摘要：At present, the inner cutters of a full face rock tunnel boring machine (TBM) and transition cutter edge angles are designed on the basis of indentation test or linear grooving test. The inner and outer edge angles of disc cutters are characterized as symmetric to each other with respect to the cutter edge plane. This design has some practical defects, such as severe eccentric wear and tipping, etc. In this paper, the current design theory of disc cutter edge angle is analyzed, and the characteristics of the rock-breaking movement of disc cutters are studied. The researching results show that the rotational motion of disc cutters with the cutterhead gives rise to the difference between the interactions of inner rock and outer rock with the contact area of disc cutters, with shearing and extrusion on the inner rock and attrition on the outer rock. The wear of disc cutters at the contact area is unbalanced, among which the wear in the largest normal stress area is most apparent. Therefore, a three-dimensional model theory of rock breaking and an edge angle design theory of transition disc cutter are proposed to overcome the flaws of the currently used TBM cutter heads, such as short life span, camber wearing, tipping. And a corresponding equation is established. With reference to a specific construction case, the edge angle of the transition disc cutter has been designed based on the theory. The application of TBM in some practical project proves that the theory has obvious advantages in enhancing disc cutter life, decreasing replacement frequency, and making economic benefits. The proposed research provides a theoretical basis for the design of TBM three-dimensional disc cutters whose rock-breaking operation time can be effectively increased.

摘要：页岩气采用滚动开发的方式,且存在部分平台在煤层气和页岩气同平台开采,并且有部分平台存在煤层气和页岩气同平台开采的情况,气井之间压力差异显著,同平台井间干扰严重制约着低压井的生产。通过运用引射增压技术,能够实现高压气井与低压气井之间的能量传递,从而达到利用高压气井能量以及为低压气井增压的目的。本文介绍了引射增压技术的原理和结构,并运用气体动力学方法对引射器进行设计,利用FLUENT软件作为求解工具,对设计的引射装置开展数值模拟,获得了引射器内流体的压力云图和速度云图。同时,采用控制变量法对引射器主要结构参数进行优化,和初步设计相比,将引射系数从0.23提升至0.31,验证了引射器可利用高压气井井的压力,减少井间干扰。

摘要：为解决山地果园运输困难的问题,设计了一种山地果园遥控单轨运输机。该单轨运输机由链轮链条机构实现驱动;单轨依地形铺设,适应了复杂地形的运输需要;机架装有防脱轨防侧倒装置,防止运行时单轨运输机脱轨和侧倒。以人工驾驶单轨运输机为研究对象,设计了一套遥控驾驶系统,实现单轨运输机的遥控驾驶。试验表明,该单轨运输机上坡可载重300 kg,爬坡角度不大于38°,下坡载重1 000 kg,转弯半径不小于4 m,其控制系统遥控距离可达300 m,工作可靠,适合山地果园作业。

摘要：针对某型发动机外涵道机匣的极致轻量化设计需求,首先以结构刚度最大化为目标,开展了薄壁机匣结构复杂工况下的加筋布局拓扑优化设计;进一步考虑机匣服役工况下的屈曲稳定性要求,系统性研究了工程常见4种加筋构型与结构抗屈曲性能的关联关系;最后,考虑制造工艺约束,建立了外涵道机匣的周期性加筋参数化模型,综合结构刚度、强度和稳定性要求,构建了基于加筋应力水平和结构抗屈曲性能等的综合优化设计目标,并开展了加筋尺寸优化设计。优化得到的外涵道机匣加筋设计方案较原始设计模型减重近40%,与1.3 mm等厚机匣相比,不仅满足结构刚度与强度设计要求,同时实现了结构外部压强临界屈曲载荷212.9%的提升,有效保障了发动机机匣严酷载荷工况下的服役稳定性。

摘要：分析了严酷载荷工况下航空发动机外部系统支架的力学性能,以两种极限载荷工况下的支架柔顺度为目标函数,采用增材制造材料横观各向同性模型,开展了面向增材制造的外部系统支架拓扑优化设计与性能校核。金属激光增材制造样件的力学试验表明:面向增材制造的支架设计较初始结构质量减小约15%,刚度增大约20%,一阶固有频率提高约15%,结构强度显著增大。该方案实现了1个外部系统支架、2个管路支架和4颗铆钉的一体化增材制造,有效提升了发动机装配质量和效率,顺利通过地面静载和发动机点火试验。

