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2013年 32卷 第7期
2013, 32(7): 937-941.
摘要
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摘要:
提出一种新型的液压传导储能风力发电系统模型。该模型采用液压系统传导储能,有效改善风电波动性,降低风机的制造维护成本,并实现功率及电压控制。通过液压传导将发电机及相关控制系统降至地面,能够降低一定的风机制造成本。通过对该模型的分析和实验,证明该新型系统能适用于中小型风力发电系统并且可以有效克服现有风力发电系统的一些缺陷。液压储能实现异时发电并改善风电的波动性,而通过调节液压系统来进行稳压,则无需电力稳压系统。
提出一种新型的液压传导储能风力发电系统模型。该模型采用液压系统传导储能,有效改善风电波动性,降低风机的制造维护成本,并实现功率及电压控制。通过液压传导将发电机及相关控制系统降至地面,能够降低一定的风机制造成本。通过对该模型的分析和实验,证明该新型系统能适用于中小型风力发电系统并且可以有效克服现有风力发电系统的一些缺陷。液压储能实现异时发电并改善风电的波动性,而通过调节液压系统来进行稳压,则无需电力稳压系统。
2013, 32(7): 942-945.
摘要:
五轴机床万能主轴头空间误差建模的传统方法采用齐次变换矩阵(HTM)进行运算,计算过程复杂,物理意义很难理解。提出了一种主轴头空间误差的简化建模方法。综合考虑了主轴头两个旋转轴的运动误差和刀具热误差对主轴头空间精度造成的影响。优化了机床运动坐标系设置,从而降低了空间误差模型的复杂性。基于刚体运动学原理,描述了主轴头的运动误差传递关系。结合实例,推导出了主轴头空间误差的数学表达式,其建模过程简单,物理意义明确。
五轴机床万能主轴头空间误差建模的传统方法采用齐次变换矩阵(HTM)进行运算,计算过程复杂,物理意义很难理解。提出了一种主轴头空间误差的简化建模方法。综合考虑了主轴头两个旋转轴的运动误差和刀具热误差对主轴头空间精度造成的影响。优化了机床运动坐标系设置,从而降低了空间误差模型的复杂性。基于刚体运动学原理,描述了主轴头的运动误差传递关系。结合实例,推导出了主轴头空间误差的数学表达式,其建模过程简单,物理意义明确。
2013, 32(7): 946-949.
摘要:
针对现有商业化微滴按需喷射装置需根据喷射材料性质定制而较难直接用于研究不同材料喷射行为的现存问题,设计并实现了一种基于电磁致动器的机械振动式低成本微滴按需喷射装置。该装置由激振系统,喷射坩埚及相应的低氧环境保护系统,加热及温度控制调节系统组成。采用该微滴喷射装置进行试验,通过调整电磁致动器激励电压脉宽成功实现了不同喷射频率下水和石蜡微滴的按需可控喷射,试验结果证明了该装置的稳定性以及实现不同材料微滴喷射的可行性。
针对现有商业化微滴按需喷射装置需根据喷射材料性质定制而较难直接用于研究不同材料喷射行为的现存问题,设计并实现了一种基于电磁致动器的机械振动式低成本微滴按需喷射装置。该装置由激振系统,喷射坩埚及相应的低氧环境保护系统,加热及温度控制调节系统组成。采用该微滴喷射装置进行试验,通过调整电磁致动器激励电压脉宽成功实现了不同喷射频率下水和石蜡微滴的按需可控喷射,试验结果证明了该装置的稳定性以及实现不同材料微滴喷射的可行性。
2013, 32(7): 950-954.
摘要:
为揭示预应力切削对钛合金Ti6Al4V加工表面残余应力的调整机理,探讨切削时锯齿形切屑的形成过程,基于预应力切削原理建立了钛合金的预应力切削有限元模型,模拟了0、280 MPa和560 MPa这3种预应力下的锯齿形切屑形成过程以及已加工表面的残余应力分布。结果表明:采用预应力切削方法可以调整钛合金已加工表面的残余应力状态;预应力对锯齿形切屑的形成过程和切屑特征无明显影响;在材料弹性极限内施加越大的预应力,表面层残余压应力效果越显著,次表层最大残余压应力值越高,残余压应力层分布也越深。
为揭示预应力切削对钛合金Ti6Al4V加工表面残余应力的调整机理,探讨切削时锯齿形切屑的形成过程,基于预应力切削原理建立了钛合金的预应力切削有限元模型,模拟了0、280 MPa和560 MPa这3种预应力下的锯齿形切屑形成过程以及已加工表面的残余应力分布。结果表明:采用预应力切削方法可以调整钛合金已加工表面的残余应力状态;预应力对锯齿形切屑的形成过程和切屑特征无明显影响;在材料弹性极限内施加越大的预应力,表面层残余压应力效果越显著,次表层最大残余压应力值越高,残余压应力层分布也越深。
2013, 32(7): 955-962.
