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2015年  34卷  第2期

机械动力学
手术机器人力感主手不完全重力平衡性能研究
王腾飞, 赵臣, 赵汉望
2015, 34(2): 165-168. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2015.0201
摘要:
结合力感主手动力学方程,分析了主手在不完全重力平衡时,不平衡力对主手力感性能的影响。给出了重力不平衡项的变化范围,以及在不影响力感精度前提下主手的质心位置变化范围,并应用Adams和Matlab软件联合仿真,对主手的透明性在完全重力平衡和不完全重力平衡两种状态下进行分析对比。结果表明:当质心在该范围内时,可以减小机构惯性力,提高力感性能,同时又不会影响主手的刚度和可操作性。
新型四相平板式TFPM自定位力矩研究
韩康, 史仪凯, 苏士斌, 崔田田, 马艳
2015, 34(2): 169-172. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2015.0202
摘要:
针对横向磁场永磁电机(TFPM)普遍存在的自定位力矩大的问题,提出了一种新型四相平板式TFPM结构。利用ANSYS三维电磁场单元对电机模型的自定位力矩进行有限元分析,得到电机单相自定位力矩随转子旋转角度的变化曲线。通过傅里叶变换求得到使电机总体自定位力矩最小的定子错开角度,绘制了这种情况下电机总体自定位力矩变化曲线。对样机的单相与整体自定位力矩的最大值进行了测量,实验结果表明:四相定子依次错开45°电角度时电机整体自定位力矩峰值明显降低。
6 KW柴油发电机组振动性能的有限元分析
王金林, 徐利梅, 张鸿, 谢晓梅, 姜盼秋
2015, 34(2): 173-178. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2015.0203
摘要:
以额定转速为2 400 r/min,额定功率6 KW柴油发电机组为试验样机,对带有橡胶隔振器的机组振动性能进行研究。采用有限元法得到了机组的固有特性和振动响应,分析了隔振器参数变化对机组振动性能的影响。结果表明:隔振器橡胶杨氏模量和阻尼系数增大到一定数值后,对机组的振动起到良好的抑制作用,隔振器两端的振动差距部分缩小,其它呈增大趋势。
可调节转子临界转速的新型支承设计与研究
张立华, 张雷, 陈巍巍, 刘秋皊
2015, 34(2): 179-183. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2015.0204
摘要:
支承刚度对转子系统的临界转速等动力特性有很大的影响,由此推出一种新型的刚度可调节的转子支承系统。该系统可以对水平支承刚度和垂直支承刚度进行“解耦”,有利于对转子系统进行动力学研究;该支承可对转子支承的整体刚度进行调节,从而对转子系统的临界转速进行控制。在这种新型的支承方式下,运用传递矩阵法、广义影响系数法对这种支承机构转子系统的临界转速可调节性做了理论分析,证明该新型转子支承系统可有效的对转子系统的临界转速进行调节。
柔性气动连续体机器人关节结构设计与运动学分析
赵志刚, 陈志刚
2015, 34(2): 184-187. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2015.0205
摘要:
基于气动人工肌肉和缆绳组合驱动,提出了一种三自由柔性气动连续体机器人关节,该关节具有结构紧凑、柔顺性高、控制简单等特点。通过分析该机器人关节结构特性,采用修正的D-H法,建立了其正反解运动学模型,求解了其位置运动学解和速度运动学解,通过仿真验证了关节结构的合理性和运动学方程的正确性。
一种新型3-UPS/UPR并联机构运动学分析及应用
李坤, 原大宁, 王庚祥, 赵鹏
2015, 34(2): 188-193. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2015.0206
摘要:
