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2012年 31卷 第12期
2012, 31(12): 1894-1897.
摘要
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摘要:
民用飞机的机翼设计都是以巡航性能作为设计点。由于飞机静气动弹性效应,大展弦比后掠机翼飞机巡航飞行时,机翼的气动特性会因机翼产生静变形而改变。为使飞机巡航飞行时机翼巡航性能达到设计指标,需要对机翼进行型架设计。本文中提出一种机翼型架外形的设计方法,首先应用气动力修正技术,对计算效率高但精度不足的偶极子格网法进行修正,采用完全解耦方法获得机翼初始型架外形,再通过耦合的迭代计算收敛到目标机翼型架外形,使其巡航状态飞行性能达到设计值。此方法不仅收敛速度快,而且其结果具有较高精度。
民用飞机的机翼设计都是以巡航性能作为设计点。由于飞机静气动弹性效应,大展弦比后掠机翼飞机巡航飞行时,机翼的气动特性会因机翼产生静变形而改变。为使飞机巡航飞行时机翼巡航性能达到设计指标,需要对机翼进行型架设计。本文中提出一种机翼型架外形的设计方法,首先应用气动力修正技术,对计算效率高但精度不足的偶极子格网法进行修正,采用完全解耦方法获得机翼初始型架外形,再通过耦合的迭代计算收敛到目标机翼型架外形,使其巡航状态飞行性能达到设计值。此方法不仅收敛速度快,而且其结果具有较高精度。
2012, 31(12): 1898-1903.
摘要:
为了改善足部柔性和形状变化自适应能力,提出了采用变截面梁模拟袋鼠柔性脚,运用Hamilton变分原理和有限元方法,建立仿袋鼠跳跃机器人着地阶段的动力学方程;结合实例,应用Matlab对弹性势能变化和踝关节运动轨迹进行了分析;利用ANSYS和ADAMS软件对机器人进行动力学建模和运动仿真,得到了地面反力变化规律和柔性脚刚度特性;最后搭建了跳跃机器人柔性楔形脚和曲线脚的对比实验台,测得着地过程柔性楔形脚和曲线脚的加速度曲线。研究结果表明:柔性曲线脚在着地阶段,具有储存部分落地冲击能量,进而起到缓解冲击和提高机器人起跳性能。
为了改善足部柔性和形状变化自适应能力,提出了采用变截面梁模拟袋鼠柔性脚,运用Hamilton变分原理和有限元方法,建立仿袋鼠跳跃机器人着地阶段的动力学方程;结合实例,应用Matlab对弹性势能变化和踝关节运动轨迹进行了分析;利用ANSYS和ADAMS软件对机器人进行动力学建模和运动仿真,得到了地面反力变化规律和柔性脚刚度特性;最后搭建了跳跃机器人柔性楔形脚和曲线脚的对比实验台,测得着地过程柔性楔形脚和曲线脚的加速度曲线。研究结果表明:柔性曲线脚在着地阶段,具有储存部分落地冲击能量,进而起到缓解冲击和提高机器人起跳性能。
2012, 31(12): 1904-1909.
摘要:
以某轿车为研究对象,用Adams/car软件建立整车虚拟样机模型,结合虚拟样机模型,将Taguchi稳健优化设计方法应用到平顺性优化设计中,以提高车辆的平顺性。该方法只需少量的试验及简单的信噪比分析,即可得到稳健的设计结果。该结果可以有效地控制不可控因素对车辆平顺性的影响,与传统的优化设计相比更符合实际情况,具有更强的抗干扰能力。
以某轿车为研究对象,用Adams/car软件建立整车虚拟样机模型,结合虚拟样机模型,将Taguchi稳健优化设计方法应用到平顺性优化设计中,以提高车辆的平顺性。该方法只需少量的试验及简单的信噪比分析,即可得到稳健的设计结果。该结果可以有效地控制不可控因素对车辆平顺性的影响,与传统的优化设计相比更符合实际情况,具有更强的抗干扰能力。
2012, 31(12): 1910-1915.
摘要:
针对目前企业工艺执行过程中存在的工艺执行力度不足、执行过程监控手段落后、现场信息反馈不及时等问题,提出了一套工艺过程控制系统的解决方案。通过对基于XML/XSL工艺数据无纸化浏览技术、基于RFID技术的生产过程控制与信息采集关键技术和基于系统集成的工艺临时更改关键技术的研究,加强了工艺执行的过程控制,实现了现场信息对生产相关部门的及时反馈,避免了人为失误造成的工程报废和质量事故。
针对目前企业工艺执行过程中存在的工艺执行力度不足、执行过程监控手段落后、现场信息反馈不及时等问题,提出了一套工艺过程控制系统的解决方案。通过对基于XML/XSL工艺数据无纸化浏览技术、基于RFID技术的生产过程控制与信息采集关键技术和基于系统集成的工艺临时更改关键技术的研究,加强了工艺执行的过程控制,实现了现场信息对生产相关部门的及时反馈,避免了人为失误造成的工程报废和质量事故。
2012, 31(12): 1916-1920.