摘要:
针对目前人机布局优化问题人机约束多、无算法,提出了一种符合人机特性的蚁群算法。为了将人机约束考虑在布局优化设计中,本文以载人潜水器主控制台的布局优化为例,采用层次分析法对主控制台人机特性定量分析,在此基础上结合蚁群算法进行主控台布局优化设计,并使用JACK软件模拟比较。结果证明:文中提出的符合人机特性的蚁群算法能够将人机约束和算法结合,从而得出符合人机约束的布局设计,提高操作员的工作舒适度。这种算法也能够广泛地用于其它人机环境的布局优化设计中。
针对目前人机布局优化问题人机约束多、无算法,提出了一种符合人机特性的蚁群算法。为了将人机约束考虑在布局优化设计中,本文以载人潜水器主控制台的布局优化为例,采用层次分析法对主控制台人机特性定量分析,在此基础上结合蚁群算法进行主控台布局优化设计,并使用JACK软件模拟比较。结果证明:文中提出的符合人机特性的蚁群算法能够将人机约束和算法结合,从而得出符合人机约束的布局设计,提高操作员的工作舒适度。这种算法也能够广泛地用于其它人机环境的布局优化设计中。
2013, 32(7): 963-967.
摘要:
舰载机依靠蒸汽弹射器输出的弹射力推动其达到起飞速度,因此控制弹射力的输出尤为重要,为了分析研究蒸汽弹射器对弹射力输出的控制,本文阐明了蒸汽弹射器中控制蒸汽流量的发射阀结构和基本工作原理,提出发射阀中测量杆的位移与流通面积的计算方法,从而求解蒸汽流量,并结合蒸汽弹射器的热力学变化过程进行数学建模。以C13型弹射器为例进行仿真,通过实验数据的对比分析,说明了本文所建模型的可行性和正确性,其仿真结果可为蒸汽弹射器的设计与试验提供有益参考。
舰载机依靠蒸汽弹射器输出的弹射力推动其达到起飞速度,因此控制弹射力的输出尤为重要,为了分析研究蒸汽弹射器对弹射力输出的控制,本文阐明了蒸汽弹射器中控制蒸汽流量的发射阀结构和基本工作原理,提出发射阀中测量杆的位移与流通面积的计算方法,从而求解蒸汽流量,并结合蒸汽弹射器的热力学变化过程进行数学建模。以C13型弹射器为例进行仿真,通过实验数据的对比分析,说明了本文所建模型的可行性和正确性,其仿真结果可为蒸汽弹射器的设计与试验提供有益参考。
2013, 32(7): 968-972.
摘要:
提出了基于部分参数显式化格式的缩减基快速计算方法,实现了大规模结构的快速计算。该方法通过计算结构的不同总成设计参数对结构刚度的敏感度,并依此将结构划分成敏感和非敏感两类总成,然后将敏感总成设计参数部分显式化,而非敏感总成使用初始设计参数进行叠加。按照一定采样方式构建减基空间,再利用减基空间对原系统进行减缩实现快速计算。通过数值算例验证,此方法并不影响结构响应的计算精度,同时还可以提高计算效率、节省计算机内存空间。
提出了基于部分参数显式化格式的缩减基快速计算方法,实现了大规模结构的快速计算。该方法通过计算结构的不同总成设计参数对结构刚度的敏感度,并依此将结构划分成敏感和非敏感两类总成,然后将敏感总成设计参数部分显式化,而非敏感总成使用初始设计参数进行叠加。按照一定采样方式构建减基空间,再利用减基空间对原系统进行减缩实现快速计算。通过数值算例验证,此方法并不影响结构响应的计算精度,同时还可以提高计算效率、节省计算机内存空间。
2013, 32(7): 973-975.
摘要:
假设粗糙表面轮廓高度服从高斯分布,并将两粗糙表面间的接触等效为粗糙表面与光滑刚性表面的接触。由均方根粗糙度和平均凸峰坡度得出接触点的平均半径和单位面积内的接触点个数,分别建立了用圆柱体和圆锥台来表现接触粗糙峰的两种有限元模型,对接触热导率进行了数值预测。通过对比发现,用圆柱体来表现粗糙峰的模型计算出的结果与试验吻合较好,且其误差随界面载荷的增大而减小。
假设粗糙表面轮廓高度服从高斯分布,并将两粗糙表面间的接触等效为粗糙表面与光滑刚性表面的接触。由均方根粗糙度和平均凸峰坡度得出接触点的平均半径和单位面积内的接触点个数,分别建立了用圆柱体和圆锥台来表现接触粗糙峰的两种有限元模型,对接触热导率进行了数值预测。通过对比发现,用圆柱体来表现粗糙峰的模型计算出的结果与试验吻合较好,且其误差随界面载荷的增大而减小。
2013, 32(7): 976-981.