在4-SPS/CU并联机构的基础上提出了一种具有空间3个转动和1个移动自由度的新型3-UPS/UPR并联机构。减少了原有机构的奇异位型和对结构参数的限制,使机构的控制方案得以简化;计算了该并联机构的自由度,对其进行了运动学分析,得出了该机构输入与输出之间的映射关系;给出了该机构的位置反解,导出了该机构运动的Jacobian 矩阵与Hessian 矩阵;分析了该机构的速度、加速度以及工作空间。将此机构运用于人形机器人的颈部关节处,并对机器人头部在完成指定运动形式时机构的运动学性能进行了分析。
超磁致伸缩喷油器阀口开度建模
薛光明, 何忠波, 李冬伟, 李玉龙, 杨朝舒
2015, 34(2): 194-198. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2015.0207
摘要:
设计一种超磁致伸缩喷油器,其特点为超磁致伸缩致动器直接驱动针阀。将整个系统视为单自由度线性系统,建立了系统的动力学方程,求解得到无针阀阀体撞击时的阀口开度表达式。利用初速度分析了撞击对阀口开度的影响,并分析了静止位置和频率比两个可控参数的影响。得到稳态平衡位置要略低于静止位置,才能保证针阀无激励时可靠关闭;频率比高于5时,棒伸长量的95%都用于开启阀口的结论。
含弹性环的机器人关节变刚度驱动器设计分析
张亚平, 周建军, 陈耀, 刘成龙
2015, 34(2): 199-203. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2015.0208
摘要:
针对机器人与人共享工作环境所带来的人机交互安全问题及工作能耗大、效率低等问题,提出了一种含有弹性环的机器人关节变刚度驱动器;运用解析法分析了弹性环的刚度特性,得到其理论最大偏转角为1.5°;通过碰撞和抛球实验验证了所设计的关节驱动器的实际缓冲和储能效果;结果表明:所设计的含有弹性环的机器人关节变刚度驱动器具有良好的吸收冲击的能力,最大偏转角约为1.7°,可有效保护碰撞发生时的人机安全。同时,储能效果明显,可提高能量使用效率。
精密制造与加工
大型液压机驱动系统摩擦补偿控制
潘晴, 黄明辉, 李毅波
2015, 34(2): 204-208. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2015.0209
摘要:
为提高大型液压机驱动系统控制精度,提出了基于改进型LuGre摩擦模型的补偿控制方法。建立了液压机驱动系统的动力学模型,通过改进型LuGre模型来描述液压机的综合摩擦特性。分别设计了PID控制器、2自由度PID控制器以及模糊自适应控制器,通过仿真实验验证了补偿方案的有效性,并对比分析了3种补偿控制方案的效果。仿真结果表明:采用模糊自适应补偿控制方案效果最优,2自由度PID补偿控制方案次之,常规PID补偿效果最差。当以正弦运动作为驱动系统的输入信号时,采用模糊控制补偿方案的速度跟踪均方误差(Mean Square Error, MSE)能从PID补偿方案的5.771×10-3减小至5.903×10-4。采用模糊自适应补偿方案能有效地抑制摩擦对液压机驱动系统低速性能的不利影响,可显著提高其动态跟踪性能。
圆弧修形滚子-滚道接触变形计算的拟合方法
何贞志, 陈於学, 柳剑
2015, 34(2): 209-211. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2015.0210
摘要:
针对圆弧修形滚子-滚道接触变形没有合适计算公式的问题,提出了一种得到接触变形计算公式的新方法——基于数值计算结果的数据拟合方法。使用结构分析中的影响系数法进行了圆弧修形滚子-滚道接触时的接触变形量的计算,然后采用多元线性回归拟合方法得到了接触变形的拟合公式。该公式包括轴承尺寸参数、滚子修形参数及载荷参数,可用于圆弧修形滚子-滚道接触变形的快速计算,因此可以提高圆弧修形滚子轴承动力学特性分析的效率。
频率修正在超声变幅杆设计中的研究与应用
梁延德, 梅景放, 何福本, 周其波, 魏剑宇