摘要:
以对某方程式赛车的操纵特性进行动力学虚拟实验分析为目的,应用机械系统动力学仿真软件ADAMS建立了某方程式赛车的虚拟样机模型,并且考虑了空气动力因素。通过与转向盘角阶跃试验采集的数据的对比,验证了虚拟样机模型的准确性。在此基础上,进行了转向盘角阶跃输入、稳态回转、转向轻便性及回正性的虚拟试验。仿真结果表明:赛车瞬态响应较快,并在不同速度下都能保证适度不足转向特性,且转向轻便性及回正性良好。
以对某方程式赛车的操纵特性进行动力学虚拟实验分析为目的,应用机械系统动力学仿真软件ADAMS建立了某方程式赛车的虚拟样机模型,并且考虑了空气动力因素。通过与转向盘角阶跃试验采集的数据的对比,验证了虚拟样机模型的准确性。在此基础上,进行了转向盘角阶跃输入、稳态回转、转向轻便性及回正性的虚拟试验。仿真结果表明:赛车瞬态响应较快,并在不同速度下都能保证适度不足转向特性,且转向轻便性及回正性良好。
2012, 31(12): 1921-1926.
摘要:
研究了喷丸强化与表面完整性对TC21钛合金疲劳性能的影响规律。利用X射线应力仪、粗糙度仪、扫描电子显微镜、显微硬度计等分析了喷丸强化对TC21钛合金表面残余应力场、表面粗糙度、表面形态特征及表面加工硬化的影响作用,探讨了喷丸强化对TC21钛合金疲劳抗力的作用机制。结果表明:优化工艺参数下的喷丸强化能够显著提高TC21钛合金的疲劳抗力,然而并不是喷丸强度越高强化效果越好,而是存在着最佳的喷丸强化参数,此条件下可获得良好的表面完整性,因而疲劳抗力亦高。过高强度的喷丸处理破坏了钛合金的表面完整性,反而损害钛合金的抗疲劳性能。因此,在喷丸强化工艺参数选取时,不宜盲目地追求过高的喷丸强度,而忽视钛合金的表面完整性。
研究了喷丸强化与表面完整性对TC21钛合金疲劳性能的影响规律。利用X射线应力仪、粗糙度仪、扫描电子显微镜、显微硬度计等分析了喷丸强化对TC21钛合金表面残余应力场、表面粗糙度、表面形态特征及表面加工硬化的影响作用,探讨了喷丸强化对TC21钛合金疲劳抗力的作用机制。结果表明:优化工艺参数下的喷丸强化能够显著提高TC21钛合金的疲劳抗力,然而并不是喷丸强度越高强化效果越好,而是存在着最佳的喷丸强化参数,此条件下可获得良好的表面完整性,因而疲劳抗力亦高。过高强度的喷丸处理破坏了钛合金的表面完整性,反而损害钛合金的抗疲劳性能。因此,在喷丸强化工艺参数选取时,不宜盲目地追求过高的喷丸强度,而忽视钛合金的表面完整性。
2012, 31(12): 1927-1932.
摘要:
针对目前产品绿色设计中环境因素与技术措施冲突不易确定和解决的问题,引入约束理论(theory of constraints,TOC)和发明问题解决理论(theory of inventive problem solving,TRIZ),并基于实例推理技术(case-based reasoning,CBR)实现对过去设计经验的重用,提出了一种集成CBR、TOC和TRIZ的产品快速绿色设计模型。基于相似度计算,从实例库中调用成功的设计方案加快设计进程,结合国际可持续发展工商理事会(world business council for sustainable development,WBCSD)的七项绿色设计目标,通过当前现实树(current reality tree,CRT)分析并构建冲突解决图表(contra-diction resolution diagram,CRD)挖掘产品绿色化改进中出现的矛盾。采用TRIZ技术工具解决上述矛盾,并在此基础上快速形成产品的绿色设计方案。接线板的研究实例表明:该模型能够有效地形成绿色化产品设计方案,缩短设计周期。
针对目前产品绿色设计中环境因素与技术措施冲突不易确定和解决的问题,引入约束理论(theory of constraints,TOC)和发明问题解决理论(theory of inventive problem solving,TRIZ),并基于实例推理技术(case-based reasoning,CBR)实现对过去设计经验的重用,提出了一种集成CBR、TOC和TRIZ的产品快速绿色设计模型。基于相似度计算,从实例库中调用成功的设计方案加快设计进程,结合国际可持续发展工商理事会(world business council for sustainable development,WBCSD)的七项绿色设计目标,通过当前现实树(current reality tree,CRT)分析并构建冲突解决图表(contra-diction resolution diagram,CRD)挖掘产品绿色化改进中出现的矛盾。采用TRIZ技术工具解决上述矛盾,并在此基础上快速形成产品的绿色设计方案。接线板的研究实例表明:该模型能够有效地形成绿色化产品设计方案,缩短设计周期。
2012, 31(12): 1933-1937.
摘要:
针对回转曲面直纹面槽类零件的数控加工问题对其五轴数控编程进行研究。粗加工采用直纹面驱动方法计算加工刀轴矢量和刀位点,对计算方法进行了研究。精加工采用两点偏置法修正刀轴矢量用以减少柱刀侧铣非可展直纹面产生的原理性误差;并且提出了一种刀位点修正算法,解决了平底刀加工曲面时所产生的过切问题。实例验证表明该算法大大减小了柱刀侧铣非可展直纹面产生的原理性误差,有效的提高了加工精度与表面质量,并且使用可靠。
针对回转曲面直纹面槽类零件的数控加工问题对其五轴数控编程进行研究。粗加工采用直纹面驱动方法计算加工刀轴矢量和刀位点,对计算方法进行了研究。精加工采用两点偏置法修正刀轴矢量用以减少柱刀侧铣非可展直纹面产生的原理性误差;并且提出了一种刀位点修正算法,解决了平底刀加工曲面时所产生的过切问题。实例验证表明该算法大大减小了柱刀侧铣非可展直纹面产生的原理性误差,有效的提高了加工精度与表面质量,并且使用可靠。
2012, 31(12): 1938-1943.
