摘要：针对渐开线谐波传动齿廓设计中啮合侧隙过大造成传动精度降低以及柔轮轴向偏斜产生齿廓干涉等问题,提出一种基于齿条近似法的谐波传动齿廓设计方法。该方法考虑了实际啮合情况,利用齿条近似法对柔轮齿相对于刚轮齿的实际运动轨迹进行近似齿廓设计与修形。并考虑了柔轮在装配变形下的偏斜,对柔轮齿在主截面以外的其他截面进行空间齿廓设计。结果表明:基于齿条近似法设计的谐波传动齿廓啮合侧隙很小并且啮合范围很广,按照线性关系改变柔轮齿根处壁厚可以实现柔轮齿在空载状态下任意截面的无干涉啮合。

摘要：航空发动机叶片多为自由曲面类零件,抛磨加工材料去除量的均匀一致性直接决定着零件的产品性能。影响材料去除量的工艺因素较多,且这些因素直接决定着抛磨加工中磨具和工件的接触廓形和材料去除量,精确的控制抛磨接触过程中的材料去除量是实现均匀加工和获得表面完整性的关键。这里首先采用Preston接触理论和MATLAB仿真对百叶轮抛磨自由曲面构件接触区域的接触压强、磨具主轴转速等工艺参数进行分析,建立了材料去除量模型;接着采用单因素试验研究工艺参数和材料去除量规律,求取了Preston系数,对理论建模和试验结果进行对比分析。结果表明,百叶轮抛磨自由曲面的材料去除量和法向接触力的开方、磨具主轴转速成正比,和工件进给速度成反比,该模型具有较高可靠性,材料去除量的计算值和实际测量值误差不超过10%。根据工件不同的曲率半径合理的控制法向接触力、百叶轮主轴转速和工件进给速度能够获得均匀一致的材料去除量。

摘要：研究了基于数字化3D技术的全膝置换股骨假体再设计并通过激光选区熔化(SLM)技术直接制造了股骨假体,以满足医学上对全膝置换股骨假体的高适配性要求。对一名患者的全膝关节CT连续断层图像提取股骨3D模型,根据骨科医生手术规划进行了数字化3D解剖与测量,并据此对目前商业化的假体进行了重新设计。然后,利用SLM技术直接制造了再设计完成的3D股骨假体模型,并讨论了制造工艺参数、机械性能、空间优化摆放位置以及成型精度等关键技术。实验结果显示:依据患者股骨远端解剖参数可完成股骨假体的3D模型再设计并可利用SLM技术直接制造出股骨假体,单个股骨假体成型时间为5.2h,成型精度标准偏差为0.030mm,成型致密度达到99.02%;热处理后成型性能优于美国实验材料学会(ASTM)F75的铸造标准。得到的结果表明该项技术可以快速制造完成患者所需要的股骨假体,且成型性能优良。

摘要：针对燃料电池用空气悬浮压缩机,本文设计了一种背靠背形式的两级离心空压机,并进行了试验研究。首先根据设计要求,对离心空压机进行一维和三维设计,之后对压缩机内部流场进行了数值模拟计算和分析,得到了离心空压机性能曲线。最后搭建了离心压缩机试验平台,通过试验测量相关参数和性能。试验结果表明,本文设计的离心空压机满足设计要求,同时数值模拟结果与试验结果吻合程度较好。

摘要：针对采用双阀调节的恒压腔系统压力在空气流量大范围变化时的精确控制问题,提出了一种基于控制分配的恒压腔压力精准控制方法。首先,建立了虚拟放气流量的双阀控制分配算法,包括:建立满足虚拟放气流量要求且调节阀能耗最小的优化问题;通过线性矩阵不等式(Linear Matrix Inequality,LMI)求解该优化问题得到双阀实际流通面积值;考虑调节阀动态并计算调节阀控制信号指令值。其次,建立以虚拟放气流量为恒压腔控制输入的闭环负反馈回路,基于此,设计满足伺服性能和抗干扰性能要求的PI控制器,引入上述双阀控制分配算法,进而构建完整的基于控制分配的恒压腔压力控制系统。仿真结果表明,采用该方法的控制系统性能明显优于传统单阀PI控制系统性能,恒压腔压力动态相对误差小于0.07%;干扰流量最大变化率为77kg/s^(2)时,压力最大偏差低于500Pa;此外,调节阀动态时间常数和流量系数的拉偏仿真结果进一步验证了该控制器的鲁棒性。

