摘要：针对单自由度转动柔性铰链设计方法不完善和转角不足的问题,基于自由度约束拓扑(FACT)理论,提出了杆、板约束下柔性铰链的设计思路,并以此为基础设计了一种大转角柔性铰链。基于约束空间、交点和交距的概念,依据约束所在位置的不同,对杆约束条件下的单自由度转动柔性铰链进行了分类,并提出了杆约束的添加思路,此思路可应用于杆约束条件下柔性铰链的设计;基于板约束和杆约束的相互关系,考虑板约束位置和变形形式对柔性铰链的不同影响,对板约束条件下的单自由度转动柔性铰链进行了分类,给出了板约束的添加思路,并且应用于弯曲相交柔性铰链和扭转不相交柔性铰链的设计。通过对这2种铰链的串联组合,得到了一种大转角单自由度转动柔性铰链。有限元仿真分析结果表明,当安全系数为12时,该柔性铰链的转角可达到±20°,径向平移刚度为43.20N/m。该柔性铰链具有较大的转角和平移刚度,经过对比分析,可知其转角优于现有柔性铰链。

摘要：为了减小柔性铰链的转动刚度,依据串并联关系,设计了S形折叠式柔性铰链。使用伪刚体法和能量法,建立了S形柔性铰链的刚度模型。利用ANSYS建立了该柔性铰链的有限元模型,对铰链进行了刚度和应力分析,并将其与理论值进行了比较,得到刚度误差约为3%,验证了刚度模型的准确性。当转角达到最大值±35°时,安全系数为4,符合设计要求。

摘要：目的系统研究MoSi_(2)含量对Co基合金干摩擦磨损性能的影响,以开发摩擦学性能优异的CoCrNiW基复合材料。方法利用热压烧结技术,设计制备CoCrNiW-MoSi_(2)(质量分数分别为0%、3%、7%、11%)抗磨复合材料。采用往复式球–盘摩擦磨损试验机,研究不同载荷和滑动速度对复合材料干摩擦磨损性能的影响,进一步优化MoSi_(2)的含量。采用XRD、SEM、EDS等技术分析材料的物相组成、微观结构及磨损形貌。结果MoSi_(2)的添加有效提高了材料的硬度及致密度,MoSi_(2)质量分数为7%的试样,硬度为386HV。复合材料的物相包括γ–fcc、ε-hcp、MoSi_(2)、CrSi_(2)、Mo_(1.24)Ni_(0.76)、MoSi_(2.43)W_(0.211)相。摩擦系数随载荷和滑动速度的增加而减小,磨损率随载荷的增加而增大,随滑动速度的增加而减小。硅化物硬质颗粒起到了弥散强化作用,提高了磨损表面的承载能力。其中,添加7%和11%MoSi_(2)的试样,磨损率较低且接近,高载和高速下,磨损率较未添加试样分别下降约31.3%和25.5%。适当含量的MoSi_(2)具有一定的减摩性,添加7%MoSi_(2)的试样,摩擦系数始终最低,变化范围为0.24~0.53。结论CoCrNiW-7wt.%MoSi_(2)表现出了最佳的摩擦学性能,其磨损机理在高载条件下主要为磨粒磨损,在高速条件下主要为磨粒磨损和轻微氧化磨损。

摘要：捻距不均匀会造成钢丝绳提前报废,对捻距进行检测可以为其生产工艺的改进提供设计依据,提升钢丝绳的安全使用性能。针对传统捻距检测无法对运动中钢丝绳进行实时检测,机器视觉检测对外界光照和钢丝绳表面清洁度要求高等问题,提出用涡流法对钢丝绳捻距进行检测。为扩大细长钢丝绳结构表面磁场的覆盖面积,利用矩形线圈组成的差分电桥进行检测。对钢丝绳捻距双矩形差分电桥涡流检测进行有限元分析,差分电压实部变化曲线中相邻波峰或者波谷的间距为钢丝绳的股间隙,一个捻距扫描范围内出现的波峰和波谷数量与钢丝绳的股数相对应。矩形线圈上、下边电流元感应的涡流会在钢丝绳表面对消,对消效应越小,钢丝绳捻距检测灵敏度越高。为提取试验中的有用信号,利用集合经验模态分解对扫描信号进行后处理。当相关系数较大时,相邻波峰或波谷的间距为钢丝绳捻距。当相关系数较小时,一个捻距内的波峰或波谷数与有限元分析结果吻合。涡流法得到的捻距与理论捻距的最大相对误差为2.38%。