2015, 34(2): 212-215. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2015.0211
摘要:
超声变幅杆在沿轴线方向作纵向振动时,由于存在泊松效应,纵向振动会引起变幅杆沿径向方向的横向振动。传统变幅杆在设计过程中,忽略横向振动的影响则会导致计算出的谐振频率高于实际频率。为了让变幅杆理论设计谐振频率与实际频率相符合,分别对简单圆柱杆和阶梯形变幅杆进行研究,推导出常用半径比范围内简单阶梯形变幅杆的频率修正公式,使其满足设计和使用要求,并可以减少能量传输过程中的能量损耗。
基于自由度约束互补集的柔顺机构可视化构型库研究
林盛, 周士钧, 王春, 王晓煜
2015, 34(2): 216-219. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2015.0212
摘要:
建立了基于自由度约束互补集的三维可视化构型库。根据所需要的柔顺机构自由度,在可视化构型库中任意位置放置工作台,在该构型库中选择自由度空间和非冗余约束,再根据其它性能指标选择非冗余约束,得到具有最优性能指标的柔顺机构。为验证通过构型库设计柔顺机构的可行性,建立了一种两移动自由度柔顺机构微动工作台几何模型,并对该模型进行了有限元仿真分析。结果表明:通过该构型库组合的柔顺机构具有结构简单,解耦输出等优点。
高速工业平缝机挑线机构轨迹精度分析
李鹏飞, 原园, 林哲, 王伟涛
2015, 34(2): 220-223. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2015.0213
摘要:
以某型高速工业平缝机挑线机构为对象,考虑构件杆长制造误差和运动副间隙误差,分析了综合误差对挑线孔轨迹精度的影响。采用微分法,获得了杆长制造误差对输出轨迹的误差传递函数;基于连续接触模型,计算了构件运动副间隙影响下的挑线轨迹;通过算例仿真和实验,讨论了综合误差对挑线机构输出轨迹精度的影响因素。
面曝光快速成形系统制作工艺参数的优化研究
胥光申, 杨根
2015, 34(2): 224-228. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2015.0214
摘要:
应用田口方法的信噪比(SN)对液面曝光辐照度、曝光时间、液面等待时间及面收缩补偿系数4个主要影响面曝光快速成形的因素进行了优化试验研究。采用自由度为26的L27(313)形式的正交表,通过实验得到各个因素不同水平对应的制作零件尺寸误差的信噪比。实验结果的直观分析和方差分析表明:面收缩补偿系数、液面曝光辐照度、面收缩补偿系数与液面曝光辐照度的交互作用及液面等待时间对制作精度有显著影响;面收缩补偿系数与液面等待时间之间的交互作用对制作精度有一定的影响。针对面曝光快速成形系统,得出了以曝光平面内的制作精度为优化目标的制作参数的最佳组合。试验结果表明:在最佳的制作工艺参数条件下,曝光平面内的制作误差在±10 μm范围内,显著提高了面曝光快速成形制作精度。
油液磨粒超声回波信号的双树复小波去噪研究
李一宁, 张培林, 徐超, 张云强
2015, 34(2): 229-233. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2015.0215
摘要:
超声回波信号反映了润滑油中磨粒的大量信息。为了提取淹没在强噪声环境下的超声回波信号,提出了一种基于双树复小波变换(DT-CWT)的油液磨粒超声散射回波信号去噪新方法。利用双树复小波变换具有近似平移不变性和有效去噪等优点,首先对超声散射回波信号进行双树复小波分解,然后对分解得到的高频系数进行阈值处理,最后进行双树复小波重构。结果表明:分解层数为6层时,去噪后信号的信噪比更高、均方误差更小、相似系数更大、幅值最大偏差更小。双树复小波变换硬阈值去噪效果比传统小波去噪效果明显好。
一种双面凸轮的反求设计方法
王细洋
2015, 34(2): 234-237. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2015.0216
摘要:
