摘要：【目的】齿轮副时变啮合刚度作为齿轮系统最主要的内部激励之一,是齿轮系统产生振动噪声的重要原因。在以往的研究中,往往采用齿面修形和引入减振器来改善系统的振动响应,鲜有文献研究齿轮副啮合刚度波动对系统振动特性的影响。以斜齿轮为研究对象,提出了一种低波动啮合刚度设计方法以改善斜齿轮系统的振动特性。【方法】由于斜齿轮副在啮合过程中接触线长度会发生变化,从而产生刚度波动,因此,设计方法的核心思想是根据啮合原理推导出齿轮在啮合过程中接触线总长度变化最小所需要满足的条件;而后与有限元法进行对比,验证参数设计方法以及建立的啮合刚度模型的正确性和有效性。建立8自由度斜齿轮动力学模型,对比了优化前后反映振动能量的均方根图,分析了加载静态传递误差(Loaded Static Transfer Error,LSTE)和动态响应。最后,讨论了所提出的两种优化设计方法。【结果】结果表明,适当的参数设计可以显著降低齿轮啮合刚度波动,并优化LSTE、改善系统振动。研究结果为齿轮系统的减振设计提供了理论支持。

摘要：以单晶高温合金CMSX-4和DD5为研究对象,设计并制备了一种含5级平台的单晶试板铸件,选取晶体取向基本相同的铸件研究其在经1300℃/2 h和1310℃/4 h两种固溶热处理后的再结晶行为。结果表明:CMSX-4比DD5具有更强的再结晶倾向。经1300℃固溶热处理后,CMSX-4单晶试板在第2~5级平台下端转角处均出现了再结晶现象,且随着固溶热处理温度的升高,再结晶的面积越大。而DD5单晶试板经1300℃固溶热处理后并未出现再结晶现象,当固溶温度升至1310℃时,仅在第4级外侧平台发现了较小面积的再结晶。铸态和固溶热处理态的CMSX-4合金显微缩孔和共晶组织含量均大于DD5合金。更高含量的共晶组织和显微缩孔为CMSX-4铸件提供了更多的再结晶形核位置和数量,而高于γ′相溶解温度的固溶热处理减弱了粗大γ′相对再结晶长大的钉扎阻碍作用,高熔点的碳化物以及残余共晶成为阻碍再结晶长大的重要影响因素。此外,高含量的Co元素降低了CMSX-4合金的层错能,使其表现出更高的再结晶倾向。

摘要：为达成“三全育人”目标,文章进行了疲劳强度理论及应用课程思政的探索与实践。通过深挖课程的思政元素,从课程教学目标、教学设计、教学方法、教学评价等方面着手,采取讨论式、案例式、项目式等教学手段,利用网络平台进行思政资源共享,实现了育人与育才相结合,取得了良好的教学效果。

摘要：直升机传动系统可通过湿式摩擦离合器来实现变转速输出,提高直升机的机动性和续航能力。然而航空湿式离合器传递功率大,工况恶劣,如何在保证高功率密度的同时提高离合器的散热性能至关重要。针对这一难题,研究了某型号直升机传动系统所搭载的湿式摩擦离合器的动态接合过程,得到其接合特性;建立了湿式摩擦离合器接合过程热流固耦合仿真模型,获得摩擦片表面的温度分布规律;以摩擦片表面径向+环形的复合油槽为研究对象,分析了环形槽宽度和间距对温度场的影响规律;根据润滑油的流动特性,提出倾斜径向+环形的改进型复合油槽,并对倾角进行优化,优化结果表明:当环形槽宽度和间距、径向槽倾角依次为0.5mm、4.5mm、60°时油槽综合冷却性能最好。研究工作可以为我国航空高功率密度湿式摩擦离合器的设计提供参考。

摘要：为方便控制由凸轮驱动分配阀芯的液压机速度,提出一种阀芯开启度与凸轮转角成线性关系的凸轮升程曲线,导出凸轮升程曲线方程及其压力角的数学模型。在分析液压机分配阀芯驱动凸轮工作特征的基础上,以凸轮升程曲线最大压力角为目标函数,对凸轮升程曲线进行优化设计,并将其成功地应用于300 MN模锻水压机,结果表明优化效果十分显著。

