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：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：为了掌握磁浮支承的设计和控制原理,设计一种新型的磁悬浮球实验装置,建立其动力学模型。应用H∞混合灵敏度控制理论,通过合理选取加权函数,设计该实验装置的H∞鲁棒控制器,并采用数字控制方法,对其离散化后用DSP系统实现了其稳定控制。仿真和实验结果表明:与传统的PID控制方法相比,基于H∞控制理论设计的磁悬浮球控制器具有更好的动态性能,如系统起浮时的超调量从0.8 mm降低到0.4 mm,稳态偏差从原来的0.35 mm降低到0.10 mm,且具有更快的响应速度和更强的鲁棒性。

摘要：首先介绍了试验挖掘机机器人的电液比例系统及其控制系统的硬件结构,结合所采用的负载独立分配(LUDV)系统的特点给出了电液比例系统的数学模型,在此基础上,根据试验结果对电液比例模型进一步进行简化,得到了设计控制器所需的参考模型.然后以局部参数最优法为基础设计了自适应控制器,给出了自适应控制律.最后对铲斗轨迹跟踪控制进行了试验研究,通过试验结果对所设计的控制器与常规比例-积分-微分(PID)控制器跟踪设定直线的效果的比较分析,可知使用PID控制器所得到的跟踪误差大于110 mm,而使用所设计的控制器其跟踪误差可以控制在100 mm之内,精度有了一定的提高,并且铲斗运动速度从107 mm.s-1提高到135 mm.s-1,非直线度从4.8%降为3.8%,从而验证了所设计控制器的正确性和有效性.

摘要：为了提高硬质地层中扩孔气动冲击器的排屑性能,基于岩屑颗粒在排屑流场中的临界流速原则,运用计算流体力学理论和Fluent仿真软件,研究了一种与排屑性能相关的扩孔气动冲击器设计方法,并将该设计方法在反向扩孔气动冲击器上进行应用.得到设计前后冲击器排屑流场内气相速度分布规律,岩屑颗粒速度及轨迹变化情况和环路内岩屑颗粒浓度分布情况.研究结果表明:反向扩孔气动冲击器排屑流场环路内岩屑颗粒临界流速为6.02 m/s,采用该设计方法能够有效地增加反向扩孔气动冲击器的排屑性能,使得排屑流场环路内气流速度增加到10 m/s左右,岩屑颗粒在排屑流场的停留时间减短,流场内颗粒浓度分布范围由0~100 kg/m3下降到0~4 kg/m3.

摘要：针对大型水压机阀芯驱动系统中开启驱动力巨大和瞬变的特点,提出了一种适合该特点的双圆弧组合凸轮升程曲线设计方法.该方法通过寻找组合圆弧曲线使凸轮的压力角在阀芯开启力最大时具有较小的值,在全程范围内具有较快的开启速度.通过齐次坐标变换建立了凸轮轮廓的数学模型,利用等效曲柄滑块机构分析了其运动特性.将该方法应用于300MN模锻水压机阀芯驱动系统中的凸轮设计,运动学分析表明该凸轮在两段圆弧的衔接点处有较好的柔性,冲击小.工业现场应用表明双圆弧凸轮能有效降低装置的故障频率,为负载具有瞬变重载特点的凸轮设计提供了一种有效的方法.

摘要：针对小型无人直升机的全自主飞行控制问题,提出一种基于直升机悬停模型的快速优化H∞鲁棒控制器的设计方法,设计了基于降阶观测器的双闭环的飞行控制器.内环控制器采用H∞鲁棒控制技术,用于直升机飞行姿态的控制;外环控制器采用PD(比例-微分)控制技术,用于机体位移的控制.将设计的鲁棒控制器应用于研制的小型直升机飞行控制系统,实现了风扰环境下直升机的全自主定点悬停飞行.实验验证了该控制方法的有效性和鲁棒性.

摘要：为了提高水下无人航行器推进系统效率,设计仿生蝠鲼胸鳍摆动推进机构及其摆动形式.在研究蝠鲼胸鳍运动机理的基础上,设计摆动幅值与急回系数相互解耦的曲轴联合曲柄摆杆机构,以实现仿生胸鳍的特定摆动形式.推导并建立仿生胸鳍的鳍面运动方程,利用数值仿真分析单侧胸鳍在该摆动形式下的水动力特性,根据设定的推进性能评价指标说明该摆动形式相对正弦摆动形式的优越性.通过实验验证装置的前进、转向等运动性能,分析胸鳍摆动幅值、频率与运动速度的关系.结果表明,在特定的摆动形式下,该仿生胸鳍摆动推进机构能够实现水下无人航行器的前进、转向等预定运动,满足基本推进要求.

摘要：为利用旋挖钻机在回转阶段的制动能量,提出一种基于二次调节技术和液压蓄能器的能量回收系统。通过分析上车回转的工况特点,运用功率键合图理论建立回转动能回收利用的数学模型。针对系统参数的不确定性及存在的外干扰,设计自适应模糊滑模控制器对回转速度进行跟踪控制,并利用李雅普诺夫函数证明控制系统的稳定性和收敛性。为对系统进行优化设计,仿真分析液压蓄能器容积、充气压力及回转制动时间这3个主要因素对系统工作性能的影响规律。研究结果表明:所提出的回转系统在制动时能有效地完成能量回收,其中,回转制动时间对系统工作压力和能量回收效率影响最大,而液压蓄能器容积和充气压力对能量回收效率影响较小,但对恒压网络压力波动影响较大。