摘要：针对铝基碳化硅材料采用普通钻削加工难以达到预期加工精度的问题,设计一款满足加工精度要求的超声变幅杆。基于超声变幅杆设计理论,建立变幅杆的数学模型,计算得出变幅杆的基本尺寸;根据基本尺寸,使用Abaqus/CAE软件建立超声变幅杆模型并进行模态分析和谐响应分析,对计算结果进行验证;添加刀具和大端螺纹进行模态分析和谐响应分析,调整尺寸参数优化变幅杆模型,得到优化后的变幅杆尺寸及节点位置;在节点位置添加法兰盘进行模态分析,验证参数的准确度。

摘要：为了分析起重机运行过程中轨道连接处缺陷对金属结构冲击系数的影响,通过正、余弦函数分别模拟高低缺陷和间隙缺陷所引起的不平度,并提出起重机越过轨道缺陷过程的动力学模型。理论推导起重机通过轨道连接处高低缺陷和间隙缺陷时的运行冲击系数方程,并将其与GB/T3811:2008和ISO8686—1:2012中方法进行形式和结果的比较,从而证明理论推导结果的正确性。基于起重机车轮尺寸及两种轨道缺陷不平度函数,分析轨道连接处高低缺陷和间隙缺陷发生耦合作用的临界条件,结果表明高低缺陷在冲击过程中起主要作用,二者同时存在时可忽略间隙缺陷影响。通过试验测试满载工况下无轨道缺陷和7mm高低缺陷时主梁最危险点的应变时间历程,并计算危险点的最大应力;将理论推导的运行冲击系数应用到有限元模型中,计算在无轨道缺陷和7mm轨道高低缺陷时对应测点的最大应力值,有限元分析结果与试验测试相对误差为2.63%,从而通过工程试验验证运行冲击系数理论推导的正确性。分析轨道缺陷对起重机剩余寿命的影响发现,起重机的临界裂纹长度、疲劳剩余寿命均随着轨道高低缺陷增大而减小,而影响度随着轨道缺陷增大而增大,轨道高低缺陷增大会使运行冲击系数增大且导致起重机主梁剩余寿命降低。

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。

摘要：针对复杂环境金属件标刻的DM码因磨损、腐蚀等原因,导致传统图像分割算法难以精确定位的问题,提出一种基于改进HED网络的金属零件二维条码分割方法。在原HED网络上对主干特征提取网络改进,采用空洞卷积扩大感受野保留DM码全局信息;改变特征融合模块,增加两层卷积运算充分融合深监督模块输出的多尺度特征,提取区域轮廓完成DM码区域分割;使用LSD算法寻找区域分割图中的直线,经过直线聚类减少非感兴趣直线产生的干扰,实现二维条码区域精确分割定位。实验结果表明,该模型在全局最佳(ODS)和单图最佳(OIS)精度评定中F1值分别达到0.813和0.825,平均定位准确率达到97%。

摘要：针对变排量非对称轴向柱塞泵因斜盘振荡严重而引起流量脉动较大的问题,提出将变量阻力矩视作干扰信号,采用抗扰控制算法来提高其变排量控制性能。通过SimulationX和Simulink平台联合仿真,对比在不同频率的变量阻力矩作用时常规PID(proportion integration differentiation,比例积分微分)控制、指数收敛干扰观测器控制、非线性PID控制、自抗扰控制和滑模控制下变排量非对称轴向柱塞泵斜盘角度的响应特性,以得到最合适的抗扰控制算法。在此基础上,提出一种基于粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)的控制参数并行整定方法。仿真结果表明,在10,20和100 Hz干扰信号的作用下,滑模控制下变排量非对称轴向柱塞泵斜盘角度的波动量为常规PID控制下的1.7%,2.2%和23.0%,说明滑模控制算法能大幅减小斜盘振荡和流量脉动。基于PSO的控制参数并行整定方法有效地减小了滑模控制的跟踪误差,整定后的最大超调量减小了87.5%;且该并行整定方法可脱离专业仿真软件,与SimulationX平台仿真相比,其仿真效率提高了10倍以上。研究结果对常规液压控制系统的仿真优化有一定参考价值。

摘要：滚动轴承作为旋转机械的关键部件,其振动特性对轴承使用的可靠性具有重要影响。文中针对轴承内、外圈不同位置的剥落缺陷建立了圆柱滚子轴承的有限元模型,利用ABAQUS仿真软件进行了轴承振动特性仿真计算。结果表明,轴承无缺陷时也存在振动,剥落缺陷将增大轴承的应力波动,进而加剧轴承振动。当局部剥落缺陷位于内、外圈滚道中部时,轴承应力波动幅度最大,轴承振动幅度也最大,并向两端减小。最后利用轴承振动测量仪对内圈不同缺陷位置进行了振动试验。试验结果与仿真结果具有一致的规律性,从而验证了分析模型的正确性和有效性。

