工程机械液压系统动态仿真设计方法研究

工程机械的液压系统原理图只对液压系统做静止描述，不能表达出诸如油液的流向、各油路压强的变化、各液压元件的动作顺序及其工作机理等重要内容。针对以上问题，这里介绍了一种综合利用Autocad、3DSMAX、UG以及Authorware等软件，进行液压系统动态仿真设计的新型方法，利用这种方法可以形象地描述工程机械的液压工作原理、液压元件的动作过程，验证设计思想，同时便于用户快速查找和排除液压系统故障。

莲子机械自动去芯自适应定心技术与样机试验

针对莲子在自动化去芯过程中的钻偏问题,提出了莲子自适应定心方法,该方法基于一种由曲柄滑块机构与平行四边形机构组合而成的自适应定心装置,能实现去芯钻头位置随莲子大小变化而自动调整。利用随机优化算法对机构中的连杆参数进行了优化,实现去芯钻头轴线保持与莲子轴线同轴,理论定心偏差为0.0448 mm。研制了一种自适应莲子去芯机,进行了未分级莲子的去芯试验,结果表明:自适应莲子去芯机钻正率达91.25%,远高于现有去芯设备,初步验证了自适应定心方法的有效性与实用性。研究结果为莲子优质钻芯设备设计、与莲子形状类似物料的优质钻孔设备研发提供参考。

一种改进的爬山法优化求解冗余机械手运动学逆解

本文提出了一种带符号的特殊进制来描述一个十进制数值 ,确定了该特殊进制的使用规律 ,从而推导出该特殊进制完整的描述公式 .在此基础上 ,对人工智能领域的一种启发式搜索算法——“爬山法”作了一定的改进 ,采用变步长技术 ,以带符号的特殊进制方法为理论基础来确定每一次优化搜索的步长 ,从而求解具有多冗余度的机械手运动学逆解 .此优化算法可在无穷多组可能解中通过有限的搜索次数迅速找到一个符合条件的可能解 ,同时不需要计算反三角函数和矩阵求逆 ,推导和计算结果证明该算法简单、运算量少、收敛速度快 ,稳定性好。

新型非摩擦式机械无级变速器的原理与特性

利用内摆线特性,基于传动原理与变速原理,将行星齿轮传动与类正弦机构组合,提出一种新型非摩擦式无级变速装置。在完成结构设计基础上,对其特性参数进行研究分析表明,该无级变速装置属于脉动型无级变速,其输出转速在高速时波动较小,低速时波动较大。由于其传动比可以从1变化到无穷大,因此在不停机情况下输出轴可以停转,从而兼有离合器的作用。

基于形状优化的机械零件设计

任何机械零件都是由几何尺寸和形状构成 ,传统的机械设计方法仅考虑了零件的几何尺寸 ,而对其形状 ,特别是局部形状的设计却考虑不够 ,这些部位往往都会产生应力集中。本文就是将基于有限元分析技术的形状优化方法应用于传统的机械设计过程。使得设计出来的零件既满足常规设计的要求 ,又得到了优化的形状 。

基于图像不变矩和SVM的机械零件分类识别

为了实现机械零件的分类识别,本文采用了不变矩与支持向量机(SVM)相结合的方法。提取了图像的HU不变矩和仿射不变矩,通过交叉验证算法进行SVM核参数和惩罚因子的参数寻优,为了提高SVM分类器的分类性能,采用有向无环图(DAG)方法设计多类分类器,实现了零件的分类。通过实验验证了本文提出的算法并对实验结果进行了分析。

在线电解修整磨削与化学机械抛光相结合的蓝宝石基片组合加工技术

通过分析ELID磨削和CMP抛光两种加工技术的原理和特点,充分结合两种技术的优点,对蓝宝石基片进行超光滑纳米级精度的组合加工。从理论上分析和计算了蓝宝石的临界切削深度,以及在不同粒度砂轮下的脆性和延性磨削方式;采用不同粒度的砂轮对蓝宝石基片进行超精密ELID磨削实验,快速地获得高质量的加工表面,同时采用磁流变斑点法对加工面的亚表面损伤进行测量;利用CMP抛光技术对磨削加工后的表面进行光整,以减少磨削时产生的加工缺陷,使工件的表面质量得到进一步改善与提高,最终获得亚纳米级的表面粗糙度。

一种节能型医院净化手术室空调系统

医院洁净手术室空调系统在除湿方面普遍存在一些问题,针对这些问题提出一种将制冷、除湿分开控制的手术室空调系统。通过分析比较,这一新型空调系统能有效地控制手术室空调的送风工况,降低了设备成本和运行费用,节能效果显著。

离子液体改性MWCNTs、MoS_(2)及其复合纳米流体的摩擦学性能

采用1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([EMIm]BF_(4))离子液体分散多壁碳纳米管(MWCNTs)、二硫化钼(MoS_(2))于去离子水以得到具有优异摩擦学特性的纳米流体.通过拉曼光谱仪、纳米粒度电位仪、接触角测量仪表征其分散与润湿性,通过导热系数仪和流变仪测试其热物性,并通过材料表面性能综合测试仪进行摩擦实验.结果表明:经[EMIm]BF_(4)改性而制备的纳米流体Zeta电位大幅提高,纳米颗粒在空间位阻作用下有效分散于水基液,故保持润湿性的同时增强了导热能力,其对高温合金的润湿接触角最小为59.33°,室温(25℃)平均黏度最低为1.49 mPa·s,且导热系数最大为1.02 W·(m·K)^(-1).纳米流体中层状、管状几何结构的MoS_(2)、MWCNTs纳米颗粒极大强化了基液的减摩抗磨性能,平均摩擦系数降至0.083,磨痕体积磨损率相比传统水基冷却液减小了72.33%.