摘要:
为有效控制2E12铝合金的晶间腐蚀失效行为,采用浸泡腐蚀试验、金相分析技术、扫描电镜分析技术和X射线衍射分析技术等研究了喷丸强化和应力因素对2E12-T3铝合金晶间腐蚀行为的影响规律,并探讨了作用机理。研究结果表明:2E12-T3铝合金具有很高的晶间腐蚀敏感性,拉应力会明显增强其敏感程度,而压应力则会降低其敏感性。采用合理的喷丸强化处理(喷丸强度取0.15 mmN,覆盖率取100%)能够明显降低2E12-T3铝合金的晶间腐蚀敏感性,因为喷丸在铝合金表面引入合理分布的残余压应力,同时使表层晶粒细化,铝合金的电化学活性降低,晶间的选择性腐蚀得到有效控制。然而,喷丸强度过高或喷丸覆盖率过大时,铝合金表面会存在较严重的脱层等损伤性破坏,反而会使2E12-T3铝合金的晶间腐蚀敏感程度提高。
为有效控制2E12铝合金的晶间腐蚀失效行为,采用浸泡腐蚀试验、金相分析技术、扫描电镜分析技术和X射线衍射分析技术等研究了喷丸强化和应力因素对2E12-T3铝合金晶间腐蚀行为的影响规律,并探讨了作用机理。研究结果表明:2E12-T3铝合金具有很高的晶间腐蚀敏感性,拉应力会明显增强其敏感程度,而压应力则会降低其敏感性。采用合理的喷丸强化处理(喷丸强度取0.15 mmN,覆盖率取100%)能够明显降低2E12-T3铝合金的晶间腐蚀敏感性,因为喷丸在铝合金表面引入合理分布的残余压应力,同时使表层晶粒细化,铝合金的电化学活性降低,晶间的选择性腐蚀得到有效控制。然而,喷丸强度过高或喷丸覆盖率过大时,铝合金表面会存在较严重的脱层等损伤性破坏,反而会使2E12-T3铝合金的晶间腐蚀敏感程度提高。
2012, 31(12): 1944-1948.
摘要:
对飞机实施健康管理是保证飞行安全与经济的有效手段,针对飞机关键系统健康管理决策的不确定性问题展开研究,利用监测手段的原理分析了状态监测环节中引入的不确定性。分析了信号检测与处理、阈值确定过程中的不确定性因素,分析了基于模型的寿命预测和维修决策环节中的不确定性来源。最后针对各个环节给出了相应的降低不确定性的对策。
对飞机实施健康管理是保证飞行安全与经济的有效手段,针对飞机关键系统健康管理决策的不确定性问题展开研究,利用监测手段的原理分析了状态监测环节中引入的不确定性。分析了信号检测与处理、阈值确定过程中的不确定性因素,分析了基于模型的寿命预测和维修决策环节中的不确定性来源。最后针对各个环节给出了相应的降低不确定性的对策。
2012, 31(12): 1949-1954.
摘要:
虽然扩展有限元法(XFEM)在处理裂纹等这种强不连续性问题时理论上是成功的,得到很快的发展和广泛的应用,但在实际应用中,尚存在许多技术问题如网格密度等值得研究。为了验证和提高XFEM在计算裂纹应力强度因子上的有效性,针对四结点等参元推导了XFEM的相应公式,编写了用于计算含裂纹板裂纹尖端应力强度因子的完整的Matlab程序。针对典型含裂纹平板,采用本文编写的程序计算了裂纹尖端应力强度因子,与采用传统有限元法的结果进行了对比分析,并进一步研究了网格参数,对XFEM结果的影响。结果表明,XFEM在计算裂纹尖端应力强度因子上有很好的计算精度,但其计算结果对网格密度较为敏感,在实际应用中应当引起重视。
虽然扩展有限元法(XFEM)在处理裂纹等这种强不连续性问题时理论上是成功的,得到很快的发展和广泛的应用,但在实际应用中,尚存在许多技术问题如网格密度等值得研究。为了验证和提高XFEM在计算裂纹应力强度因子上的有效性,针对四结点等参元推导了XFEM的相应公式,编写了用于计算含裂纹板裂纹尖端应力强度因子的完整的Matlab程序。针对典型含裂纹平板,采用本文编写的程序计算了裂纹尖端应力强度因子,与采用传统有限元法的结果进行了对比分析,并进一步研究了网格参数,对XFEM结果的影响。结果表明,XFEM在计算裂纹尖端应力强度因子上有很好的计算精度,但其计算结果对网格密度较为敏感,在实际应用中应当引起重视。
2012, 31(12): 1955-1958.