摘要:
证据理论是一种用于描述不确定变量的非连续概率模型,本文提出一种基于证据理论的可靠性设计方法。在该方法中,将证据理论视为具有一定非精确概率分布的区间模型,运用区间模型的功能度量法,通过在约束函数中改变优化变量的取值摄动起作用约束中的不确定变量从而求得问题中不确定变量的最不可靠点,再综合运用序列优化策略与基于信赖域的响应面方法求得系统的最优解。算例表明,此方法能够解决基于证据理论的单学科及多学科可靠性设计问题并且具有较好的计算效率。
证据理论是一种用于描述不确定变量的非连续概率模型,本文提出一种基于证据理论的可靠性设计方法。在该方法中,将证据理论视为具有一定非精确概率分布的区间模型,运用区间模型的功能度量法,通过在约束函数中改变优化变量的取值摄动起作用约束中的不确定变量从而求得问题中不确定变量的最不可靠点,再综合运用序列优化策略与基于信赖域的响应面方法求得系统的最优解。算例表明,此方法能够解决基于证据理论的单学科及多学科可靠性设计问题并且具有较好的计算效率。
2013, 32(7): 982-986.
摘要:
湍流是风的特性之一,也是风力机动载荷的主要来源。国际标准IEC-61400-1中推荐使用Mann风湍流模型模拟脉动风速。Mann模型涉及的理论非常复杂,一般的设计人员难于理解,应用时也难于入手。为此,本文以文献[3,7]为基础,对Mann风湍流模型进行了详细推导,重点阐述了该模型理论上的简化。发现了文献[3,7]中参数ζ1和ζ2表达式不准确,本文提出了其修正表达式,对比显示修正后的参数大幅提高了风功率谱低频范围的模拟精度。利用改进后的参数模拟Kaimal经验风谱,以谱理论为准则,讨论了空间点数对数值模拟脉动风速的影响,得到了模拟各个风速分量时空间点数的推荐值。利用空间点数的推荐值,得到了空间三维脉动风速。
湍流是风的特性之一,也是风力机动载荷的主要来源。国际标准IEC-61400-1中推荐使用Mann风湍流模型模拟脉动风速。Mann模型涉及的理论非常复杂,一般的设计人员难于理解,应用时也难于入手。为此,本文以文献[3,7]为基础,对Mann风湍流模型进行了详细推导,重点阐述了该模型理论上的简化。发现了文献[3,7]中参数ζ1和ζ2表达式不准确,本文提出了其修正表达式,对比显示修正后的参数大幅提高了风功率谱低频范围的模拟精度。利用改进后的参数模拟Kaimal经验风谱,以谱理论为准则,讨论了空间点数对数值模拟脉动风速的影响,得到了模拟各个风速分量时空间点数的推荐值。利用空间点数的推荐值,得到了空间三维脉动风速。
2013, 32(7): 987-990.
摘要:
根据柔性机翼前缘的变形要求,以离散体结构拓扑优化为出发点,以实际位移与目标位移之间的偏差为目标,建立目标优化函数。采用类树形结构的载荷路径建立初始构形,利用遗传算法(GA)进行结构拓扑优化,并结合拓扑结构优化结果进行二次优化,获得更优解。通过ANSYS仿真分析,结果表明该方法是可行的。
根据柔性机翼前缘的变形要求,以离散体结构拓扑优化为出发点,以实际位移与目标位移之间的偏差为目标,建立目标优化函数。采用类树形结构的载荷路径建立初始构形,利用遗传算法(GA)进行结构拓扑优化,并结合拓扑结构优化结果进行二次优化,获得更优解。通过ANSYS仿真分析,结果表明该方法是可行的。
2013, 32(7): 991-995.
摘要:
以新型起落架收放试验全电伺服控制气动载荷模拟系统为研究对象,建立新型全电伺服控制系统的数学模型,采用MATLAB/SIMULINK软件对该数学模型进行仿真。研究结果表明:仿真结果与试验结果吻合良好,最大误差在7%以内,平均误差在4%以内。验证了该全电伺服控制气动载荷试验模拟系统的合理性与有效性,说明本文设计的全电伺服控制气动载荷模拟系统自动化程度高、响应速度快、控制精度高以及可靠性好,并具有很好的载荷跟随性。
以新型起落架收放试验全电伺服控制气动载荷模拟系统为研究对象,建立新型全电伺服控制系统的数学模型,采用MATLAB/SIMULINK软件对该数学模型进行仿真。研究结果表明:仿真结果与试验结果吻合良好,最大误差在7%以内,平均误差在4%以内。验证了该全电伺服控制气动载荷试验模拟系统的合理性与有效性,说明本文设计的全电伺服控制气动载荷模拟系统自动化程度高、响应速度快、控制精度高以及可靠性好,并具有很好的载荷跟随性。
2013, 32(7): 996-1000.