提出一种双面凸轮的反求设计和误差控制方法。从动件类加速度对轮廓曲线误差敏感,通过修正从动件类加速度曲线,以间接提高凸轮廓线精度。通过数字化测量,获得凸轮双面轮廓的点云数据,对点云数据进行精简并进行重构、装配对齐,获得凸轮轮廓实体模型。对获得的凸轮轮廓数据二次求导并拟合,获得从动件类加速度曲线和类加速度误差值。基于类加速度误差与从动件位移误差的关系函数,对轮廓线进行修正,从而消除反求误差。
基于自适应共振解调技术的滚动轴承故障诊断
潘阳, 陈安华, 蒋玲莉, 李学军
2015, 34(2): 238-241. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2015.0217
摘要:
针对现有共振解调技术中高频共振中心频率及滤波带宽确定方法不成熟的问题,提出了自适应共振解调技术。利用经验模态分解将故障信号分解成若干个固有模态函数,通过信息熵最小的固有模态函数分量确定高频共振频率,自适应选取带通滤波器的中心频率和带宽。利用Hilbert变换对滤波后的信号进行解调分析,得到包含故障特征信息的低频包络信号,提取故障特征频率,实现故障辨识。与现有共振解调方法相比,自适应共振解调方法在工程实际中应用性更强。
3DP分层切片中基于点云射线投影的NURBS曲面切片算法
李娜, 程继红, 杨继全
2015, 34(2): 242-246. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2015.0218
摘要:
给出用于三维打印机的分层切片算法。利用打印模型点云图像不同方向的分形维数参数和切片层数来确定切片方向;通过建立点云在切平面映射的NURBS曲线来拟合模型轮廓线,然后产生打印机使用的指令G代码。设计λ进制数来确定切片方向。λ进制数由两个要素组成,其一是分形维数D,其二是切片层数N,D和N都是越小越好。确定了打印方向后,可进行切片处理,得到切平面。点云图像的散乱点映射到切平面,这些点用带一定偏移量的射线来划分,射线与点云交点就是形成NURBS曲线的控制点。详细给出控制点寻找以及建立NURBS曲线及曲面的过程。首先引入分形维数参数D作为重要参数来确定切片方向,使用λ进制体系优化打印方向,提出高效的射线分割算法来分割点云,并使用NURBS曲线拟合来获得精确的边界轮廓。通过两个模型验证该算法误差都在公差允许范围内,优化了打印方向,提高了打印速度。
立铣加工钛合金颤振稳定域的研究
王明海, 高蕾, 王伟, 郑耀辉
2015, 34(2): 247-251. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2015.0219
摘要:
为了优化铣削加工中的切削参数来减小或避免再生颤振的发生,在切削加工再生颤振理论的研究基础上,以硬质合金立铣刀粗加工钛合金TA15为研究对象,建立了刀具的动力数学模型,对再生颤振稳定域在频域内进行求解;对再生颤振稳定域解析算法进行程序设计,通过提供由动态铣削实验获得的铣削力系数和由模态分析实验获得的模态参数等程序所需参数计算得到与主轴转速和轴向切深二者相关的颤振稳定域叶瓣图;最后通过对钛合金TA15进行立铣加工实验验证了颤振稳定域解析算法的准确性。
基于EMD降噪和谱峭度的轴承故障诊断方法
张超, 陈建军
2015, 34(2): 252-256. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2015.0220
摘要:
能否减小噪声干扰,提高信噪比,有效地提取故障信息是进行滚动轴承早期故障诊断的前提和关键。提出一种基于经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)和谱峭度(spectral kurtosis,SK)的滚动轴承故障诊断方法。首先对所提取的故障信号运用EMD分解,得到多个基本模式分量(intrinsic mode function,IMF),然后根据互相关系数去除伪分量,选取合适的IMF分量进行信号重构以达到降噪目的,突出高频共振成分,再应用谱峭度法确定带通滤波器的参数,最后对重构信号进行包络分析完成故障诊断。
