲劳寿命预测中的应用

利用成组法对某工程机械常用高强钢材料制作成的对接接头的疲劳寿命开展试验研究。采用美国机械工程师协会(ASME)标准中"网格不敏感的结构应力法及主S-N曲线法"对上述接头的疲劳寿命进行预测。研究表明:基于等效结构应力法的高强钢对接接头疲劳寿命预测结果与试验结果存在一定的偏差。依据董平莎提出的主S-N曲线修正表达式,并结合高强钢对接接头试验结果,引入等效结构应力范围(Δss)修正系数,得到适用于900 MPa级高强钢疲劳寿命预测的修正主S-N曲线。

充填系数对螺旋输送级配离析影响的研究

使用离散元方法分析了相同螺旋布料器在定转速下,充填系数对散料级配离析的影响,结果表明:对非均匀散料,充填系数对其离析程度的影响具有非线性特征,当充填系数大于0.7时,有利于改善级配离析;对均匀散料,充填系数越大越有利于降低离析程度。

模糊控制在塔机回转驱动上的应用

针对塔机回转机构在传统矢量控制中,出现启、停时抖动较为明显、平稳性较差的问题,提出了一种将模糊控制引入塔机回转驱动矢量控制的有效方法。首先,建立塔机回转驱动控制系统,通过MATLAB/Simulink仿真,分析传统矢量控制存在的问题;然后引入模糊控制,对比两者仿真结果,得出模糊控制能有效改善其动态效果,降低超调量的结论;最后,将有无模糊控制两种控制方式应用在塔机上,对比其实验波形,验证了在实际操作过程中,通过引入模糊控制,使塔机回转机构在启、停时出现的抖动问题得到了改善。

压缩式垃圾车滑板结构的载荷模型与结构优化

滑板是压缩式垃圾车的主要运动部件,滑板载荷对滑板结构精确计算十分重要。文中在分析了滑板动态应力试验数据的基础上,提出了滑板工作过程的危险工况,并建立了该工况下的滑板载荷模型。在此基础上,基于变密度法以滑板应变能为目标、滑板质量为约束条件,对滑板进行了拓扑优化;以滑板板厚为设计变量,对其进行尺寸参数优化,从而确定了滑板的最终设计方案。经验证,该结构在原方案的基础上减重20.5%,且有效地改善了力传递特性,消除了应力集中现象。

清扫车专用风机内流仿真分析与优化设计

针对某型号清扫车能耗高、噪声大的问题,以清扫车主要能耗源和噪声源的风机作为研究对象,对清扫车专用风机进行三维数值仿真分析。使用Fluent软件并采用RNGk-ε湍流模型和多重坐标系(MRF)法进行求解,对比分析原始结构和改进结构在额定工况下流场特征。结果表明,改进结构的叶轮内部流场"射流—尾流"结构明显减弱,涡耗散和涡量减小,流场更均匀,风机噪声大幅度降低,效率明显提高,实现了"节能、降噪"目的。同时Fluent软件的仿真模拟可以很好地指导工程实践,也可以替代某些试验,极大地缩短了研发周期。

扫路车用风机内部涡流特性与压力脉动分析

以某型号扫路车用风机内部涡流和压力脉动特性为研究对象,建立适宜于扫路车用风机内部湍流流动的CFD数值模拟方法,仿真与试验结果的对比验证了所提方法的合理性和可靠性.分析表明:扫路车用风机靠近蜗舌区域的叶轮流道会产生强烈的漩涡流动乃至回流,该流动特征是风机气动噪声的主要来源;蜗舌靠近出口始终存在一个低速、涡量值较小的漩涡区,蜗舌结构形式及叶片与蜗舌间距是影响风机气动噪声特性的关键参数;叶片压力面比吸力面上的脉动周期性特征更强烈,正对叶轮流道的蜗舌表面压力脉动最强.

扫路车专用风机气动噪声数值仿真研究

以某型号扫路车专用风机气动噪声特性为研究对象,运用Lighthill声比拟理论和计算流体动力学技术对扫路车专用风机的非定常流场和气动声场进行数值研究,获得专用风机声功率级分布和气动噪声频谱特性。计算结果表明:扫路车专用风机的噪声源主要分布在叶片的吸力面和蜗舌区域;扫路车专用风机的噪声主要为低频噪声,吸力面的压力脉动是低频噪声的主要来源,离散噪声在气动噪声中所占的比重较大;叶片及蜗舌的设计是扫路车专用风机气动降噪需重点考虑的因素。

基于改进粒子群算法的高强钢Y-U本构模型参数反演

建立Y-U本构模型参数反演的数学优化模型,针对本构模型迭代求解等特点,对传统粒子群算法的参数设置、初始群体生成等方面进行改进,并融合遗传算法中的变异思想,用于此优化问题的求解。根据高强钢材料WELDOX1100的拉压循环试验数据对模型中的7个参数进行反演。最后进行折弯回弹有限元计算和试验,验证了反演结果的准确性。结果表明,该反演算法收敛性好、精度高,反演结果对提高高强钢成形的数值模拟精度具有重要意义。

混凝土泵车高强钢臂架焊缝疲劳寿命预估

介绍了焊缝疲劳寿命估算的有效方法(VOLVO法)、等效结构应力法的步骤及原理,采用上述方法可计算出真实运行工况下,结构焊缝处的疲劳损伤和寿命情况.针对某混凝土泵车高强钢臂架上的焊缝连接情况,利用VOLVO法和等效结构应力法进行了焊缝寿命预估,得到了整个焊缝的损伤和寿命分布.与台架试验中臂架失效时间和失效部位的对比结果表明:VOLVO法更适用于高强钢臂架的焊缝寿命预估,计算结果与实验结果基本一致.

钻头圆锥钻齿切削岩石数值模拟以及一种新的解析估算模型

旋挖钻钻头圆锥形钻齿切削岩石破碎机理研究,能为旋挖钻钻头结构优化设计与钻进效率提升提供相关技术支持。基于修正的Drucker-Prager塑性模型,建立了圆锥钻齿切削岩石的数值仿真模型,并测试了抗拉强度、抗压强度两种准则计算结果的差异和岩石剪胀角对数值仿真计算的影响。同时,结合岩石抗压强度、内聚力以及摩擦角,给出了一种新的圆锥钻齿切削作用力的解析求解模型。将某砂岩切削试验的测试数据对比,验证了相关计算。从对比结果可知:以抗拉强度准则进行数值模拟所得的钻齿切削作用力小于试验测试值,误差较大;但以抗压强度准则进行计算的结果更接近实验测试数据。同时,所建立的解析估算模型有较好的计算精度,解析估算值与实验值误差的绝对值控制在30%以内。

箱型臂架伸缩过程中的时变动力特性研究

基于HHT(Hilber-Hughes-Taylor)隐式时间积分法,建立了考虑摩擦影响的起重机带载伸缩臂架非线性动力学分析模型,研究了臂架伸缩过程中的非线性时变动力特性。分析了臂架-滑块间摩擦特性、伸缩油缸的弹性刚度及阻尼特性、臂架自身刚度等对带载伸缩臂架振动的影响。针对起重机臂架带载伸缩过程中存在的抖振问题,提出了有效的解决措施。