摘要:
在试验台架上对鱼雷进行冷、热车试验时,试验台架与壳体之间的接触刚度对试验结果有很大影响,同时也是考察台架是否压坏鱼雷试件的一个重要因素,本文中使用ABAQUS软件对鱼雷壳体与台架的接触刚度进行有限元建模计算,并与理论计算结果进行对比。对结果中的接触应力集中及接触应力曲线不连续等现象进行了分析,讨论了壳体弹性模量对接触应力曲线不连续性的影响。结果表明:在壳体上存在应力集中区域的附近同时存在着接触应力曲线沿环向的分布不连续现象,进一步的研究表明接触应力曲线的不连续程度与壳体弹性模量有关,弹性模量越大,该曲线的不连续程度越大。
在试验台架上对鱼雷进行冷、热车试验时,试验台架与壳体之间的接触刚度对试验结果有很大影响,同时也是考察台架是否压坏鱼雷试件的一个重要因素,本文中使用ABAQUS软件对鱼雷壳体与台架的接触刚度进行有限元建模计算,并与理论计算结果进行对比。对结果中的接触应力集中及接触应力曲线不连续等现象进行了分析,讨论了壳体弹性模量对接触应力曲线不连续性的影响。结果表明:在壳体上存在应力集中区域的附近同时存在着接触应力曲线沿环向的分布不连续现象,进一步的研究表明接触应力曲线的不连续程度与壳体弹性模量有关,弹性模量越大,该曲线的不连续程度越大。
2013, 32(7): 1001-1005.
摘要:
对基于形状记忆合金(SMA)驱动器的变体机翼后缘结构进行了设计分析与精确控制研究。经过详细准确的计算分析,确定了SMA的规格和布局方案,然后在CATIA软件中建立实体模型并通过数控加工得到变体机翼后缘模型;设计了基于数字信号处理(DSP)的测控系统,采用分段控制和PID控制相结合的控制策略,分别对变体机翼后缘第三旋转关节结构和整体结构的偏转进行了精确控制实验,结果表明偏转角度最大误差小于4%,响应时间小于6.7 s,初步实现了变体后缘偏转的精确控制。
对基于形状记忆合金(SMA)驱动器的变体机翼后缘结构进行了设计分析与精确控制研究。经过详细准确的计算分析,确定了SMA的规格和布局方案,然后在CATIA软件中建立实体模型并通过数控加工得到变体机翼后缘模型;设计了基于数字信号处理(DSP)的测控系统,采用分段控制和PID控制相结合的控制策略,分别对变体机翼后缘第三旋转关节结构和整体结构的偏转进行了精确控制实验,结果表明偏转角度最大误差小于4%,响应时间小于6.7 s,初步实现了变体后缘偏转的精确控制。
2013, 32(7): 1006-1011.
摘要:
为了研究6 kW静音型柴油发电机组排风通道结构对空气流动阻力的影响,通过计算流体力学方法(CFD)分析排风通道内流体模型的压力场和流场分布,研究了排风通道内风阻的影响因素。通过改变阻风板、消声器相对位置和排风出口形状、尺寸,对比风阻变化及流体流速变化。结果表明移动阻风板,扩大排风通道体积及移动消声器相对阻风板的距离可以减小风阻,同时增大排风出口处U型挡板宽度可以减小风阻,当不考虑排风出口处吸音海绵表面粗糙度时其厚度对风阻影响不大。为排风通道结构设计和优化提供理论依据。
为了研究6 kW静音型柴油发电机组排风通道结构对空气流动阻力的影响,通过计算流体力学方法(CFD)分析排风通道内流体模型的压力场和流场分布,研究了排风通道内风阻的影响因素。通过改变阻风板、消声器相对位置和排风出口形状、尺寸,对比风阻变化及流体流速变化。结果表明移动阻风板,扩大排风通道体积及移动消声器相对阻风板的距离可以减小风阻,同时增大排风出口处U型挡板宽度可以减小风阻,当不考虑排风出口处吸音海绵表面粗糙度时其厚度对风阻影响不大。为排风通道结构设计和优化提供理论依据。
2013, 32(7): 1012-1016.
摘要:
针对某机车在4档运行时司机室的操纵台的异常振动问题,利用VTCL-DSP信号采集与分析系统对操纵台在机车加速和等速过程中的振动信号进行了测试与分析并采用了悬置刚度匹配法与能量解耦法对此系统进行了研究,认为橡胶隔振块刚度匹配不合理而引起的操纵台悬置系统的耦合共振是操纵台异常振动的主要原因,并对悬置系统提出了优化方案。通过在MATLAB中进行的仿真验证与改进方案的试验验证,确定操纵台的异常振动得到了有效的控制。
针对某机车在4档运行时司机室的操纵台的异常振动问题,利用VTCL-DSP信号采集与分析系统对操纵台在机车加速和等速过程中的振动信号进行了测试与分析并采用了悬置刚度匹配法与能量解耦法对此系统进行了研究,认为橡胶隔振块刚度匹配不合理而引起的操纵台悬置系统的耦合共振是操纵台异常振动的主要原因,并对悬置系统提出了优化方案。通过在MATLAB中进行的仿真验证与改进方案的试验验证,确定操纵台的异常振动得到了有效的控制。
2013, 32(7): 1017-1021.