摘要：针对人体各部位疲劳损伤问题,提出基于精细积分法的人体各部位动力学响应与分析方法。以人体生物力学为基础,根据拉格朗日方程,构建七自由度人体与起重机-轨道相耦合的系统动力学模型,结合起重机优化参数,通过精细积分法求解人体各部位振动响应。将计算结果与现有人体各部位疲劳损伤标准进行对比,分析人体各部位损伤情况及振动舒适性。结果表明,人体各部位疲劳程度随轨道缺陷增加而急剧增加;在起重机设计时选取合适的座椅参数时可以提高头部振动舒适性,降低人体头部不适和其他部位的损伤概率。

摘要：为改善传统车辆悬架的性能,借鉴自然进化而来的袋鼠腿部结构,提出一种双菱形仿袋鼠腿悬架。为研究该悬架的行为特性,采用Lagrange方程法推导其动力学模型;基于动力学模型分别设计其PID和Fuzzy-PID控制器;在MATLAB/simulink环境下,建立其被、主动仿真模型并开展特性仿真与分析。研究发现:①被、主动模式下,车身垂向加速度、悬架动挠度及轮胎动位移均方根,随着车速和路面等级的增加均有所增加且在允许范围内。②不同路面等级下,随着车速的增加,被、主动模式的车身垂向加速度传递率数值基本相同,均呈单调递减趋势,(如,被动模式的车身垂向加速度传递率在1.64%~0.80%之间变化),但主动模式优于被动模式,Fuzzy-PID控制优于PID控制(约下降0.5%~0.6%);③不同路面等级下,随着车速的增加,被、主动模式的轮胎动位移传递率数值均增加,但其增加率呈下降趋势。从传递率数值上看,主动模式明显优于被动模式(约减少15%~25%,高车速时下降明显),但Fuzzy-PID控制与PID控制效果基本相同;④由车身加速度、悬架动挠度和轮胎动位移传递率频响特性可知双菱形仿袋鼠腿悬架有两个峰值,第一个峰值在0.8 Hz附近,第二个峰值在15 Hz附近;主动控制下悬架的舒适性和稳定性均优于被动悬架,Fuzzy-PID较PID控制效果更佳。研究结果表明:所提悬架的结构设计合理、方案可行。该悬架具有良好的路面适应性、高速舒适性和稳定性,这些特性与袋鼠腿的运动特性相吻合,验证了该研究思路的正确性和控制方法的有效性。

摘要：最早的材料试验机只能测出载荷的大小,主要采用了杠杆原理,杠杆既是加载装置,也是测力装置。1833年德国应用力学学家Franz Joseph Ritter von Gerstner(1 756—1832)设计出了杠杆式应变计,实现了力与变形的同时测试,这在材料力学性能实验测定中具有重要意义。18~19世纪随着桥梁、铁路、锅炉、军工等工业水平的发展,人们迫切地需要材料试验机测定材料的力学性能,以确保工业产品的安全和质量。因此,建材厂、钢铁厂、设计、施工单位等根据自己的需求设计了各种各样的材料试验机,不过这一时期的试验机只是为了特定目的设计的,本身并不是产品。随着测试需求的扩大,1879年美籍(挪威移民)工程师Tinius Olsen(1845—1932)将拉伸、压缩以及横向加载集成在一台设备中,设计出了第一台通用试验机。随后,随着美国材料与试验协会(ASTM)的成立,材料测试走上了标准化道路。

摘要：为解决国内相关企业在设计制造过程中缺乏指导降低能耗的破碎能耗理论模型的问题,依托芬兰美卓60-110E型旋回破碎机的基本参数,应用Solidworks搭建三维模型,基于EDEM离散元仿真软件,分析进动角、动锥底角、动锥转速、排矿口大小等关键参数对破碎机能耗的影响,建立破碎机能耗理论预测模型,并得到旋回破碎机性能最优时的关键参数值。根据响应面分析与模型方差分析结果表明:进动角与动锥转速对能耗模型的影响最为显著;当获得同等大小破碎力的情况下,进动角为0.48°、动锥底角为79.99°、动锥转速为130.00r/min、排矿口大小为166.24mm时,旋回破碎机的性能最优,与原工作参数下的旋回破碎机单位能耗相比,能耗降低约1.9%;最后通过与现场数据对比分析,模型基本可靠。该模型的建立可以为高性能旋回破碎机的设计及能耗预测方面的研究提供参考。