摘要：通过对中国传统家具生产企业的调研,发现企业对中式家具设计在理念、方法等方面存在认识、观念等方面问题。指出中式家具设计首先要认清设计创新的本质,其次要重视中式美的内涵挖掘,还要高度注意尺度的精准比例,以及要正确处理设计的数量与质量的关系,才能在产品上实现质的超越、量的突破。

摘要：目前国内柑橘育苗钵装填转运基本靠人工作业,生产效率低下。为了解决这一问题,该研究提出了一种可一次装填105钵的间歇式柑橘育苗钵机械装填转运机,采用EDEM对装填转运机基质分流过程进行分析,确定了基质分流部件分流板偏移量及高度的参数组合,设计了卸料机构的连杆传动方案,计算了各杆长度,分析了车架结构的强度,确定了车架结构的尺寸参数,并设计了整机的控制电路。加工试验样机,在搅拌机设定转速下,重复装填转运试验10次。试验结果表明,样机运行稳定,单次基质装填平均量330.5 kg,单次装填钵数105钵,平均装填时间约60 s,转运装置行走速度可达1.2 m/s,苗钵卸载下落可靠,排列整齐;单个育苗钵的平均最大装填量3.23 kg,最小装填量3.03 kg,平均装填量3.15 kg。样机结构设计合理,装填效率高,能够实现均匀装填、稳定转运的作业要求。研究结果可为后续柑橘苗钵装填转运设备的研制和优化提供参考。

摘要：加筋壁板是飞机机身和机翼中常见的典型承力结构,其在轴压和机身弯矩载荷作用下极易发生屈曲失效,严重制约飞行器安全性能与服役周期。飞机结构静强度校核时多采用经验公式进行工程计算,其中加筋壁板结构承载能力的工程计算与机身框结构端部支持系数的选取密切相关。现有飞机型号研制中端部支持系数的选取通常较为保守,结构安全裕度大、质量冗余,阻碍了飞行器轻量化水平的进一步提升。为此,首先基于欧拉长柱失稳理论,建立了基于切缝法的典型飞机壁板结构端部支持系数仿真计算模型;同时深入分析了端部支持系数与加筋壁板结构和支撑框段的耦合作用关系;进一步地,分析了框、长桁等结构特征参数对端部支持系数的影响规律,并分别开展了框、长桁-蒙皮以及框-长桁-蒙皮协同优化的飞机壁板结构抗屈曲设计;最后,基于增材制造缩比样件和轴压屈曲试验,验证了典型壁板结构抗屈曲优化设计方法的有效性。所建立的仿真分析模型和优化设计方法实现了飞机壁板结构抗屈曲性能的有效提升,对进一步提升飞机性能指标具有重要意义。

摘要：为进一步控制地震作用下基础隔震结构的地震响应,融合负刚度与惯容的减震优势,开展了负刚度-惯容阻尼器(Negative Stiffness Inerter Damper,NSID)对隔震结构减震性能提升研究。基于NSID-隔震结构耦合系统的状态空间方程,推导了Clough-Penzien谱输入下耦合系统随机地震响应;综合NSID设计成本和隔震结构减震性能提升需求,提出了基于成本控制的NSID参数优化方法;通过对比NSID、黏滞阻尼器(Viscous Damper,VD)、负刚度阻尼器(Negative Stiffness Damper,NSD)、惯容阻尼器(Viscous Inerter Damper,VID)对隔震结构在近场脉冲型地震作用下的控制效果,阐明了NSID对隔震结构减震控制的优势。研究结果表明:基础隔震复合NSID的减震措施可以有效降低隔震结构的隔震层位移,以及上部结构层间位移和绝对加速度响应;由于负刚度元件的存在,NSID对隔震结构位移的控制效果稍劣于VID,但优于NSD和VD;优化设计的NSID综合了惯容和负刚度对隔震结构层间位移和绝对加速度的控制优势,对隔震结构层间位移和绝对加速度的控制效果优于VD、VID和NSD。

摘要：设计一种以单履带为行走机构的山地果园运输车,该山地果园运输车由单履带行走装置、车架、传动装置、动力系统等组成,其主体外形尺寸为1 540mm×600mm×815mm。根据整车质心分析和人机工程学确定车辆的结构和运动参数,并利用Creo建立三维模型,计算出车辆的质心位置。根据车辆的质心位置分析车辆在横向坡面和纵向坡面的稳定性。对该山地果园运输车样机在满载情况下进行不同工作环境的测试,结果表明:设计的山地果园运输车的最大载荷为75kg,具备上10°纵向坡,下30°纵向坡以及通过20°横向坡面和通过各种复杂路面的能力。该运输车能够较好地满足山地果园横向运输要求。