摘要:
复合材料蜂窝夹层板因其良好的力学特性及质量轻等优点在工程中得到了广泛应用,但其抗冲击能力较差。本文研究了复合材料蜂窝夹层板受低速冲击后的变形和损伤情况,采用光滑粒子动力学结合有限元数值模拟方法分析了复合材料蜂窝夹层板受不同能量冲击后的响应,并通过试验和模拟计算结果对比分析,给出了不同冲击能量下复合材料蜂窝夹层板的位移和损伤。研究结果表明:给出的复合材料蜂窝夹层板冲击数值模型能够合理的模拟低速冲击行为,能为工程中复合材料蜂窝夹层板结构受冲击损伤的测定提供参考依据。
复合材料蜂窝夹层板因其良好的力学特性及质量轻等优点在工程中得到了广泛应用,但其抗冲击能力较差。本文研究了复合材料蜂窝夹层板受低速冲击后的变形和损伤情况,采用光滑粒子动力学结合有限元数值模拟方法分析了复合材料蜂窝夹层板受不同能量冲击后的响应,并通过试验和模拟计算结果对比分析,给出了不同冲击能量下复合材料蜂窝夹层板的位移和损伤。研究结果表明:给出的复合材料蜂窝夹层板冲击数值模型能够合理的模拟低速冲击行为,能为工程中复合材料蜂窝夹层板结构受冲击损伤的测定提供参考依据。
2013, 32(7): 1022-1026.
摘要:
智能车行驶过程中的运动轨迹规划方法是智能车辆技术研究的重要组成部分。给出了运动轨迹规划方法研究的主要内容,讨论了该方法涉及的关键技术:轨迹曲率连续技术,轨迹动态规划技术和轨迹优化技术,并分析了各种技术的优点和不足之处。最后,在总结全文的基础上对运动轨迹规划方法今后的发展方向做出了展望。
智能车行驶过程中的运动轨迹规划方法是智能车辆技术研究的重要组成部分。给出了运动轨迹规划方法研究的主要内容,讨论了该方法涉及的关键技术:轨迹曲率连续技术,轨迹动态规划技术和轨迹优化技术,并分析了各种技术的优点和不足之处。最后,在总结全文的基础上对运动轨迹规划方法今后的发展方向做出了展望。
2013, 32(7): 1027-1031.
摘要:
实现多源仿真数据的协同可视化是产品设计师洞察所设计产品性能的有效途径,针对目前对仿真数据的查看都是基于与商用软件的交互操作来实现的,提出了应用于异构机械产品性能分析仿真软件的数据提取方案。通过研究仿真软件的数据提取方法、固有的数据格式及二进制文件的解析方法,定义了一种可以兼容各种仿真分析数据的统一数据格式,重点研究了统一数据模型的建立及框架结构的设计,论述了数据提取的流程,最后通过Ansys和Abaqus结果文件的数据提取对框架结构进行了验证,实现了在脱离商业仿真软件环境下实时查看仿真数据。
实现多源仿真数据的协同可视化是产品设计师洞察所设计产品性能的有效途径,针对目前对仿真数据的查看都是基于与商用软件的交互操作来实现的,提出了应用于异构机械产品性能分析仿真软件的数据提取方案。通过研究仿真软件的数据提取方法、固有的数据格式及二进制文件的解析方法,定义了一种可以兼容各种仿真分析数据的统一数据格式,重点研究了统一数据模型的建立及框架结构的设计,论述了数据提取的流程,最后通过Ansys和Abaqus结果文件的数据提取对框架结构进行了验证,实现了在脱离商业仿真软件环境下实时查看仿真数据。
2013, 32(7): 1032-1035.
摘要:
大型车载光电设备一般在野外工作,其行使路线的地形比较复杂,所以要求载车跨越障碍的能力较高。车载设备一般是在购进的越野车二类底盘上安装各种仪器装配而成,各种仪器质量总和往往与二类底盘的质量相当甚至超过二类底盘的质量,所以整车的重心位置可以调整的范围较大,而整车重心位置和跨越障碍的高度有关。所以以6×6型越野载车为例,分析了载车前、中、后轮跨越垂直障碍临界状态的力学模型,推导了整车重心纵向位置与载车前、中、后轮越障高度的关系方程式,提出了基于重心的确定车上设备位置方法,为确定车载光电设备的仪器安装位置提供了理论依据。
大型车载光电设备一般在野外工作,其行使路线的地形比较复杂,所以要求载车跨越障碍的能力较高。车载设备一般是在购进的越野车二类底盘上安装各种仪器装配而成,各种仪器质量总和往往与二类底盘的质量相当甚至超过二类底盘的质量,所以整车的重心位置可以调整的范围较大,而整车重心位置和跨越障碍的高度有关。所以以6×6型越野载车为例,分析了载车前、中、后轮跨越垂直障碍临界状态的力学模型,推导了整车重心纵向位置与载车前、中、后轮越障高度的关系方程式,提出了基于重心的确定车上设备位置方法,为确定车载光电设备的仪器安装位置提供了理论依据。
2013, 32(7): 1036-1041.
