摘要：为改善平面流铸冷却辊的换热特性,提高Fe-Si-B非晶薄带的横向厚度均匀性,建立了冷却辊轴向换热通道数值计算模型。在分析现有通道流动换热特性基础上,提出一种球面形换热通道设计方法。基于场协同理论,综合换热与流阻,对所提球面形通道进行优化,并进行实验验证。结果表明:通道内冷却水换热效率沿水流方向逐渐下降,与冷却辊换热主要发生在靠近冷却辊内壁位置,现有冷却辊宽度中部温度远大于两端,轴向温差明显;球面形通道可以加强冷却辊中部换热,降低外壁温度、热变形和轴向变形差,进而改善非晶薄带横向厚度均匀性;随着球面半径的减小,通道中部换热明显增强,但流阻随之急剧增大;综合流阻与换热特性,存在最优通道优化半径。

摘要：为了提高齿轮故障信号特征提取时处理稀疏性差信号的能力,设计了一种应用稀疏度自适应匹配追踪(SAMP)算法对齿轮故障信号进行处理方法。通过对仿真的齿轮故障信号数学模型和齿轮出现点蚀时的实验数据分析表明:经过SAMP处理后齿轮啮合频率以及半频和转频更加明显,边频带也更加突出,干扰成分降到最低。证明SAMP算法能够提取主要齿轮故障特征信息,有效降低噪声影响。相对于OMP算法处理齿轮故障信息,进过SAMP算法处理的故障信号,故障特征更加明显,且重构信号精度更高,表明SAMP算法重构故障信号相对于正交匹配追踪算法能够更好的提取主要齿轮故障特征。

摘要：针对矿井提升系统钢丝绳弹性特性以及外部扰动导致的系统纵向振动,设计基于精确模型的线性二次型调节器抑制振动。基于广义Hamilton原理,建立扰动激励下摩擦提升系统纵向振动方程,并利用实验数据对模型正确性进行验证,为线性二次型调节器设计奠定了基础。仿真表明,线性二次型调节器控制算法对于外部扰动引起的系统振动有很好抑制效果,且对于驻车制动引起的振动也可以快速衰减,振动加速度减少了59.87%,收敛仅需1.37 s。为提升系统的振动控制提供了可行且有效的理论基础,为相关工程实践提供了有力的支持。

摘要：为了满足航天工程对空间伸展臂的需求,利用张拉整体结构轻质、刚度可调、稳定性好以及易于折展的特性设计了2种空间伸展臂。首先基于基结构法与混合整数线性规划法对张拉整体式伸展臂结构单元拓扑找形,得到多种单元构型。随后依据改进型麦克斯韦尔准则,利用结构平衡矩阵奇异值分解法完成各单元构型的稳定性判定和刚度比较,优选得到2种单元构型,并结合模块化设计思想,分别轴向拓扑得到2种张拉整体式伸展臂。最后分别建立张拉整体式伸展臂的有限元模型,分析探讨了索构件预应力水平、约束方式以及构件横截面积等因素对伸展臂弯曲刚度的影响以及不同情形下2种伸展臂的刚度大小关系。该研究结果提供了张拉整体式空间伸展臂的选取方案,并对提高伸展臂承载能力提供了一定的理论支持。

摘要：为解决管道在长期使用中出现的破损、杂质增多及因介质腐蚀和冲蚀产生不规则障碍物等一系列问题,采用模块化设计方法,提出1种驱动性能好、可靠性强的多体分布式自适应管道封堵修复机器人。通过建立机器人越障模型,研究驱动轮和支撑轮运行时的越障方程;在ADAMS软件中建立驱动单元模型,对其运行速度、驱动力、越障高度进行仿真分析;建立模型样机并进行实验验证,驱动轮偏转角设置在20°~35°时,各项性能指标均达到设计要求。结果表明:减小驱动轮偏转角度或降低电机主轴转速可以提高越障能力;在驱动轮偏转角为20°时,可以穿越最大6 mm的障碍。该埋地管道泄漏自适应封堵机器人的设计能为管道泄漏应急防控领域装备的研发提供参考。