仪器、仪表科学与技术
多材料按需微滴喷射系统设计与实验研究
舒霞云, 张鸿海
2015, 34(2): 257-262. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2015.0221
摘要:
为满足微电子制造、封装领域中不同性质材料按需精确分配的需求,提出了一种由多微滴喷射单元构成的多材料按需微滴喷射系统。该系统的微滴产生模块由用于低黏度流体材料的气动膜片式微滴喷射单元、用于熔融金属流体的压电活塞式微滴喷射单元和用于高黏度流体的机械阀式微滴喷射单元组成。同时由数字相机、模拟相机+图像采集卡构成的图像采集系统,实现液滴沉积的视觉引导对准定位,以及微滴产生过程的图像采集。利用该系统,进行水基混合物、金属焊料和环氧树脂胶的微滴喷射实验,分析了不同黏度对液体微滴喷射过程的影响,实现了金属焊料的微滴喷射,获得了平均直径为70.5 μm的焊球及焊球阵列,其直径偏差小于2%。同时也获得了平均直径为0.6 mm的环氧树脂胶点阵列,其直径偏差小于4%。实验结果表明:该系统可用于包括高黏度环氧树脂胶、金属焊料等在内的多种不同黏度的材料,实现微米级微滴的按需喷射。
基于视觉的活塞环闭口间隙自动测量关键技术研究
兰太吉, 付鲁华, 赵娜, 王仲
2015, 34(2): 263-267. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2015.0222
摘要:
提出了一种运用机器视觉测量活塞环闭口间隙的新方法,实现对闭口间隙高精度、高效率的自动化检测。该方法从被测对象定位、照明条件设置和等物距测量控制等方面,确保了测量信息源头的准确性。提出了创新的视觉检测标定方法,给测量活动提供准确方便的溯源基准;给出了针对性的闭口间隙图像处理和基于最小距离法直线拟合的数据产生路线。实验证明:该方法对活塞环闭口间隙的测量结果有良好的准确性和稳定性。
基于扫过面积法的齿轮泵卸荷面积计算
李玉龙, 刘春艳, 王生
2015, 34(2): 268-271. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2015.0223
摘要:
以小侧隙、矩形卸荷槽下的困油膨胀过程为例,依据扫过面积法的生成原理,通过啮合点和卸荷槽线与齿廓交点的动态计算,给出了卸荷面积计算的参数化精确模型。对计算结果进行虚拟验证,并分析了泵基本设计参数对卸荷面积的影响。结果表明:计算结果与虚拟测量值非常吻合,案例误差控制在3.86%左右,基于扫过面积法的卸荷面积计算方法正确;模数越大、齿数和变位系数越小,卸荷面积越大等,扫过面积法适用于任意侧隙值下的卸荷面积计算,且精确高效。
撞击流混合器流场速度时间序列的行为复杂性
张建伟, 李晓明, 王苗苗, 孙熙同, 宋艳芳
2015, 34(2): 272-276. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2015.0224
摘要:
撞击流混合器(ISM)流场包含着丰富的复杂信息,引入复杂性理论来研究ISM速度场的混沌现象,运用近似熵算法和样本熵算法计算了该系统的行为复杂性,得出样本数据长度对近似熵和样本熵影响不大的结论。不同相似容限r下的近似熵和样本熵都表现出了较好的一致性,其中,样本熵更好一些。研究表明,撞击流反应器的噪声污染较大,可通过提高转速来增加该系统的行为复杂性大小,以达到促进微观混合的目的。
运载工程
多轴车辆悬架及转向系统多领域统一建模与仿真
赵岩, 丁建完, 陈立平
2015, 34(2): 277-281. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2015.0225
摘要:
针对多领域系统建模与仿真,传统的软件联合仿真方法存在软件接口复杂、求解不稳定、模型结构分散等问题,基于多领域统一建模与仿真技术Modelica,提出了层次划分和参数化拓扑的建模方法,以此方法建立5轴车辆悬架及转向系统模型库并搭建整车虚拟样机模型。以5轴整车模型操纵稳定性仿真为例,说明该技术在系统设计验证中的应用;用该模型库快速开发同系列9轴车辆整车模型,验证模型库可重用性。研究表明:多领域统一建模方法能够用于多轴车辆悬架及转向系统设计验证,具有软件架构简单、模型可重用等优点。