摘要:
提出了一种利用通孔式模具制作PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)聚合物微透镜阵列的非接触式热压印工艺。该方法采用不锈钢圆孔阵列模板对热塑性聚合物材料进行压印,利用流动态下聚合物材料的表面张力形成透镜,透镜的曲率和高度可通过调节温度、压力和持续时间来控制。利用有限元软件对压印过程进行了分析,并用自制的热压印设备进行了非接触式模压制作实验,讨论了压印的温度和压力等工艺参数,并对形成的微透镜阵列进行了光学检测。结果表明:该方法可用于热塑性聚合物光学微透镜的制作,一次成型,形成的透镜表面形貌好、位置精度高。
提出了一种利用通孔式模具制作PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)聚合物微透镜阵列的非接触式热压印工艺。该方法采用不锈钢圆孔阵列模板对热塑性聚合物材料进行压印,利用流动态下聚合物材料的表面张力形成透镜,透镜的曲率和高度可通过调节温度、压力和持续时间来控制。利用有限元软件对压印过程进行了分析,并用自制的热压印设备进行了非接触式模压制作实验,讨论了压印的温度和压力等工艺参数,并对形成的微透镜阵列进行了光学检测。结果表明:该方法可用于热塑性聚合物光学微透镜的制作,一次成型,形成的透镜表面形貌好、位置精度高。
2012, 31(12): 1959-1962.
摘要:
考虑履带起重机桁架臂构件几何尺寸、材料性能和作用载荷的随机性,基于响应面法建立了以臂架中压弯杆件稳定性为失效模式的可靠性分析模型,该模型用响应面函数代替真实的隐式功能函数,结合一次二阶矩法计算可靠度。利用该模型对现有某型号履带起重机桁架臂压弯杆件稳定性可靠性进行分析,计算结果表明,压弯杆件稳定性可靠度与载荷呈现非线性变化趋势,反映了可靠度随载荷变化的规律。
考虑履带起重机桁架臂构件几何尺寸、材料性能和作用载荷的随机性,基于响应面法建立了以臂架中压弯杆件稳定性为失效模式的可靠性分析模型,该模型用响应面函数代替真实的隐式功能函数,结合一次二阶矩法计算可靠度。利用该模型对现有某型号履带起重机桁架臂压弯杆件稳定性可靠性进行分析,计算结果表明,压弯杆件稳定性可靠度与载荷呈现非线性变化趋势,反映了可靠度随载荷变化的规律。
2012, 31(12): 1963-1966.
摘要:
以某型折臂式随车起重运输车为研究对象,利用ADAMS(Automatic Dynamic Analysis ofMechanical Systems)软件建立了它的虚拟样机模型,并对其回转工作过程进行了运动学仿真,获得了该过程中随车起重运输车的质心变化曲线。再根据力矩平衡原理,采用Matlab(Matrix Laborato-ry)软件绘出该折臂式随车起重运输车不同倾覆线段的最大起重量曲线图,分析其稳定性。分析结果表明:该随车起重运输车在前方和左前方倾翻线的位置,最大起重量小于随车吊的额定起升量,容易发生倾翻。与传统的方法相比,基于ADAMS软件的设计方法更能满足高效、灵活的设计要求。
以某型折臂式随车起重运输车为研究对象,利用ADAMS(Automatic Dynamic Analysis ofMechanical Systems)软件建立了它的虚拟样机模型,并对其回转工作过程进行了运动学仿真,获得了该过程中随车起重运输车的质心变化曲线。再根据力矩平衡原理,采用Matlab(Matrix Laborato-ry)软件绘出该折臂式随车起重运输车不同倾覆线段的最大起重量曲线图,分析其稳定性。分析结果表明:该随车起重运输车在前方和左前方倾翻线的位置,最大起重量小于随车吊的额定起升量,容易发生倾翻。与传统的方法相比,基于ADAMS软件的设计方法更能满足高效、灵活的设计要求。
2012, 31(12): 1967-1973.
摘要:
应变范围区分法(strain range partitioning,SRP)是由Manson等人于20世纪70年代初发展的一种蠕变疲劳寿命预测方法,经过不断发展和完善,成为少数几种获得实际工程应用的方法之一,并被推广应用于热机械疲劳寿命预测。本文中对SRP法的发展和应用状况进行了梳理综述,重点对基于应变范围区分法发展的总应变-应变范围区分法(total strain version of strain range parti-tioning,TS-SRP)的基本思想和建立过程进行了详细介绍,最后总结给出了TS-SRP法的基本方程、材料参数及其相关关系。
应变范围区分法(strain range partitioning,SRP)是由Manson等人于20世纪70年代初发展的一种蠕变疲劳寿命预测方法,经过不断发展和完善,成为少数几种获得实际工程应用的方法之一,并被推广应用于热机械疲劳寿命预测。本文中对SRP法的发展和应用状况进行了梳理综述,重点对基于应变范围区分法发展的总应变-应变范围区分法(total strain version of strain range parti-tioning,TS-SRP)的基本思想和建立过程进行了详细介绍,最后总结给出了TS-SRP法的基本方程、材料参数及其相关关系。
2012, 31(12): 1974-1979.