摘要：煤泥颗粒黏度高是筛分过程中易糊筛的重要原因之一,通过改变传统直线振动筛的结构可以更好地避免糊筛。针对煤泥黏度大、易糊筛的特点,提出了可以防止糊筛的新型叠振筛,并设计动、静筛条交错排列、相对运动的叠振筛结构;对卡在筛缝中的颗粒与黏结成坨块的煤泥在叠振筛与普通直线振动筛上的筛分过程进行受力分析与对比,研究了叠振筛的防糊筛原理;建立了三维仿真模型,并运用离散元软件模拟煤泥颗粒在叠振筛上的筛分过程。为提高叠振筛的筛分效果,基于DEM并利用Hertz-Mindlin with JKR黏结模型分析了振动参数(筛面负倾角、振动方向角、振幅、振动频率)对煤泥筛分效率和筛下物分布比例的影响。研究结果表明:筛面倾角在-1°~-5°,筛分效率随着筛面负倾角的增大先提高后降低,当筛面倾角为-4°,筛分效率最高;振动方向角在35°~55°,筛分效率随振动方向角的增大逐渐增大,但55°的筛分效率较50°提升并不明显;振幅在1.5~3.5 mm,筛分效率随振幅的增大逐渐增大,3.5 mm的筛分效率较3 mm提升并不明显,但会较大幅度提高振动强度;振动频率在14~24 Hz,筛分效率随振动频率的增大先提高后降低,当22 Hz时筛分效率达到最大,22 Hz下的筛分效率较20 Hz提升并不明显,但会较大幅度提高振动强度;筛面负倾角、振动方向角、振幅、振动频率的提升都会使筛面上煤泥层变厚;大多数情况下筛下的细小煤泥颗粒分布比例随筛面方向逐渐减小;筛面负倾角和振动方向角的改变对筛分效率影响较小,振幅和振动频率的改变对筛分效率影响更大。

摘要：采用粉末冶金技术设计制备了质量分数4%TiC强化的FeCrB基抗磨复合材料,与GCr15钢球配副进行往复式干摩擦实验,系统研究滑动速度和载荷对复合材料的干摩擦磨损性能的影响。使用X射线衍射(X-Ray Diffraction,XRD)、扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)等技术分析了复合材料的物相成分和微观形貌。实验结果表明:复合材料物相为α-Fe、FeCr、TiC、Cr_(2)B和Fe_(2)B相。TiC的加入显著提高了材料的硬度,密度略有下降。随着滑动速度和载荷的增大,摩擦因数总体下降而磨损率显著增加。TiC对铁基体的钉扎作用抑制了材料的剥落和变形,材料的抗磨性能显著提高。综合分析,TiC能有效提升FeCrB合金的干摩擦学性能,其磨损机制主要是剥层磨损和磨粒磨损。

摘要：设计了一种新型索杆桁架式可展开单元,可以实现大型空间可展开机构的高刚度与轻量化。新型可展单元截面由三个正三角形组成,三角形的三个边由索代替,利用中心三叉结构进行索的牵引与张紧。使用被压缩的扭簧作为展开过程中的驱动元件,通过双曲柄滑块机构实现每个基本可展单元沿轴向的同步运动,采用双向折叠展开的设计大幅减小机构折叠后的体积,采取索杆结合的方式减小机构整体的质量。在杆件连接节点处布置自锁铰链,在完全展开时将机构被锁定为稳定状态。ADAMS软件的动力仿真结果验证了机构展开过程的可行性,扭簧的刚度越大,展开的初始角速度越大,展开时间越短。机构展开后的静刚度分析表明,通过沿机构轴向布置对角拉索,且当对角拉索处于预紧状态时,可展机构可以获得更高的结构刚度。机构的模态分析表明,相比无对角拉索机构,含对角拉索的可展机构振动频率有所提高。

摘要：捻距作为钢丝绳重要参数之一,对其进行检测可间接反映钢丝绳受力状态和表面损伤状态。针对现有图像识别方法受限于外界光照及钢丝绳表面附着物覆盖情况、漏磁法需要磁化钢丝绳等问题,提出采用双扁平线圈差分电桥的钢丝绳捻距涡流检测方法。结合Ar,V-Ar表述建立钢丝绳涡流响应分析控制方程,对单绳股涡流分布进行分析。探头正下方绳股表面涡流形成漩涡,绳股两侧曲面上涡流分布存在对称性。对扁平线圈的中径进行优化设计,当中径小于等于股间隙时,捻距检测精度高且检测灵敏度高,然后搭建试验平台进行捻距检测。试验结果与仿真均表明扫描信号中相邻波峰或者相邻波谷的间距为股间隙,一个捻距范围内扫描信号出现的波峰或者波谷数量与钢丝绳绳股数目相关。利用集合经验模态分解方法对试验结果进行后处理可以有效提取有用信号,涡流法得到钢丝绳捻距的相对误差不超过0.13%。

摘要：针对空心挂面盘条工作自动化程度低、效率差和工人劳动强度大的现状,提出一种基于阿基米德螺线轨迹的自动盘条装置。利用PLC控制伺服电机实现盘条装置自动运行;利用Matlab软件研究笛卡尔坐标系下不同参数对阿基米德螺线轨迹的影响;利用Adams软件进行仿真计算,验证匀速阿基米德螺线的合理性;对盘条装置进行结构和电气控制系统设计,进行样机试验。结果表明,自动盘条装置盘条效果良好,以直径30 mm面条为例,最小盘条半径为30 mm,最大盘条半径为350 mm,最大盘条层数为7层,最大盘条速度达到21 m/min,可以替代人工进行面条盘放。研究为空心挂面盘条工作提供一种可行的解决方案。

摘要：为了提高回转柔性铰链的平移刚度和回转角度,将直梁与曲面弧形板相结合,形成柔性铰链的变形体,进行了双层回转柔性铰链的设计。基于固定-导向梁的伪刚体模型和串并联弹簧的刚度等效方法,建立了铰链的回转刚度模型。同时,基于伪刚体法建立了柔性铰链的径向平移刚度模型;利用ANSYS软件建立了有限元仿真模型,与理论模型进行了比较,误差约为7%和3%,证明了刚度模型的正确性。通过回转刚度和平移刚度分析,得到所设计的柔性铰链静力学性能,其径向刚度为2N/mm,可回转角度为30°。