双横臂独立悬架导向机构优化仿真及参数化台架实验验证
何磊, 陈辛波, 黄露, 王磊
2015, 34(2): 282-286. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2015.0226
摘要:
针对双横臂悬架导向机构,要获得前轮定位参数随车轮上下跳动而变化的预期目标,必须进行参数优化设计,但其设计结果是否准确、可信,取决于设计过程所取数学模型是否正确。建立基于ADAMS/View软件的双横臂悬架导向机构仿真模型,优化了导向参数在车轮跳动过程中的变化特性,并利用自主研制的参数可调式双横臂悬架导向机构实验台构建优化后的悬架机构实物模型,进行机构模型实测数据与仿真结果的对比分析,以验证仿真模型和优化结果的可靠性。结合仿真优化及台架验证,可使双横臂悬架导向机构的分析与设计更为可靠、高效。
尾部非光滑表面对于不同车型的气动特性分析
杨易, 聂云, 徐永康, 范光辉, 伍奕桦
2015, 34(2): 287-290. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2015.0227
摘要:
将凹坑型非光滑表面布置在不同车型的尾部,研究其对气动阻力的影响。通过数值计算方法,得出不同车型的气动阻力值,并对比试验结果验证其可靠性。同时模拟出3种不同车型的尾部流场、压力等参数,并对比分析光滑模型与非光滑模型之间的参数差异,分析尾部非光滑车表减阻的机理。研究表明:尾部非光滑表面对于不同车型均有一定程度的减阻效果。
基于微分对策的四轮转向汽车路径追踪算法研究
刘坤, 唐新蓬
2015, 34(2): 291-295. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2015.0228
摘要:
采用微分对策的基本理论和方法,在推导出的四轮转向车辆平面运动微分方程的基础上,建立了四轮转向汽车自动追踪给定路径的微分对策模型,并利用微分对策最优条件,提出了最优控制目标和求解算法。利用Matlab软件,针对该算法对车辆进行高速双移线、高速蛇形运动和低速圆周运动路径追踪进行了仿真计算。仿真结果表明:在四轮转向车辆路径自动追踪的研究中应用微分对策的理论和方法,可以有效提高车辆操纵稳定性和路径追踪精度。
摩托车座垫底板的有限元分析及形貌优化
刘嘉敏, 韩耀顺, 李连泽, 王鹏, 刘亦哲
2015, 34(2): 296-300. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2015.0229
摘要:
建立摩托车座垫底板的有限元模型,对其进行静力学分析和模态分析。同时考虑到底板的静态多工况刚度问题和动态频率特性问题,采用线性加权方法将多目标问题转化为单目标问题,实现对底板结构多工况下的多目标形貌优化设计。优化后的底板获得了最优的加强筋布局,最大变形量减少52.2%,最大应力减少42.2%,一阶固有频率增加9.0%,静动态性能均得到显著的改善,达到了预期的优化效果。
智能车辆的行为动力学运动规划方法研究
韩改宁, 傅卫平, 郝大鹏, 王雯
2015, 34(2): 301-306. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2015.0230
摘要:
针对城市道路行驶的动态环境和智能车辆的典型驾驶行为,提出一种基于行为动力学的运动规划方法。根据智能车辆的导航控制要求,以航向角和线速度为行为控制变量,建立了基于行为动力学的运动规划模型。根据对智能车辆行驶环境和典型驾驶行为的分析,建立运动规划模型的坐标系;根据行为动力学原理,分别用吸引子和排斥子表达目标和障碍物,并建立趋向目标和避障的行为控制变量的吸引子和排斥子模型;通过吸引力和排斥力加权合成,建立了智能车辆行为动力学运动规划模型,实现了车辆在横向的航向角控制和纵向上的速度控制。仿真实验表明:所建立的行为动力学运动规划模型可实现车道保持、换道及超车等行为,并且能在车道内安全行驶。