摘要:
针对当前聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)材料加工的市场需要和成形设备的现状,研制了基于单片下位机的EPS快速成形系统。确定了系统的总体设计方案,对主要组成模块,包括机械部分、电气控制部分和上位机软件部分的结构和功能进行了介绍。完成了电气系统的底层开发,实现了步进电机驱动和电热丝温度控制。最后测试了软件系统的功能并进行运行测试,证明该系统易于使用,加工精度可以满足工程需要。
针对当前聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)材料加工的市场需要和成形设备的现状,研制了基于单片下位机的EPS快速成形系统。确定了系统的总体设计方案,对主要组成模块,包括机械部分、电气控制部分和上位机软件部分的结构和功能进行了介绍。完成了电气系统的底层开发,实现了步进电机驱动和电热丝温度控制。最后测试了软件系统的功能并进行运行测试,证明该系统易于使用,加工精度可以满足工程需要。
2012, 31(12): 1980-1987.
摘要:
采用矩量法研究了飞翼布局机体设计中常采用的反弯度翼型的雷达散射特性,给出了翼型前向±60°的雷达散射截面分布及前向±30°的雷达散射截面均值。采用本文中提出的参数影响因子评价方法评价了翼型参数对雷达散射截面的影响,获得了翼型参数对雷达散射截面的影响规律和影响优先级,并简要分析了这些参数变化对气动设计可能产生的影响。研究结果表明:对翼型前向±30°的雷达散射截面均值影响较大的几何参数是翼型上下表面前缘半径、上下表面最大厚度以及后缘角。
采用矩量法研究了飞翼布局机体设计中常采用的反弯度翼型的雷达散射特性,给出了翼型前向±60°的雷达散射截面分布及前向±30°的雷达散射截面均值。采用本文中提出的参数影响因子评价方法评价了翼型参数对雷达散射截面的影响,获得了翼型参数对雷达散射截面的影响规律和影响优先级,并简要分析了这些参数变化对气动设计可能产生的影响。研究结果表明:对翼型前向±30°的雷达散射截面均值影响较大的几何参数是翼型上下表面前缘半径、上下表面最大厚度以及后缘角。
2012, 31(12): 1988-1992.
摘要:
分析了普通预警式安全带的机械结构组成和预警工作过程,针对其自身存在的不足,提出了智能预警式安全带控制系统,构建了距离预警子系统、车辆横向稳定预警子系统、车辆纵向稳定预警子系统以及碰撞预警子系统,同时确定了系统控制参数。结合智能预警安全带控制软件,设定了与前车相对时间距离、车辆横摆角速度、方向盘转角、车辆减速度4种车辆不稳定输入信号进行实验,结果表明:智能预警式安全带收紧量有效控制在0～10 cm范围内,预警力控制在0～20 N范围内,最大反应时间为19 ms,起到了预警与收紧作用,能有效地对驾乘人员提供防护。
分析了普通预警式安全带的机械结构组成和预警工作过程,针对其自身存在的不足,提出了智能预警式安全带控制系统,构建了距离预警子系统、车辆横向稳定预警子系统、车辆纵向稳定预警子系统以及碰撞预警子系统,同时确定了系统控制参数。结合智能预警安全带控制软件,设定了与前车相对时间距离、车辆横摆角速度、方向盘转角、车辆减速度4种车辆不稳定输入信号进行实验,结果表明:智能预警式安全带收紧量有效控制在0～10 cm范围内,预警力控制在0～20 N范围内,最大反应时间为19 ms,起到了预警与收紧作用,能有效地对驾乘人员提供防护。
2012, 31(12): 1993-1996.
摘要:
研究了一种基于触须算法的智能车避障方法。介绍了障碍物地图的建立、不同速度值下触须和可行驶区域的计算以及决策机制的实现。在Visual Studio 2008平台上,通过设立3个参量作为智能车路径规划的决策机制,使车辆在一个环形道路内行驶来验证系统的可行性,并依此分别给出了客观和直观的仿真结果。通过不同场景下仿真结果的对比,指出了决策机制中3个参量的作用与其意义相吻合,证明了所实现的智能车避障方法具有较高的可行性和实用性。
研究了一种基于触须算法的智能车避障方法。介绍了障碍物地图的建立、不同速度值下触须和可行驶区域的计算以及决策机制的实现。在Visual Studio 2008平台上,通过设立3个参量作为智能车路径规划的决策机制,使车辆在一个环形道路内行驶来验证系统的可行性,并依此分别给出了客观和直观的仿真结果。通过不同场景下仿真结果的对比,指出了决策机制中3个参量的作用与其意义相吻合,证明了所实现的智能车避障方法具有较高的可行性和实用性。
2012, 31(12): 1997-2002.
摘要:
为验证疲劳加载下复合材料-钛合金多钉连接的安全性,对其疲劳失效行为及剩余强度进行了试验研究。在试验过程中考虑了不同钉径、不同钉孔配合的影响,并综合应用应变位移跟踪、声发射及C扫描等方法对试验中以及试验后试验件的力学反应和破坏行为进行了检测分析。试验结果表明:在规定的载荷下,试验件经过6万次循环没有破坏发生,连接件安全可靠。不同钉径和钉孔配合方式对于连接的疲劳性能和钉载分配影响较小。钉径越大,连接件剩余强度越大,而钉孔配合方式对连接的剩余静强度影响较小。
为验证疲劳加载下复合材料-钛合金多钉连接的安全性,对其疲劳失效行为及剩余强度进行了试验研究。在试验过程中考虑了不同钉径、不同钉孔配合的影响,并综合应用应变位移跟踪、声发射及C扫描等方法对试验中以及试验后试验件的力学反应和破坏行为进行了检测分析。试验结果表明:在规定的载荷下,试验件经过6万次循环没有破坏发生,连接件安全可靠。不同钉径和钉孔配合方式对于连接的疲劳性能和钉载分配影响较小。钉径越大,连接件剩余强度越大,而钉孔配合方式对连接的剩余静强度影响较小。
2012, 31(12): 2003-2009.
