摘要：为了揭示具有纵向和横向分量的外加变位磁场对TIG电弧增材成形过程中电弧和熔池传热与流动的影响机理,基于流体动力学软件Fluent,建立了电弧与熔池耦合的三维瞬态模型。对比分析了不同角度的变位磁场对电弧形貌、电磁力、热流密度、熔池形貌及熔池速度场的影响规律与机理。结果表明:无外加磁场时,电弧与熔池对称分布,施加变位磁场时,电弧和熔池中产生周向旋转和偏向一侧的电磁力,使电弧与熔池发生旋转与偏移,熔池除了具有由内向外的流动,还具有围绕中心旋转和偏向一侧的流动;增大变位磁场的变位角度使横向磁场分量减小,纵向磁场分量增加,从而使偏向一侧的电磁力减小,周向旋转电磁力增大,进而使电弧偏转与熔池偏移减弱,熔池旋转流动趋势增强。研究结论可为后续磁控电弧增材制造传热、传质的机理分析及工艺参数的选择提供理论依据和参考。

摘要：斜盘式轴向柱塞泵作为液压启闭机系统的关键动力组件,其运动特性直接关系到液压启闭机系统的整体运行特性。为分析斜盘式轴向柱塞泵的动态特性,基于ADAMS平台,根据斜盘式轴向柱塞泵的运动规律,在ADAMS中添加各类约束,实现对斜盘式轴向柱塞泵的运动学和动力学仿真分析,获取斜盘式轴向柱塞泵在不同工况下主要零部件的位移、速度和加速度特性曲线。对比分析仿真结果与理论计算规律,验证了ADAMS仿真模型的正确性,为研究和分析斜盘式轴向柱塞泵动态性能提供了一种有效的方法。

摘要：针对海洋浮标能量补充问题,设计了一种海洋浮标能量补充系统。浮标在波浪的作用下产生晃动,位于浮标内部的能量补充系统采集晃动动能并将其转换成稳定的电能,用于浮标补电或储存;确定了海洋浮标能量补充系统的工作原理、设计方案和结构组成;根据晃动摆的运动原理,建立了晃动摆的转矩方程;运用AQWA模拟浮子在一级规则波与不规则波作用下的运动特性,将浮子的横摇角位移作为仿真模型的输入,运用Adams与AMESim联合仿真,搭建系统机电耦合仿真模型,验证了设计方案的合理性。结果表明,在一级规则波与不规则波作用下,能量补充系统均可发出3.3 V、1 A的直流电,实现稳定的电能输出,可给浮标补电或蓄电池充电。

摘要：水轮发电机组中的碳刷在运行的过程中产生的碳粉在接触面会导致振动、高温、打火等问题,从而引发与之配对的集电环表面出现损伤,这种损伤的累计会进一步恶化电机的运行环境。针对此问题,从影响碳刷服役性能的主要因素、检测方法及碳刷选型标准等三方面进行分析研究,介绍了制造工艺、材料配方、运行工况等三种因素影响下碳刷物理性能和载流摩擦磨损性能的变化,重点分析了其对碳刷的载流摩擦磨损性能影响,以及碳刷性能的检测方法和碳刷的选型标准。为水轮发电机组碳刷的选型与检测、性能升级等提供思路。

摘要：针对现有多目标粒子群算法多样性不佳,难以平衡多目标优化的全局搜索和局部寻优的能力,提出了一种元胞多目标粒子群算法。在分析多目标粒子算法理论基础上,该算法将元胞自动机思想融入粒子群算法,研究粒子之间相互关系和信息传递机制,并提出一种粒子飞行速度控制策略。实验证明,新算法相对于4种比较算法,在求解含有无约束和有约束的多目标优化问题时有更好的收敛性和多样性,将其应用于盘式制动器优化设计,得到的解精度更高。