摘要:
应用平衡环技术抑制滚筒洗衣机脱水振动已成为发展趋势。但由于轴线水平,重力的作用使得球体相对脱水桶周期振荡,且模型本身难以转为合适的自治形式。为分析带有球体平衡环的滚筒洗衣机振动稳定性,建立了滚筒洗衣机平面振动模型,开发了适合周期解稳定性分析的伪弧长单参数延拓算法与分岔点的双参数追踪算法。应用该算法求解发现了系统周期解的倍周期、半周期、环面与叉形分岔现象,并指出了低速区的3个失稳区域。通过数值仿真验证了分岔结论的正确性。
应用平衡环技术抑制滚筒洗衣机脱水振动已成为发展趋势。但由于轴线水平,重力的作用使得球体相对脱水桶周期振荡,且模型本身难以转为合适的自治形式。为分析带有球体平衡环的滚筒洗衣机振动稳定性,建立了滚筒洗衣机平面振动模型,开发了适合周期解稳定性分析的伪弧长单参数延拓算法与分岔点的双参数追踪算法。应用该算法求解发现了系统周期解的倍周期、半周期、环面与叉形分岔现象,并指出了低速区的3个失稳区域。通过数值仿真验证了分岔结论的正确性。
2013, 32(7): 1042-1045.
摘要:
为了寻找一种直观、有效的液压系统运行状态监测方法,研究了基于电信号的图形化液压系统运行状态实时监测技术。该项技术通过Hilbert变换对实时电信号的基频分量进行快速提取,以保证监测系统的实时性;并利用李萨如方法对电信号进行融合,形成图形化的液压系统状态监测技术。在此基础之上,应用LabVIEW软件对运行状态在线监测系统进行整体设计,并进行液压系统极限工况试验,验证了该项技术的可靠性及实用性,为液压系统运行状态监测提供了新的思路。
为了寻找一种直观、有效的液压系统运行状态监测方法,研究了基于电信号的图形化液压系统运行状态实时监测技术。该项技术通过Hilbert变换对实时电信号的基频分量进行快速提取,以保证监测系统的实时性;并利用李萨如方法对电信号进行融合,形成图形化的液压系统状态监测技术。在此基础之上,应用LabVIEW软件对运行状态在线监测系统进行整体设计,并进行液压系统极限工况试验,验证了该项技术的可靠性及实用性,为液压系统运行状态监测提供了新的思路。
2013, 32(7): 1046-1048.
摘要:
厨余垃圾处理系统为厨余垃圾资源化处理提供有效的场所。本文基于微生物发酵原理,采用固液分离、烘干、粉碎、发酵等工艺,及可编程逻辑控制器PLC控制,设计了一种新型厨余垃圾自动处理系统,实现厨余垃圾的资源化处理。测试结果表明:该系统处理效率较高,厨余垃圾最终生成乳酸及优质饲料,完成对厨余垃圾的回收再利用。
厨余垃圾处理系统为厨余垃圾资源化处理提供有效的场所。本文基于微生物发酵原理,采用固液分离、烘干、粉碎、发酵等工艺,及可编程逻辑控制器PLC控制,设计了一种新型厨余垃圾自动处理系统,实现厨余垃圾的资源化处理。测试结果表明:该系统处理效率较高,厨余垃圾最终生成乳酸及优质饲料,完成对厨余垃圾的回收再利用。
2013, 32(7): 1049-1053.
摘要:
陀螺随机漂移是影响寻北精度的重要因素,小波消噪方法对小波基和分解尺度等因素依赖性较强。提出了一种新的基于功率谱密度准则的经验模态分解(EMD)去噪方法,可有效解决传统EMD去噪自适应滤波器截止阶数难以确定的难题,该方法将经验模态分解得到的固有模态函数(IMF)分为信号分量起主导作用模态与噪声分量起主导作用模态,并对噪声分量起主导作用的模态进行类似小波软阈值去噪的方法进行滤波,然后与信号分量起主导作用的模态共同对信号重建实现去噪。将该方法应用于测试信号与陀螺信号的去噪,结果表明:新方法能有效地判断噪声与信号起主导作用的模态分界点,具有良好的去噪效果,且不受主观参数的影响,具有自适应性。
陀螺随机漂移是影响寻北精度的重要因素,小波消噪方法对小波基和分解尺度等因素依赖性较强。提出了一种新的基于功率谱密度准则的经验模态分解(EMD)去噪方法,可有效解决传统EMD去噪自适应滤波器截止阶数难以确定的难题,该方法将经验模态分解得到的固有模态函数(IMF)分为信号分量起主导作用模态与噪声分量起主导作用模态,并对噪声分量起主导作用的模态进行类似小波软阈值去噪的方法进行滤波,然后与信号分量起主导作用的模态共同对信号重建实现去噪。将该方法应用于测试信号与陀螺信号的去噪,结果表明:新方法能有效地判断噪声与信号起主导作用的模态分界点,具有良好的去噪效果,且不受主观参数的影响,具有自适应性。
2013, 32(7): 1054-1059.