摘要:
通过将轮胎简化为串联弹簧系统,对爆胎过程中轮胎径向特性变化进行了数学描述。结合爆胎轮胎切向力学特性变化,利用Simulink建立了14自由度爆胎整车模型。在100 km/h直线行驶与弯道行驶工况下,利用该模型对爆胎车辆侧向加速度、横摆角速度、车身侧倾角与Carsim进行对比仿真,所得结果较为一致。该模型对爆胎过程有了较为完整的数学描述,为爆胎车辆建模提供了基本框架。
通过将轮胎简化为串联弹簧系统,对爆胎过程中轮胎径向特性变化进行了数学描述。结合爆胎轮胎切向力学特性变化,利用Simulink建立了14自由度爆胎整车模型。在100 km/h直线行驶与弯道行驶工况下,利用该模型对爆胎车辆侧向加速度、横摆角速度、车身侧倾角与Carsim进行对比仿真,所得结果较为一致。该模型对爆胎过程有了较为完整的数学描述,为爆胎车辆建模提供了基本框架。
2012, 31(12): 2010-2013.
摘要:
为解决遗传算法优化设计中计算量过大和复合形法常陷入局部最优的问题,综合两种方法的优点,发展了一种引入最优顶点的混合优化方法。该方法首先利用遗传算法全局搜索能力强的特点获得全局最优解在设计空间中的大致位置,然后,将其作为复合形法的初始顶点进行小范围寻优搜索,最终获得全局最优解。文中将遗传算法、复合形法以及该混合方法应用于RAE2822翼型气动优化设计,结果表明,较之遗传算法和复合形法,混合优化方法计算量适中、优化结果好,具有更高的效率。
为解决遗传算法优化设计中计算量过大和复合形法常陷入局部最优的问题,综合两种方法的优点,发展了一种引入最优顶点的混合优化方法。该方法首先利用遗传算法全局搜索能力强的特点获得全局最优解在设计空间中的大致位置,然后,将其作为复合形法的初始顶点进行小范围寻优搜索,最终获得全局最优解。文中将遗传算法、复合形法以及该混合方法应用于RAE2822翼型气动优化设计,结果表明,较之遗传算法和复合形法,混合优化方法计算量适中、优化结果好,具有更高的效率。
2012, 31(12): 2014-2018.
摘要:
针对现有臭氧发生管在故障状况下难以检测处理等问题,设计了一种臭氧发生管故障诊断系统。该系统通过电流互感器对臭氧发生管在拉弧、击穿、进水等故障状况下进行故障特征提取,并对各个状态下的实验数据进行分析处理,通过选用合适的隶属度函数建立模糊集合,制定出故障诊断的判定标准,依据诊断标准对臭氧发生管的工作状态进行实时监测。而对于臭氧发生管在故障等状态下常常发生电流过大的问题,通过过流保护装置实时监测主电路的电流大小,利用D触发器产生同步信号及时关断功率管,从而避免主电路因电流过大而出现无法恢复的损坏。实验结果表明在臭氧装置长时间工作状况下,本系统可实时准确地诊断出臭氧发生管的故障,且在故障未及时处理的情况下主电路不会受到因电流过大而造成的损坏。
针对现有臭氧发生管在故障状况下难以检测处理等问题,设计了一种臭氧发生管故障诊断系统。该系统通过电流互感器对臭氧发生管在拉弧、击穿、进水等故障状况下进行故障特征提取,并对各个状态下的实验数据进行分析处理,通过选用合适的隶属度函数建立模糊集合,制定出故障诊断的判定标准,依据诊断标准对臭氧发生管的工作状态进行实时监测。而对于臭氧发生管在故障等状态下常常发生电流过大的问题,通过过流保护装置实时监测主电路的电流大小,利用D触发器产生同步信号及时关断功率管,从而避免主电路因电流过大而出现无法恢复的损坏。实验结果表明在臭氧装置长时间工作状况下,本系统可实时准确地诊断出臭氧发生管的故障,且在故障未及时处理的情况下主电路不会受到因电流过大而造成的损坏。
2012, 31(12): 2019-2022.
摘要:
对复合材料损伤构件进行胶接修理,在MTS试验机上进行强度试验,并在5个位置安装应变片,记录修理构件能够承受的最大载荷以及加载过程中的应变变化。分析结果表明:胶接补片改变了原来的应变分布,增加了试验件的强度,试验件的破坏从应变较大处开始。最佳的修补参数为复合材料修理补片与母板纤维方向成0/90°,补片大小为损伤面积的2～3倍,补片厚度为损伤深度的0.6～1倍。
对复合材料损伤构件进行胶接修理,在MTS试验机上进行强度试验,并在5个位置安装应变片,记录修理构件能够承受的最大载荷以及加载过程中的应变变化。分析结果表明:胶接补片改变了原来的应变分布,增加了试验件的强度,试验件的破坏从应变较大处开始。最佳的修补参数为复合材料修理补片与母板纤维方向成0/90°,补片大小为损伤面积的2～3倍,补片厚度为损伤深度的0.6～1倍。
2012, 31(12): 2023-2027.