摘要：随着光电成像技术日新月异的发展,杂散光干扰现象成为光电系统难以回避的问题。为了更好地表征可见光光学系统杂散光程度,解决现有评价方法——PST算法,无法表征杂散光入射在像面的总能量和能量分布的问题,本文提出一种优化后的等效PSTη计算方法。以一种可见光光学系统为例,通过杂散光仿真软件得到太阳光相对系统光轴各离轴角度的杂散光数据,分别使用原有PST算法和PSTη算法与杂散光辐照度分析图进行对比,结果表明PSTη算法在传统PST计算值一致时,能够更为准确表达杂散光变化趋势,由此可以更好的表征可见光光学系统杂散光分布情况。以PSTη作为评价指标设计了可见光光学系统杂散光抑制措施,验证了PSTη具备指导实际杂散光分析抑制工作的能力。该评价指标也可以推广到其他波段的成像系统中。

摘要：用γ衍射法测量中子单色器镶嵌角分布,要求γ入射束具有强度大、单能性好、发散度小等特点。为了满足上述要求,须对γ射线源(金材料)的形状和尺寸进行设计。本工作通过分析束流强度、束流发散度与束斑形状的关系,给出了金材料的矩形设计方案;通过蒙特卡罗计算,分析γ自吸收和γ康普顿散射在不同厚度下分别对束流密度和单能性的影响,给出矩形金材料在x、y、z3个方向的尺寸分别为0.6、6和10mm。用所设计的金材料制成γ源,成功实现了用γ衍射法对Ge单晶中子单色器镶嵌分布的测量。

摘要：针对低压配电网谐波污染以及无功功率失衡的问题,依据瞬时功率理论,设计了一种由并联型有源电力滤波器(APF)和晶闸管投切电容器(TSC)组成的动态无功与谐波混合补偿装置(TAPF)。建立了TAPF的通用数学模型,从定性和定量的角度给出了TAPF在电流源型非线性负载下采用传统控制策略的谐波消除机理。同时提出了一种既能完全补偿网侧谐波电流又能完全消除电网阻抗和TSC之间可能发生的谐振的双电流控制策略。并仿真分析了电网参数波动对传统控制策略和双电流控制策略的性能影响。仿真结果表明,在不同谐波次数和谐波补偿系数情况下,双电流控制策略比传统控制策略受电网参数波动的影响更小。因此双电流控制策略比传统控制策略更适合TAPF补偿电流源型非线性负载的谐波。

摘要：抛磨作为提高叶片表面质量的最后一道工序,能够显著提高叶片表面完整性,表面粗糙度是衡量叶片抛磨后表面完整性最重要的技术指标。采用六自由度机器人+百叶轮弹性磨具对叶片进行抛磨加工,首先采用单因素实验法分析了影响叶片表面粗糙度的主要工艺参数,接着采用正交试验得出了叶片抛磨加工的优化工艺参数区间,最后采用非线性回归模型对表面粗糙度进行了预测。实验验证结果表明,影响叶片表面粗糙度的主要工艺参数依次为百叶轮目数、接触压缩量、抛磨循环次数和机器人进给速度,采用川崎RS20N机器人抛磨某型号精铸汽轮机叶片,优选区间为百叶轮目数(200~600)#之间,接触压缩量为(0.2~1.2)mm,抛磨循环次数为(2~4)次,进给速度为(0.1~0.4)mm/s,在优选工艺区间进行加工,表面粗糙度均低于0.4μm,预测模型和实际抛磨结果误差率低于10%,表明该预测模型能够为实现叶片抛磨工艺参数在线控制和调整提供理论依据。

摘要：针对目前溶剂型冷补沥青混合料低温施工和易性定量评价方法欠缺的问题,设计了“等效圆法”,以散落面积S作为评价指标,对CA、LB、XR型冷补料及对照组进行低温施工和易性定量评价。研究结果表明散落面积S作为“等效圆法”的定量评价指标,不仅试验操作简单,而且与经验法所得出的低温施工和易性等级之间具有较好的相关性,显著提高了试验结果的客观性与可靠性;通过“等效圆法”得出,四种冷补料低温施工和易性依次为:对照组>CA>XR>LB;马歇尔稳定度试验表明,四种冷补料初始强度依次为:LB>CA>XR>对照组。结合试验结果,推荐冷补料性能评价指标为:散落面积S≥44πcm^(2),初始强度≥2.4 kN。