集装箱大梁熔化极气体保护电弧焊的焊缝跟踪系统

集装箱大梁自动焊接过程中,工件表面的反射不均匀、弧光、飞溅和烟尘等因素容易造成焊缝偏差识别不准确或难以稳定识别,因此设计了一种用于集装箱大梁熔化极气体保护电弧焊的焊缝跟踪系统。基于低成本结构光视觉传感器建立了高鲁棒的焊缝特征提取模型,该模型采用激光条纹的直线斜率对随机采样一致性算法的随机采样过程进行优化,以在复杂环境下实现模型对焊缝特征的稳定提取。不均匀强反射工件表面的焊接试验结果表明:焊接参数300 A、29 V、1 m/min下,Y向、Z向的平均检测误差分别为0.22 mm和0.19 mm,实现了稳定高精度的焊缝跟踪。

四种航空用高强铝合金厚板的淬透性

通过末端淬火方法研究7075合金、7055合金、7150合金和7185合金等四种铝合金厚板的淬透性,采用透射电子显微镜对微观组织进行分析。结果表明:7075合金、7055合金、7150合金和7185合金等四种合金两端的硬度差值分别为30%、14%、12%和8%,淬透层深度分别为25 mm、45 mm、63 mm和100 mm以上。四种合金析出相的尺寸及面积分数均随冷却速率的降低而增加;7185合金总的晶格畸变能最小,析出相的尺寸最小且数量最少,因此淬透性最好;与7185合金相比较,7055合金和7150合金总的晶格畸变能均较高,析出相的尺寸大且数量也较多,合金的淬透性较差;7075合金总的晶格畸变能最大且晶内存在非共格的E(Al_(18)Cr_(2)Mg_(3))相,析出相数量最多且尺寸较7150合金的大,因此淬透性最差。

水性聚氨酯导热复合材料的制备及性能研究

以氧化石墨烯为原料,采用3-氨丙基三乙氧基硅烷对其进行氨基化改性,利用水解产生的硅羟基和氧化石墨烯表面的含氧官能团进行缩合反应后,在使用二乙醇胺进行还原,得到改性还原石墨烯,对改性结果进行红外光谱分析。将其作为导热填料与内交联水性聚氨酯乳液原位聚合制备改性还原石墨烯/水性聚氨酯复合乳液,放入四氟乙烯模具室温干燥成膜,得到胶膜样品。利用万能材料试验机、导热系数测试仪和热重分析仪等手段研究填料质量分数对复合胶膜机械性能、导热性能和热稳定性的影响,利用扫描电镜观察胶膜的形貌,搭建热界面实验台考察其散热效果。结果表明:利用氨基化石墨烯改性水性聚氨酯,胶膜的拉伸强度、断裂伸长率、导热性能和热稳定性都能得到明显的提升。当填料质量分数为3%时,复合胶膜较纯胶膜热源温度降低了2.4℃,界面间传热效率得到提高。

热输入对铝合金/不锈钢双丝冷金属过渡熔钎焊接头组织及性能的影响

采用双丝冷金属过渡(CMT)熔钎焊工艺对5083铝合金和304不锈钢进行对接焊试验,在保证焊缝成形良好的条件下,研究了焊接热输入对接头金属间化合物(IMC)层厚度和拉伸性能的影响,并与单丝CMT熔钎焊接头进行对比。结果表明:双丝和单丝CMT熔钎焊接头焊缝获得良好成形质量的热输入范围分别为213.8~486.0,379.6~590.6 J·mm^(-1);双丝CMT和单丝CMT熔钎焊接头界面处的IMC均为FeAl_(3)相;随着热输入的增加,单丝或双丝CMT熔钎焊接头IMC层厚度增加,抗拉强度降低;单丝CMT熔钎焊接头IMC层的最小厚度为9.59μm,此时接头的抗拉强度最大,为76 MPa,而双丝CMT熔钎焊接头IMC层的最小厚度为3.36μm,此时接头的抗拉强度最大,为109 MPa。

变径变螺距螺旋轴参数化模型及性能仿真

在保证料流均匀的条件下,建立变径变螺距螺旋轴参数化设计的计算模型,给出螺旋轴参数化设计的工程应用实例。然后根据基于面积平均加权函数的混合理论,建立在所设计螺旋轴驱动下物料流动的三维分析模型,通过数值模拟与分析,研究螺旋轴工作转速、螺径/螺距比对物料三维流动和混合均化效果的影响,探讨螺旋轴工作转速与物料输送性能之间的关系,得到螺旋轴流场的面积平均加权函数的分布云图及相应的结论,为变径变螺距螺旋轴的结构设计提供了理论依据。另外利用本研究内容所生产的变径变螺距螺旋轴已在企业中得到应用。