摘要:
研究了交叉杆并联机床驱动力为零对加工精度的影响。根据牛顿—欧拉方程,得到交叉杆并联机床的动力学方程,解得连杆的驱动力,分析了丝杠与螺母之间的间隙对加工精度的影响。研究表明:如果丝杠与螺母之间有间隙,交叉杆并联机床在驱动力为零的位置附近,影响交叉杆并联机床的加工精度;如果预紧丝杠螺母,则不影响并联机床的加工精度,但增加螺旋副的功率消耗和磨损,而且对于经常在驱动力不为零情况下工作的交叉杆并联机床,丝杠螺母的预紧机构是多余的。提出控制一个循环工序的加工时间,使交叉杆并联机床不出现驱动力为零的位置。根据临界加工时间的长短,设置和使用丝杠螺母的预紧机构。
研究了交叉杆并联机床驱动力为零对加工精度的影响。根据牛顿—欧拉方程,得到交叉杆并联机床的动力学方程,解得连杆的驱动力,分析了丝杠与螺母之间的间隙对加工精度的影响。研究表明:如果丝杠与螺母之间有间隙,交叉杆并联机床在驱动力为零的位置附近,影响交叉杆并联机床的加工精度;如果预紧丝杠螺母,则不影响并联机床的加工精度,但增加螺旋副的功率消耗和磨损,而且对于经常在驱动力不为零情况下工作的交叉杆并联机床,丝杠螺母的预紧机构是多余的。提出控制一个循环工序的加工时间,使交叉杆并联机床不出现驱动力为零的位置。根据临界加工时间的长短,设置和使用丝杠螺母的预紧机构。
2012, 31(12): 2028-2033.
摘要:
为设计出符合消费者感性需求的产品配色,提出基于模糊层次分析法的产品配色设计方法。首先,通过因子分析法确定产品的感性意象,并对产品部件的色彩进行分析,在此基础上制作实验样本。其次,构建最优配色的模糊层次分析模型,通过调查建立模糊评判矩阵,根据消费者需求设定感性意象的主观权重。最后,求解各方案的分数并进行去模糊化处理,依据平均值和标准差对其排序,确定最优配色。结合手机的配色设计进行研究,结果表明该方法是正确可行的。
为设计出符合消费者感性需求的产品配色,提出基于模糊层次分析法的产品配色设计方法。首先,通过因子分析法确定产品的感性意象,并对产品部件的色彩进行分析,在此基础上制作实验样本。其次,构建最优配色的模糊层次分析模型,通过调查建立模糊评判矩阵,根据消费者需求设定感性意象的主观权重。最后,求解各方案的分数并进行去模糊化处理,依据平均值和标准差对其排序,确定最优配色。结合手机的配色设计进行研究,结果表明该方法是正确可行的。
2012, 31(12): 2034-2038.
摘要:
针对液气锤有效打击时间控制困难的问题,研究了液气锤工作过程的动力学特性,提出了分段时间控制方法。将液气锤的工作过程分成落锤、打击、反弹和回程4个连续阶段,为分析和求解4个阶段的有效时间范围,根据液气锤的工作原理建立了动力学模型和不同阶段的微分方程,利用Matlab对微分方程求解,并建立不同打击高度和能量下4个有效时间范围的样本。利用可编程逻辑控制器,结合有效时间样本,重新设计了液气锤的控制系统并应用于生产。实践证明:该方法简化了液气锤的部分机械结构,提高了操作的安全性,5000余次的锻打,未出现生产故障。
针对液气锤有效打击时间控制困难的问题,研究了液气锤工作过程的动力学特性,提出了分段时间控制方法。将液气锤的工作过程分成落锤、打击、反弹和回程4个连续阶段,为分析和求解4个阶段的有效时间范围,根据液气锤的工作原理建立了动力学模型和不同阶段的微分方程,利用Matlab对微分方程求解,并建立不同打击高度和能量下4个有效时间范围的样本。利用可编程逻辑控制器,结合有效时间样本,重新设计了液气锤的控制系统并应用于生产。实践证明:该方法简化了液气锤的部分机械结构,提高了操作的安全性,5000余次的锻打,未出现生产故障。
2012, 31(12): 2039-2043.
摘要:
辊式破碎机中弹簧保险装置的弹簧刚度的大小对破碎机的使用性能具有重要影响,过大的弹簧力会促使辊子磨损加快和功率消耗增大,过小的弹簧力将使破碎产物的超粒增多。针对该问题,利用ADAMS仿真软件,采用随机载荷模拟破碎机的实际工况,设置了5种不同的弹簧刚度,通过仿真分析研究了弹簧刚度与动辊角速度波动及移动距离的关系。仿真结果表明:动辊角速度波动程度与弹簧刚度不呈单调递增或递减的关系,动辊的移动距离随着弹簧刚度的增大而减小。为辊式破碎机弹簧保险装置弹簧刚度的选择与优化提供了一种新的方法。
辊式破碎机中弹簧保险装置的弹簧刚度的大小对破碎机的使用性能具有重要影响,过大的弹簧力会促使辊子磨损加快和功率消耗增大,过小的弹簧力将使破碎产物的超粒增多。针对该问题,利用ADAMS仿真软件,采用随机载荷模拟破碎机的实际工况,设置了5种不同的弹簧刚度,通过仿真分析研究了弹簧刚度与动辊角速度波动及移动距离的关系。仿真结果表明:动辊角速度波动程度与弹簧刚度不呈单调递增或递减的关系,动辊的移动距离随着弹簧刚度的增大而减小。为辊式破碎机弹簧保险装置弹簧刚度的选择与优化提供了一种新的方法。
2012, 31(12): 2044-2047,2052.