摘要:
为了寻求滚筒采煤机正常工作时自身产生振动与冲击的原因,经过对滚筒上截齿受到的截割阻力与牵引阻力以及该两力在采煤机的牵引方向和竖直方向分力进行分析,得知两分力大小与截齿的切削厚度和旋转角度位置有关;研究了滚筒上受到的瞬时力与平均力的计算方法,推导了综合旋转角度和切削厚度的载荷波动系数的计算公式,并对所建立的公式进行了仿真模拟。结果表明:截齿数目从偶数增加1变为奇数时,载荷的波动系数的值明显减小;截齿从奇数增加1变为偶数时,载荷的波动系数不一定减小;适量的增加滚筒上同一螺旋线上截齿的数目可以有效的减小载荷的波动系数;为了提高截齿的使用寿命和可靠性以及滚筒的稳定性,减小滚筒和整个采煤机的冲击性,同一螺旋线上一周内截齿的数目应该尽量选用奇数。
为了寻求滚筒采煤机正常工作时自身产生振动与冲击的原因,经过对滚筒上截齿受到的截割阻力与牵引阻力以及该两力在采煤机的牵引方向和竖直方向分力进行分析,得知两分力大小与截齿的切削厚度和旋转角度位置有关;研究了滚筒上受到的瞬时力与平均力的计算方法,推导了综合旋转角度和切削厚度的载荷波动系数的计算公式,并对所建立的公式进行了仿真模拟。结果表明:截齿数目从偶数增加1变为奇数时,载荷的波动系数的值明显减小;截齿从奇数增加1变为偶数时,载荷的波动系数不一定减小;适量的增加滚筒上同一螺旋线上截齿的数目可以有效的减小载荷的波动系数;为了提高截齿的使用寿命和可靠性以及滚筒的稳定性,减小滚筒和整个采煤机的冲击性,同一螺旋线上一周内截齿的数目应该尽量选用奇数。
2013, 32(7): 1060-1064.
摘要:
影响汽车无级变速器传动效率的决定性因素是夹紧力控制。过小的夹紧力会导致金属带与带轮产生滑转,过度的滑动会使金属带与带轮接触面间磨损严重,同时有效转矩传递的可靠性也随之下降。过大的夹紧力不但会增加不必要的摩擦损失,而且会降低金属带及带轮使用寿命,所需较大的液压系统压力也会导致发动机消耗于油泵的能量增加。通过对滑转率的分析和研究可以合理确定夹紧力的数值使其大小适度并一直处于最佳夹紧状态,无级变速器的传动效率就可以得到效提高。
影响汽车无级变速器传动效率的决定性因素是夹紧力控制。过小的夹紧力会导致金属带与带轮产生滑转,过度的滑动会使金属带与带轮接触面间磨损严重,同时有效转矩传递的可靠性也随之下降。过大的夹紧力不但会增加不必要的摩擦损失,而且会降低金属带及带轮使用寿命,所需较大的液压系统压力也会导致发动机消耗于油泵的能量增加。通过对滑转率的分析和研究可以合理确定夹紧力的数值使其大小适度并一直处于最佳夹紧状态,无级变速器的传动效率就可以得到效提高。
2013, 32(7): 1065-1068,1073.
摘要:
为了提高三角网格曲面五轴加工的加工效率,提出了基于最大材料去除率(maximal materialremoval rate,MMR)的平底刀五轴加工刀轨生成算法。首先计算无曲率干涉且具有最大材料去除率的网格曲面五轴加工的刀具方位角;然后在确定网格曲面可能干涉区域的基础上,提出刀触点处干涉性假设,并以最大材料去除率、刀具无曲率干涉和全局干涉为约束条件,采用二分法确定具有最大材料去除率的无干涉刀具方位角;最后采用截面线法生成三角网格曲面MMR平底刀五轴加工刀轨。通过实验验证了采用文中算法生成的刀轨进行加工能够获得较高的加工效率和表面质量。
为了提高三角网格曲面五轴加工的加工效率,提出了基于最大材料去除率(maximal materialremoval rate,MMR)的平底刀五轴加工刀轨生成算法。首先计算无曲率干涉且具有最大材料去除率的网格曲面五轴加工的刀具方位角;然后在确定网格曲面可能干涉区域的基础上,提出刀触点处干涉性假设,并以最大材料去除率、刀具无曲率干涉和全局干涉为约束条件,采用二分法确定具有最大材料去除率的无干涉刀具方位角;最后采用截面线法生成三角网格曲面MMR平底刀五轴加工刀轨。通过实验验证了采用文中算法生成的刀轨进行加工能够获得较高的加工效率和表面质量。
2013, 32(7): 1069-1073.
摘要:
基于Marguerre曲板理论、von Karman大变形理论和气动力活塞理论建立超音速气流中三维复合材料曲壁板的有限元模型。分析了不同边界条件下复合材料曲壁板的曲率对曲壁板颤振边界特性的影响规律。结果显示:1)当曲率较小时,颤振是由曲壁板前两阶模态耦合产生,颤振临界动压随着曲率的增大而减小;2)当曲率较大时,颤振危险模态会随曲率增大而发生变化,颤振临界动压也会表现出复杂的变化规律;3)曲率较小时,四边固支曲壁板的颤振临界动压高于四边简支曲壁板;4)当曲率较大时,四边简支曲壁板的颤振临界动压可能大于四边固支曲壁板。
基于Marguerre曲板理论、von Karman大变形理论和气动力活塞理论建立超音速气流中三维复合材料曲壁板的有限元模型。分析了不同边界条件下复合材料曲壁板的曲率对曲壁板颤振边界特性的影响规律。结果显示:1)当曲率较小时,颤振是由曲壁板前两阶模态耦合产生,颤振临界动压随着曲率的增大而减小;2)当曲率较大时,颤振危险模态会随曲率增大而发生变化,颤振临界动压也会表现出复杂的变化规律;3)曲率较小时,四边固支曲壁板的颤振临界动压高于四边简支曲壁板;4)当曲率较大时,四边简支曲壁板的颤振临界动压可能大于四边固支曲壁板。
2013, 32(7): 1074-1078,1083.