莲子物料空气动力学特性与壳仁分离装置试验

为获得莲子物料的空气动力学特性,研究合适的莲子分选工艺参数,该文针对莲子剥壳后混合物料的风力分选技术进行研究。首先,对混合物料各组分的空气动力学特性进行理论分析与试验,得出莲仁、莲壳、碎仁的悬浮速度变化范围分别为11.230-14.680、2.511-4.891、6.505-7.865 m/s,合适的壳仁分离气流速度范围为7.865-11.230 m/s,修正了莲子物料的形状系数。然后,设计制造了莲子负压壳仁分离装置,通过试验确定了装置的优化分离工艺参数为：入料管倾斜角60°,分离通道倾斜角35°,分离通道气流速度7.881 m/s,入料管长度220 mm,进料量6颗/次,开展检测试验,结果表明清选率达98.283%。研究结果可为莲子壳仁分离设备研发提供理论依据。

基于萤火虫算法的装配序列规划研究

将应用于连续空间优化的萤火虫算法扩展到装配序列规划领域。针对装配序列规划问题的特点,重新定义萤火虫算法的各种相关操作,提出面向装配序列规划问题的离散萤火虫算法。建立装配体的十进制干涉矩阵,提高干涉矩阵的输入效率。建立考虑装配序列稳定性、装配方向改变次数以及装配工具变换次数三个评价指标的适应度函数。在适应度函数构造方面,对传统的装配序列规划研究进行改进,提出更加完善的装配序列稳定性量化方式以及更加合理的装配工具变换次数求解算法。以一个典型的、包含19个零部件的机械臂装配实例分析该算法的特性,验证萤火虫算法的可行性和可靠性;并将萤火虫算法与在装配序列规划领域应用最广泛的遗传算法进行比较,试验证明萤火虫算法更有效。

基于UG的齿轮三维建模和消除轮齿投影线的方法

介绍了在UG环境中进行齿轮三维建模的方法 ,分析了各种建模方法的优劣 ;同时解决了用齿轮三维模型生成二维平面图形时产生轮齿投影线的问题 ,保证了齿轮二维图形与制图标准的一致性。

稀土氧化物La_2O_3/Y_2O_3增韧补强ZTA陶瓷材料及其耐磨性能研究

针对单一相ZrO_2增韧Al_2O_3(ZTA)陶瓷在提高韧性的同时不能合理兼顾其耐磨性能,利用稀土氧化物能促进复合陶瓷材料热压烧结的工艺特点,将La_2O_3/Y_2O_3添加到ZTA陶瓷材料中,XRD衍射图谱表明:La_2O_3/Y_2O_3的添加可以有效阻碍ZrO_2不稳态晶型相变,促进介稳态t-ZrO_2的形成。当添加量为4%(质量分数)时,烧结后晶粒分布最为均匀,致密程度高,其维氏硬度、抗弯强度、断裂韧性分别比相应未添加稀土氧化物的ZTA材料提高了8%、21%、33%,且La_2O_3与Al_2O_3会发生原位反应生成片状LaAl_(11)O_(18),这种片晶不仅可以阻碍Al_2O_3、ZrO_2颗粒长大,还可通过晶粒拔出等增韧机制提高材料韧性。摩擦磨损试验结果表明:稀土氧化物的添加能提高ZTA陶瓷材料的耐磨性能,添加量为4%时其磨损率最低。

UG建模方法的探讨

介绍在ＵＧ平台上创建零部件模型的方法和技巧。首先，从引用主模型的角度，介绍了提高装配、分析和加工等应用功能处理速度的方法；然后，介绍了种子部件的建立和引用方法，使同一部门设计的零部件具有统一的设计规范；最后，通过对块、圆柱等基本体素的使用约定，介绍了按“加工顺序”建模的思想，以提高模型的编辑能力。

锥形改流体下部孔径对筒仓卸料流态的影响

为了获取锥形改流体(cone-in-cone)下部孔径对筒仓内卸料流态和仓壁压力的影响,实现中心流筒仓内物料流态从中心流到整体流的转变,改善筒仓内物料流动环境,建立模型,用试验验证模型是正确的,该文采用离散元法对三维筒仓中ABS球卸料过程进行了数值模拟。数值模拟结果表明:筒仓卸料口尺寸不变时,减小锥形改流体下部孔径,整体流系数增大,筒仓内物料流态能够从中心流转变为整体流,筒仓壁峰值压力减小且峰值压力位置上移。改流体倾角为120°、135°时,当锥形改流体距筒仓锥形壁面的距离与锥形改流体下部孔径的比值大于等于1时,能实现从中心流到整体流的转变。该研究基于数值模拟结果提出了锥形改流体的设计标准,可为工程上确定改流体结构、位置参数提供参考。