摘要:
在板料弯曲成形中,弯曲力直接影响着成形设备的选择,降低弯曲力可以有效减小成形设备的损耗。通过对温成形过程进行一定的简化假设,利用数值模拟软件对TZM合金板料包角弯曲件的温成形过程进行模拟,研究了弯曲力的变化规律,分析了毛坯开口深度、凸模倒角半径和圆角半径、摩擦系数等参数对温成形过程中的弯曲力的影响。结果表明:温成形过程中弯曲力在不同参数下的变化规律基本一致;开口缝、凸模倒角和凸模圆角只对最大弯曲力产生影响,而摩擦系数对整个成形过程中的弯曲力产生影响。弯曲力最大值与开口缝、凸模倒角和凸模圆角成反比,与摩擦系数成正比。
在板料弯曲成形中,弯曲力直接影响着成形设备的选择,降低弯曲力可以有效减小成形设备的损耗。通过对温成形过程进行一定的简化假设,利用数值模拟软件对TZM合金板料包角弯曲件的温成形过程进行模拟,研究了弯曲力的变化规律,分析了毛坯开口深度、凸模倒角半径和圆角半径、摩擦系数等参数对温成形过程中的弯曲力的影响。结果表明:温成形过程中弯曲力在不同参数下的变化规律基本一致;开口缝、凸模倒角和凸模圆角只对最大弯曲力产生影响,而摩擦系数对整个成形过程中的弯曲力产生影响。弯曲力最大值与开口缝、凸模倒角和凸模圆角成反比,与摩擦系数成正比。
2012, 31(12): 2048-2052.
摘要:
为了对三维CAD模型的检索结果能够体现模型局部细节特征的相似性差异,提出一种基于局部形状分布的三维CAD模型检索算法。在模型表面选取随机采样点;根据采样点与其邻域内各点的测地距离,构建模型在该区域相应的局部形状分布直方图;通过对比不同模型各自对应的局部形状分布直方图,实现对模型的相似性检索。实验结果表明:本文算法对三维CAD模型的检索性能优于整体形状分布算法和球面谐波算法,使模型的局部细节特征具有更高的分辨能力。
为了对三维CAD模型的检索结果能够体现模型局部细节特征的相似性差异,提出一种基于局部形状分布的三维CAD模型检索算法。在模型表面选取随机采样点;根据采样点与其邻域内各点的测地距离,构建模型在该区域相应的局部形状分布直方图;通过对比不同模型各自对应的局部形状分布直方图,实现对模型的相似性检索。实验结果表明:本文算法对三维CAD模型的检索性能优于整体形状分布算法和球面谐波算法,使模型的局部细节特征具有更高的分辨能力。
2012, 31(12): 2053-2056,2060.
摘要:
根据应力-强度分布干涉理论分别建立了行星传动系统中齿轮、行星轮轴、轴承、花键等重要零件的可靠度模型,基于行星传动是串并联混合的混联系统的特点和系统可靠性理论推导出了多级行星传动的系统可靠性模型,用VC++程序开发了相应的可靠性分析软件。运用软件计算了自主研制的风电机组变桨减速器和国外同型号产品,结果显示可靠性水平相当。针对变桨减速器初始设计可靠性分析结果,取薄弱环节加以改进并重新分析,结果表明改进后的系统可靠性明显提高。
根据应力-强度分布干涉理论分别建立了行星传动系统中齿轮、行星轮轴、轴承、花键等重要零件的可靠度模型,基于行星传动是串并联混合的混联系统的特点和系统可靠性理论推导出了多级行星传动的系统可靠性模型,用VC++程序开发了相应的可靠性分析软件。运用软件计算了自主研制的风电机组变桨减速器和国外同型号产品,结果显示可靠性水平相当。针对变桨减速器初始设计可靠性分析结果,取薄弱环节加以改进并重新分析,结果表明改进后的系统可靠性明显提高。
2012, 31(12): 2057-2060.
摘要:
应用质量守恒定律和动量守恒定律,利用大涡模拟方法并运用Fluent流体仿真软件对锥形炮管内流和近喷嘴区域的射流发展情况进行了数值模拟研究。结果表明:在考虑了炮管和喷嘴的结构参数的情况下,采用气液两相大涡模拟能够获得与实验非常接近的射流结构;锥形炮管能够显著增加初始射流的速度、降低速度梯度以及提高射流稳定性,从而对提高脉冲防暴水炮性能产生了积极的作用。
应用质量守恒定律和动量守恒定律,利用大涡模拟方法并运用Fluent流体仿真软件对锥形炮管内流和近喷嘴区域的射流发展情况进行了数值模拟研究。结果表明:在考虑了炮管和喷嘴的结构参数的情况下,采用气液两相大涡模拟能够获得与实验非常接近的射流结构;锥形炮管能够显著增加初始射流的速度、降低速度梯度以及提高射流稳定性,从而对提高脉冲防暴水炮性能产生了积极的作用。
