摘要：为解决现有转子的线性振动模型难以精确描述转子非线性振动的问题,建立了基于Muszynska非线性密封力模型的转子-密封-轴承系统的非线性运动模型。运用四阶龙格-库塔法求解了转子系统的非线性运动方程,分别分析了在3000,8500,12000,15000 r/min转速下转子的轴心轨迹图;还求解了转速、转子结构和轴承尺寸等参数下的振动分岔图。基于建立的非线性振动模型,搭建了转子-密封-轴承系统试验台,探究了压强对转子轴心轨迹振动的影响,最终从模拟和试验2个方面探究了转子的振动规律,为进一步的优化提供基础。结果表明,在转子转速由3000 r/min增大到12000 r/min的过程中,轴心轨迹图由无量纲半径为0.4的圆形逐渐变为成倍周期图型;当转速超过15000 r/min时,转子的振动变得没有规律,变成混沌图;从转子不同影响参数下的分岔图发现,转子系统的振幅与转速和密封长度成正比,与密封间隙和轴承润滑长度成反比;在设计转子结构时可以通过增加密封间隙或延长轴承润滑长度的方式降低振幅。在转子系统中,影响最大的因素是转子转速,其次是转子结构。

摘要：为解决某汽车排气尾管一体化成形中成形道次多的制造问题,提出了与传统压扁特征处对称结构(A型)设计思路不同的圆截面处对称结构(B型),并采用液力成形工艺对其进行成形,通过对比成形道次和零件质量,分析了两种对称结构工件成形的优缺点。研究发现,由于A型结构工件一道次成形时圆角处会出现裂纹,需采用多工步成形才能实现;而B型结构工件一道次成形效果良好;经多工步成形的A型结构工件和一道次成形的B型结构工件最大壁厚减薄率均小于25%。但是,与A型对称结构工件相比,B型对称结构工件圆角处壁厚减薄率更低,成形效果更好,并且模具数量由3套减少为1套。通过合理的零件结构设计,该结构打破了传统圆形截面端部密封的设计束缚,不仅有效降低了模具成本,还提高了生产效率,大幅提高了零件成形效果。

摘要：双柔性机械臂由柔性关节和变长度的柔性负载组成,会同时受到柔性、摩擦和参数时变的影响,在运动过程中,它会出现振动的现象,导致末端执行器的跟踪精度降低。本文采用基于干扰观测器的模糊整定PI策略控制双柔性机械臂伺服系统的输出转速,通过控制柔性负载的转速波动间接抑制机械臂的振动。根据假设模态法和拉格朗日原理建立了考虑变形的双柔性机械臂伺服系统的动力学方程。根据鲁棒稳定性理论设计干扰观测器中的低通滤波器,使干扰观测器同时满足控制器参数时变和受控对象参数摄动的稳定性。通过数值仿真分析和双柔性机械臂伺服系统控制实验,验证了所提方法的有效性。实验结果表明,本文提出的控制策略可以更好地消除参数时变和柔性对于输出转速的影响,提高末端执行器的控制精度。

摘要：以车辆三自由度动力学模型为研究对象,对自动驾驶车辆模型预测控制算法进行研究。结合魔术轮胎模型线性区域和小角度假设理论对车辆动力学模型进行简化处理,设计基于模型预测控制算法的路径跟踪控制器。使用MATLAB/CarSim联合仿真平台,选用多组工况进行仿真试验。设定车辆的速度分别为低速、中速、高速3种状态,并且使用线性二次型最优控制器进行换道工况路径跟踪,与模型预测控制器进行控制效果对比与分析,结果表明,模型预测控制算法路径跟踪控制效果更加优秀。

摘要：设计了一种空间微型质谱仪用三电极场芯片级离子源结构,该离子源由5层电极板构成气体电离区和离子引出区。采用MEMS技术制备了芯片级离子源原理样机,测试了其电子流、离子流和稳定性。结果表明:该芯片级离子源能够产生0.357 mA以上的电子流,接收到的离子流可以达到527 pA,满足空间探测任务中微小型质谱仪离子源的功能要求。

摘要：针对EBH-150型横轴式掘进机截割头在截割过程中遇到的载荷波动问题,采用粒子-蚁群混合算法对现有抛物线形截割头进行优化设计。利用Matlab数值模拟软件,对截齿的排列参数进行多目标优化,以期减少载荷波动并提升掘进机的工作稳定性。优化结果显示,截割头的截线间距经过调整后,从外向内逐渐减小,使得单个截齿受力更为均匀。横向载荷波动降低了约62%,其他方向的载荷波动也显著降低,均超过50%。这些改进有效提高了掘进机横摆进刀的稳定性,并有助于延长截割头的使用寿命。尽管优化后的截割头在某些方向上的载荷均值有所增加,但载荷峰值降低,避免了单个截齿的过载现象。总体而言,优化设计取得了理想的效果,但仍需通过实际应用进行验证。本研究为掘进机截割头的优化设计提供了一种有效的算法支持,对于提高掘进机的工作效率和安全性能具有重要意义。

摘要：浮式激光雷达测风装置以其建造成本低、安装便捷、可重复利用等优势,在评估海上风资源开发项目中具有极大的应用前景.针对传统的浮标系统姿态稳定性差、工作可靠性低等问题,文中通过对现有的浮标结构进行改装,设计出一款适用于深远海域的大型浮标系统,并在防城港试验场对其进行海试应用,通过将浮式测风塔与附近的气象测风塔的测试数据进行同步对比分析,验证该设计方案的可行性.结果表明,浮式测风塔与气象测风塔的测试结果具有较强的相关性,平均风速相关系数和斜率分别为0.985和1.002,平均风向相关系数和斜率分别是0.981和0.972,能够满足在海洋环境中的使用要求.研究成果可为浮式激光雷达测风装置的浮标设计提供参考依据.

摘要：采用一种将有限元与克里金代理模型相结合的优化方法,对设计的新型可降解聚合物血管支架结构进行多目标优化,成功得到在径向回缩率和轴向短缩率两个目标下的最优解。数值模拟结果显示,在轴向短缩率符合要求的同时,径向回缩率降低了58.21%,综合力学性能得到了改善。研究表明:基于克里金代理模型的多目标优化方法在改善血管支架的综合力学性能设计方面是有效的。

摘要：为了满足磁悬浮织针阵列系统在多路织针实时、高速控制方面的需求,基于单针磁悬浮织针控制的研究,利用PL(FPGA)和PS(ARM)等ZYNQ芯片内部资源的灵活逻辑可操作性,设计了硬件逻辑相关的各功能模块。同时,通过AXI总线协议设计了驱动功能IP核,从而保证了PL端与PS端的高效协同工作,实现了对多路织针的实时、高速控制。还借助Vivado软件进行了硬件逻辑的编程和仿真,并搭建了样机试验平台对完整系统进行了测试。实验结果表明:该系统能够对多路磁悬浮织针进行同步、高速和稳定的控制,验证了该系统的有效性和可行性。

摘要：为分析阀座锥角对流场空化特性的影响规律,以某直动式溢流阀为研究对象,基于运动微分方程建立直动式溢流阀理论模型,利用CFD软件对不同阀座锥角下的气液两相流特性进行仿真。理论计算结果、仿真模拟结果与实验测试结果吻合度较好,理论计算误差为1.88%、仿真误差为3.06%。研究结果表明:流体在阀座锥角处会形成局部空化,诱导直动式溢流阀产生噪声,通过改变阀座锥角角度可以有效改善空化现象。相关研究成果可为直动式溢流阀中阀座锥角的设计提供参考。