摘要：针对目前串联型打磨机器人在打磨球面时存在刚度不足的问题,提出一种3-RSS同轴驱动布局并联机构工具型打磨机器人。同轴驱动布局是将驱动布置在同一轴线,主体由基柱和3组可以绕基柱旋转的机械臂构成,每个机械臂外接支链杆簇,3组支链杆簇与末端打磨头相连。通过构型分析、结构设计,建立同轴驱动布局打磨机器人模型,并对模型进行运动学分析,通过雅可矩阵分析奇异位置,获得打磨机器人的灵活工作空间;经过运动仿真,对比预设路径与仿真轨迹,进行运动误差分析,验证了驱动方案的可行性。研究结果为并联机构打磨机器人拓展工作空间、提高刚度提供了理论与技术支持。

摘要：借鉴剪刀强剪切工作原理,设计新型力化学反应器的螺杆和料筒结构,在螺杆单元上及料筒单元内壁开设剪刀螺棱,螺杆单元和料筒单元交错组合安装。物料流经高速旋转螺杆螺棱和静止料筒棱间隙,受到强烈剪切。使用Polyflow软件对等温条件下聚乙烯(PE)熔体在力化学反应器中进行剪切挤出模拟,对剪切速率、剪切应力、压力情况进行对比。结果显示,新型剪刀式螺杆与料筒模型表现出更加优异的剪切效果。

摘要：为了探究锚杆机链传动装置在实际工况下的承载特性,运用有限元和试验相结合的方法对滚子链条的力学特性展开了研究。分析计算了影响链条抗拉静力强度安全系数的因素,基于有限元法探讨了外链板、内链板、销轴、套筒和滚子的等效应力与位移变形分布规律,并对滚子链条进行极限拉伸载荷试验。结果表明:链条最右侧的外链板所承受的等效应力较大,最大应力分布于外链板的销孔内侧,应力值从销孔向外扩散而逐渐减小。滚子链条极限拉伸的破断力为90 kN,破断位置位于外链板销孔处,与仿真结果一致,为锚杆机链传动装置的设计和选型提供参考。

摘要：天轮是提升系统中的重要组成部分,一旦其出现故障,不仅会影响煤矿的生产效率,而且会引发安全风险。润滑不良是导致天轮故障的主要原因之一。针对目前煤矿现场普遍的人工润滑方式导致效率低下、难以保证润滑的均匀性和及时性等问题,设计了新型天轮轴承智能润滑系统,并实现其现场应用。从天轮结构出发,考虑天轮轴端滚动轴承和游动轮滑动轴承的不同运行方式,提出了采用自动润滑和人工辅助相结合的方式对天轮轴承进行润滑,通过对润滑系统的实时监测实现单泵多点不同用脂量智能配送功能,同时提供废脂回收功能避免废油对轴承的损伤。研究了基于润滑状态异常识别的智能控制策略,根据对润滑状态的判断结果调整系统的润滑周期和润滑量。考虑到润滑状态识别准确率对系统运行结果的影响,构建了基于局部保留投影算法(Locality Preserving Projections,LPP)与支持向量数据描述(Support Vector Data Description, SVDD)相结合的润滑状态智能识别模型。针对特征降维方法中近邻点数量会严重影响降维效果的问题,提出以样本集的高低维特征集的信息熵差为目标函数,采用粒子群优化算法对LPP算法参数进行优化。采用现场实测数据对该模型进行验证,结果表明所提方法可有效识别天轮轴承异常状态,现场工况下识别准确率达82%。最后,在某煤矿进行了天轮轴承智能润滑系统的现场应用研究,以单泵对4个天轮进行润滑,结果表明润滑系统可实时获取自身的运行参数并实现远程控制,保证润滑效果的持续性和均匀性,满足现场的实际需求。

摘要：为获得性能优异的镁铝层合板,利用不同的双温段热轧工艺得到热轧扩散态及热轧相变态镁铝层合板。通过拉伸试验、扫描电镜和能谱分析等对其组织、拉伸特性与断裂特征进行了分析。结果表明:在热轧扩散态层合板中,其扩散层厚度为6.6μm,在镁层出现了应力集中和45°切向断裂,其RD与TD方向的抗拉强度分别为95.6和182.2 MPa;在热轧相变态层合板中,其扩散层厚度约13.4μm,镁层的变形不均匀有所减弱,在拉伸中更易受正应力作用发生韧性断裂,其RD与TD方向的抗拉强度分别为162.9和195.0 MPa。