摘要：以深海中附有动力吸振器的两自由度振动系统为研究对象,利用达朗伯原理建立了数学模型,并进行无量纲化运算。针对海洋环境下动力吸振器的6个参数(κ,γ,δ,μ,η和C0),综合运用变尺度法中的Broyden-Flether-Goldfarb-Shanno(BFGS)法、罚函数法、一维搜索法进行最优化设计,利用Matlab和Visual C++混合编程实现计算。研究结果表明:6个参数的收敛情况各有不同,γ,δ,η和C0都趋于定义域的上限,而μ和κ则分别趋于各自的定值,说明在海洋环境下,液体力对动力吸振器的影响有限。在实际应用中,γ,δ,η和C0宜采用系统允许使用的最大值,而μ和κ数值选取宜适当。

摘要：为了指导海底天然气水合物(以下简称水合物)绞吸式开采水力提升管道系统参数设置,研究了水力提升管道内水合物的分解特性和流动参数变化对其的影响。基于热力学和流体力学,采用数学建模的方式建立了水合物水力提升管道温压模型、水合物分解传质模型和管道多相流模型,分析了固液两相流转变成固液气三相流过程中不同影响因素下管道流体温压、水合物颗粒物质的量、分解面位置与海水深度的关系。结果表明:(1)随着管道流量增大,水合物分解速度减慢,分解面少量上移;(2)颗粒直径对管流温压、相平衡压力、水合物分解面基本没有影响,但只有直径小于0.2 mm的水合物颗粒才能在管道中完全分解,直径大于2.0 mm后,颗粒分解量忽略不计;(3)出口回压为正压且增加时,水合物分解面上移,分解速度减慢,而出口回压为负压且增大时,水合物分解面下移,分解速度加快;(4)随着采矿深度的增加,水合物分解速度变慢,分解面上移,但在与海面距离超过1 500 m后采矿深度对水合物分解速度、分解面无影响;(5)实验验证与数值仿真规律基本一致,表明所建立的模型具有较高的可信度。结论认为:绞吸式开采水合物时,控制合理的流量和出口回压能够调节分解面高度以及分解速度,并且不用考虑颗粒直径和采矿深度对产气量的影响。

摘要：基于横向旋转磁场的耦合原理,提出轴流式血泵外磁场驱动系统方案,设计一种泵机分离的结构。采用等效电流法建立了永磁体等效物理模型,计算血泵驱动系统的主动轮和从动轮之间的距离、相对转角以及磁极对数对血泵传动扭矩的影响。研究结果表明:在生理范围内,即主动轮与从动轮的安装距离小于60mm,设计的永磁体输出的扭矩大于血泵需要的扭矩(6.4N-mm),能够满足血泵的驱动要求。主动轮与从动轮的磁极对数是影响血泵系统性能的关键参数,主动轮与从动轮磁极对数越少,传动扭矩越大,但是扭矩波动也大;主动轮的磁极对数大于从动轮的磁极对数,驱动系统传动平稳,对控制有利。

摘要：针对层合板铺层优化问题,提出一种改进鲸鱼算法(improved whale optimization algorithm,IWOA)。通过引入对立学习策略保持进化过程的多样性,同时结合非线性收敛因子和自适应阈值提高IWOA的全局搜索能力;以层合板的铺设角度为设计变量、基频及带隙为优化目标进行板的频率优化,并使用Ritz法求解。基于IWOA算法对长宽比分别为1和2的复合材料矩形层合板进行优化研究,并与鲸鱼优化算法(whale optimization algorithm,WOA)、分层优化算法(layered optimization algorithm,LOA)和差分进化算法(differential evolution algorithm,DEA)进行比较分析。结果表明,相较于LOA、DE和WOA算法,IWOA具有更好的全局收敛性,且在处理多模态问题时更具可靠性。

摘要：设计了一种磁悬浮球实验系统,建立了磁悬浮球的控制模型。基于H∞混合灵敏度控制理论,研究了加权阵的选取规律和方法,设计了磁悬浮球的H∞鲁棒控制器。开发了功率驱动系统和光电位置检测系统,并用DSP系统实现了H∞控制算法。仿真分析和实验结果表明:该磁悬浮系统具有较高的控制精度和鲁棒性,解决了磁悬浮系统中的建模精度低,外界干扰难以避免等棘手问题。