特种车辆转向性能及优化
高钦和, 邵亚军, 程洪杰
2015, 34(2): 307-310. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2015.0231
摘要:
建立了两轴转向特种车辆的三自由度动力学模型,得到车辆转向性能评价参数与前轮转角之间的传递函数。通过建立的ADAMS虚拟样机模型,进行车辆的虚拟试验,验证了数学模型的正确性。对模型进行阶跃响应分析,针对高速行驶时车辆转向的不平稳性,对影响车辆转向性能的结构参数进行改进,得出对车辆转向性能有改善作用的结构尺寸范围。
材料科学
初始缺陷对平纹编织C/SiC复合材料热膨胀系数的影响
姚磊江, 王梦, 陈刘定, 童小燕
2015, 34(2): 311-314. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2015.0232
摘要:
基于有限元细观计算力学(FECM)提出了一种获得平纹编织C/SiC复合材料的初始缺陷对其热膨胀系数影响关系的方法。首先通过扫描电镜(SEM)观察将初始缺陷进行分类并利用SEM图对各类初始缺陷的分布特征进行测量和统计,然后依据测量和统计结果建立含初始缺陷的宏观材料代表体积单元(RVE)和纤维束RVE有限元模型,最后采用FECM方法预测含各类初始缺陷宏观材料RVE的热膨胀系数。基于以上方法得到了各类初始缺陷与宏观材料热膨胀系数之间的定量映射关系。
非均匀挤毁测试研究C110套管的变形规律
林元华, 邓宽海, 曾德智, 向俊科, 王木乐, 刘婉颖
2015, 34(2): 315-319. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2015.0233
摘要:
为完善套管非均匀挤毁失效机理的理论研究,开展了C110套管的非均匀挤毁实验,通过精密的压力试验机给套管施加非均匀载荷,进而得到套管不同载荷下的径向位移。采用在套管外壁粘贴电阻应变片的方式来测量套管在挤毁过程中的应变,进而得到了套管的屈服载荷、失稳载荷以及套管在非均匀载荷下的变形规律和失效机理。
航空、宇航工程
微波霍尔推力器表面波等离子体源的实验研究
杨涓, 石峰, 王阳, 金逸舟, 马艳杰
2015, 34(2): 320-324. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2015.0234
摘要:
在微波霍尔推力器中,微波通过窗口耦合到霍尔加速通道,在通道底部介质板附近产生表面波等离子体以抑制振荡。表面波等离子体能否顺利产生将直接影响推力器本身的性能,为此,开展微波霍尔推力器表面波等离子体源的真空实验研究。在不同微波输出功率条件下,分别以氪、氩气为工质,以陶瓷和石英材料为介质板,通过改变流量,得到了表面波等离子体的产生规律。采用朗缪尔探针,实验诊断了介质板附近的表面波等离子体密度。实验结果表明:和陶瓷介质板相比,石英介质板对微波的损耗低,表面波更容易稳定产生;朗缪尔探针的诊断结果表明,石英介质板附近等离子体的电子密度高于对应的临界电子密度,证明本实验等离子体为表面波等离子体。
某起落架收放试验故障分析及间隙影响分析
王钰龙, 魏小辉, 印寅, 宋晓晨, 倪华近
2015, 34(2): 325-328. doi: 10.13433/j.cnki.1003-8728.2015.0235
摘要:
为了分析某型飞机前起落架在收放试验中出现试验件变形、机构卡滞的问题,结合试验现象,对整个机构进行载荷分析,得出机构故障机理,即关键传力部件之间存在间隙。在理论分析的基础上进行ADAMS多刚体动力学分析,对主要受力构件进行有限元分析,随后从制造误差和装配误差两个方面分析运动副间隙可能的取值范围,进而进行运动副含间隙情况下起落架机构卡滞位置的载荷分析,分析结果表明:装配误差导致的运动副间隙使得关键传力部件后拉杆出现8.31 mm变形,最大应力达到1 220 MPa,已超过材料的屈服极限,使得结构变形、机构传力路径改变进而导致机构卡滞。