摘要:
在分析疲劳裂纹产生机理的基础上,将塑性应变能和临界平面结合起来,同时引入剪应变能比例因子,提出一种新的多轴损伤参量,通过试棒单轴低循环疲劳试验应力应变曲线得到总的塑性应变能,进而得到一种新的多轴疲劳寿命预测模型。通过对比分析,得到了最佳剪应变能比例因子。使用该模型、Chen-Xu-Huang(CXH)模型、Liu-Wang(LW)模型对某型发动机涡轮盘销钉孔低循环疲劳寿命进行预测,并与真盘试验结果进行对比。结果表明,该多轴疲劳寿命预测模型预测误差为20.5%,优于CXH和LW模型。
在分析疲劳裂纹产生机理的基础上,将塑性应变能和临界平面结合起来,同时引入剪应变能比例因子,提出一种新的多轴损伤参量,通过试棒单轴低循环疲劳试验应力应变曲线得到总的塑性应变能,进而得到一种新的多轴疲劳寿命预测模型。通过对比分析,得到了最佳剪应变能比例因子。使用该模型、Chen-Xu-Huang(CXH)模型、Liu-Wang(LW)模型对某型发动机涡轮盘销钉孔低循环疲劳寿命进行预测,并与真盘试验结果进行对比。结果表明,该多轴疲劳寿命预测模型预测误差为20.5%,优于CXH和LW模型。
2013, 32(7): 1079-1083.
摘要:
简介了中国汽车工业近几年的发展状况,指出开展汽车用关键部件-汽车发动机起动器新产品开发的必要性和迫切性。明确了汽车发动机用起动器应完成的功能,简介了其基本工作原理与分类。主要对传统的直流有刷电动式、汽油式、压缩空气式等几种起动器的工作原理、基本结构及其特点进行了论述;构造出一种低速大扭矩电机直驱式起动器,简介了其工作原理及特点,明确指出这种直驱式一体化起动器将成为今后的主要发展方向。
简介了中国汽车工业近几年的发展状况,指出开展汽车用关键部件-汽车发动机起动器新产品开发的必要性和迫切性。明确了汽车发动机用起动器应完成的功能,简介了其基本工作原理与分类。主要对传统的直流有刷电动式、汽油式、压缩空气式等几种起动器的工作原理、基本结构及其特点进行了论述;构造出一种低速大扭矩电机直驱式起动器,简介了其工作原理及特点,明确指出这种直驱式一体化起动器将成为今后的主要发展方向。
2013, 32(7): 1084-1088,1092.
摘要:
不变量是几何结构的本质描述,利用不变量进行物体识别、形状描述是计算机视觉中非常活跃的一个研究领域,其中图像中不变量特征的提取与构造是最终实现图像目标识别的关键技术之一。在基于目标不变量的复杂场景三维重建中,有时会遇到对多条共面二次曲线(二次曲线族)不变量的计算问题。从实际应用的角度出发,首先将二次曲线族表示为一个多变量矩阵,然后利用不变量理论研究二次曲线族不变量的计算方法,最后通过算法举例,给出了共面二次曲线族不变量的计算过程,并进行了算法验证。
不变量是几何结构的本质描述,利用不变量进行物体识别、形状描述是计算机视觉中非常活跃的一个研究领域,其中图像中不变量特征的提取与构造是最终实现图像目标识别的关键技术之一。在基于目标不变量的复杂场景三维重建中,有时会遇到对多条共面二次曲线(二次曲线族)不变量的计算问题。从实际应用的角度出发,首先将二次曲线族表示为一个多变量矩阵,然后利用不变量理论研究二次曲线族不变量的计算方法,最后通过算法举例,给出了共面二次曲线族不变量的计算过程,并进行了算法验证。
2013, 32(7): 1089-1092.
摘要:
针对把手引导曲线设计过程中需要考虑联动、销轴直径、引导距离、引导高度等因素的影响,提出了一种基于参数化设计的引导曲线设计方法;在相对坐标系的基础上,通过公式推导及对法则曲线的应用,求解出引导曲线的精确结果;在建模软件中,直接将引导曲线应用于把手建模曲面设计,实现了引导曲线精确求解及与建模过程的无缝过渡。
针对把手引导曲线设计过程中需要考虑联动、销轴直径、引导距离、引导高度等因素的影响,提出了一种基于参数化设计的引导曲线设计方法;在相对坐标系的基础上,通过公式推导及对法则曲线的应用,求解出引导曲线的精确结果;在建模软件中,直接将引导曲线应用于把手建模曲面设计,实现了引导曲线精确求解及与建模过程的无缝过渡。