摘要：针对圆周四等分深孔内键槽加工精度不高、加工键槽与基准通槽对称度较难控制及加工对称度较差等问题,在分析产生对称度超差的基础上,运用形位公差测量原理,结合空间对称度误差测量及评定方法,提出利用投影直线与基准直线夹角的方式确定对称度误差及基于对称度在线检测及补偿的新式加工方法。设计双层组合式手动自定心夹具,实现径向自定心定位和轴向端面定位,同时,将内置基准通槽参考基面导出并确保其精度能够被有效检测和控制;设计联机式多自由度对称度检测装置,提出利用该装置实现对称度误差量的检测及装置有效控制的基本方法,并在此基础上开发了自动检测对称度误差量的数控程序;通过采用数控插齿机伺服控制回转轴的角度补偿及斜向让刀的平移补偿方法,并结合数控系统程序控制定角度加工的方式实现了高对称度深孔内键槽的批量加工。深孔内键槽加工实例证明,夹具结构及联机式多自由度对称度检测装置具有较好的可靠性,且基于对称度检测及补偿的深孔内键槽插削加工方法能够稳定的控制加工对称度在0.03 mm以内,从而验证了此方法的合理性和准确性,为高对称度深孔内键槽的加工提供了一种新的途径。

摘要：架空输电线路导线在服役过程中经常会受到覆冰影响,引发安全事故,我国是发生输电线路覆冰事故较多的国家之一,为此针对架空导线开展抗结冰工作对保障电力系统安全运行具有重要意义。利用废旧硅橡胶复合绝缘子伞裙制备一种超疏水粉末,与环氧树脂按一定比例喷涂在玻璃基底上制备超疏水表面,其水接触角可达154°。将制备的粉末喷涂在钢芯铝绞线表面上,对其自清洁、抗结冰及表面耐久性进行测试。研究结果表明:在低温环境下具有硅橡胶粉末/环氧树脂超疏水涂层的导线相比原始导线具有更好的抗结冰性能,在相同环境温度下,相同时间内其结冰量只有原始导线的一半,可以有效延缓结冰,且在光照、腐蚀、反复除冰的环境下,也具有抗冰耐久性。该制备方法简单可行、效率高,能实现废旧材料的循环利用,可进一步应用于生产实践。

摘要：多孔储液材料因其优异的自润滑性能备受关注,特别是其孔隙结构参数与性能间对应关系的研究一直是学术界和工业界亟待解决的问题。针对该类多孔储液材料,从来源、制备方法以及摩擦学特性等方面对其发展脉络及面临的问题进行梳理和分析,认为在仿生关节软骨制备适合工业应用的摩擦副方面,如何提取关键仿生特征参数是关键。目前在进行服役可靠性、工况适应性分析时,多用孔隙率来表征多孔结构特征,在明晰孔隙形态参数(孔径,分布,贯通型等)与力学-物理性能、润滑状态之间的映射关系方面存在明显的不足,导致从优化孔隙形态参数入手实现多孔储液材料力学-物理性能与摩擦学性能的统一方面仍具挑战性。3D打印技术的快速发展有望解决当前多孔材料成形过程中孔隙形态参数不可精确控制的问题,并为其自润滑理论的发展提供有效试验手段。

摘要：以物料搬运费用最小和车间设备占地面积利用率最大为目标,建立了车间设备布局多目标优化设计模型。针对常用多目标算法不能很好求解该模型的问题,提出一种差分元胞多目标遗传算法。该算法在经典元胞多目标遗传算法的基础上引入差分演化策略,从而集成了元胞算法多样性好和差分演化策略在解决复杂问题时收敛性强、覆盖范围广的特点。分别运用该算法、经典元胞多目标遗传算法和NSGAII对测试函数及车间设备布局模型进行计算,通过数据和性能比较分析表明,针对多约束、多变量、非线性的模型,新算法具有良好的收敛性、分布性和扩展性,能有效解决相关生产实践问题。

摘要：针对多功能结构承载散热一体化需求,提出面向功能梯度多孔结构的拓扑优化设计方法.首先基于三周期极小曲面实现C0连续梯度多孔结构建模;然后引入数值均匀化法计算多孔结构宏观等效弹性张量和宏观等效热传导张量;最后以多孔结构体积分数为设计变量,建立散热弱度和结构柔度最小化加权多目标拓扑优化模型,采用优化准则法求解.数值算例结果表明,相比于单目标拓扑优化设计,该方法通过牺牲较低的散热性能换取较大的承载性能提升,显著地提高了多孔结构的综合性能.