摘要：设计一种能够用夹持带固定毛豆茎秆并进行收割的毛豆收割机。在满足设计要求的基础上对毛豆收割机进行详细结构设计,建立收割工作时毛豆茎秆的力学模型并进行受力分析,重点针对切割机构进行结构设计与运动规律分析。正常工作时,夹持式毛豆收割机具有切割和运输收集系统,工作时夹持带夹持作物底部茎秆,双动循环式切割机构切割根茎,传送带将作物输送至后方收集箱中,完成收割工作。该设计能够有效降低传统收割作业时产生的裂荚、落荚损失问题,收割后作物运输平稳,冲击小,有效提高作物收获率。

摘要：对螺旋摆动油缸中的螺旋齿轮进行体积优化,将传统设计中对模数齿数的取值范围与最小值通过程序语言表达,形成约束,再对随机生成的种群进行自适应选择、交叉、变异等操作,形成个体属性,引用精英策略选择优秀的个体产生新的种群,重复操作直到完成要求的迭代次数,最后打印出每一代的最优个体。传统算法与自适应遗传算法均可以对螺旋齿轮的体积进行优化,最终将螺旋齿轮的体积减少5.87%。自适应遗传算法可以对螺旋齿轮进行体积优化,并且在迭代速度上有明显优势,过程中产生的多个解可对实际设计进行指导,降低设计时的计算量与设计时间,减少生产成本。

摘要：对树形立体停车库的立柱进行结构设计及优化。以占地投影分别为长2.4 m、宽0.7 m和高8.5 m为设计基础尺寸。立柱简化模型同时考虑各部件总重F;引起的轴向应力,以及悬挂的载车板和车辆共同引起的弯曲应力的影响,最大应力容易发生在立柱根部,计算结果为63.06 MPa,小于许用应力117.5 MPa,顶部最大挠度位移为8.93 mm,远小于规范值113.90 mm。在满足强度和挠度位移的要求下,利用惩罚函数法对立柱主支撑进行尺寸优化,对优化后的模型进行实测与软件分析对比。同一工况下,利用测试仪器采集立柱根部应力变化数据与软件分析相比较,相同位置处的应力,实测与模拟分析结果偏差10%以内。通过有限元分析与实际应力测试相结合的方法对立柱结构进行了设计与分析并利用混合罚函数法进行优化,对比分析结果证明了该方法的有效性,为该类项目的分析提供一定的手段和参考。

摘要：针对由压电智能结构构成的风电叶片振动逆控制技术进行理论分析和研究。首先设计压电复合材料叶片,将风力机叶片等效为扁壳结构,基于压电层合壳理论,推导压电扁壳的振动控制微分方程。在此基础上,把压电板壳风力机叶片简化成弹性压电层合壳,建立叶片智能结构机-电耦合系统动力学模型和压电复合材料压电扁壳结构的动力学方程,进行有限元分析,结果表明在风载作用下,控制电压对叶片振动有抑制作用。

摘要：将智能材料黏贴在叶片表面或嵌入叶片内部形成新的结构,其中扰电材料作为传感器,压电材料为作动器,完成风力机叶片智能结构的设计,设计自适应滤波控制系统,对振动信号进行检测,通过机电耦合抑制叶片的振动。搭建实验平台,在激振力的作用下,检测到在压电驱动力作用下振动衰减,验证所设计的主动振动控制方法,分析实现叶片振动主动控制的可行性,以防止叶片这一弹性体发生振动失效。

摘要：精度设计是提升机床加工精度的有效途径,而准确辨识关键几何误差并为其合理分配权重是实现精度设计的前提条件,因此,提出了一种识别关键几何误差的灵敏度分析方法。首先基于多体系统理论建立了机床加工误差模型,并基于该模型构建了灵敏度分析模型,同时定义了一种新的灵敏度指标。然后,通过仿真分析明确了第10、17、22、24和37项几何误差为关键几何误差,同时实现了对各项几何误差分配权重。最后,通过补偿关键几何误差和全部几何误差的方式对“S”形检测试件进行加工并对比其轮廓度误差,对比结果显示通过两种补偿方式获得的平均轮廓度误差在3条检测线上的差值很小,分别为0.005、0.004和0.006 mm,因此证明了提出的灵敏度分析方法的正确性。

摘要：智能车辆车道保持的关键在于兼顾可靠性和实时性。为此,在车道识别时,利用已识别车道分区预测临近待识别分区车道候选位置,并仅在候选位置完成后续识别以提高识别实时性;在识别各分区时,依次采用分区阈值二值化、线性滤波、基于车道宽度滤波的方法,以提高识别的可靠性。同时,在提取车道线时根据2个检测区内的车道识别结果拟合不同曲线模型的目标车道线,并进行自适应预瞄控制。采用Lab View PXI8196和数字信号处理器F2812对智能车辆车道保持系统进行了设计。道路试验结果表明,提出的车道识别及跟踪控制方法同时保证车道识别及跟踪的可靠性和实时性,且稳定性较好。

摘要：【目的】针对植保机械扇形喷头雾滴粒谱较宽、雾滴粒径均匀度较差等不足,基于射流和撞击流耦合作用原理,提出一种新型喷头结构方案,以改善喷头雾滴粒径均匀性和雾滴谱。【方法】采用快速成型制造技术的光敏液相固化成型(SLA)工艺,选用C-UV9400立体光造型树脂材料,制造出喷头终端喷孔出水口形状相同、出水口孔径d_1=1 mm、切槽角α=30°的扇形喷头和新型对冲喷头;利用喷头雾化性能测试系统检测2种喷头的雾滴粒径和雾滴分布情况,使用分布跨度评价雾滴粒径均匀性。【结果】在距喷头终端喷孔出水口100 mm处,喷施压力在0.3～0.8 MPa范围内变化时,扇形喷头和新型对冲喷头的分布跨度分别在1.65～1.82和1.07～1.23之间,分布跨度小表明雾滴粒径均匀性好、雾滴谱窄,且从测得的雾滴分布图发现,新型对冲喷头的雾滴分布较集中;当喷施压力大于0.6 MPa时,扇形喷头雾滴粒径变化趋向稳定,而新型对冲喷头雾滴粒径随喷施压力增大还能不断减小,表明新型对冲喷头具有调压范围宽的良好调压特性;撞击后会形成较大雾滴,较大雾滴并有一定速度具备较好的穿透性能和抗飘移能力;为使喷头达到较佳的病虫害防治效果,建立了喷头雾滴粒径多项式回归模型,为喷头选用提供依据。【结论】基于射流和撞击流耦合作用的对冲喷头具有雾滴粒径均匀性较好、雾滴谱较窄、调压范围宽和抗飘性较强的特点,可为开发精准施药植保机械装备提供技术支持。

摘要：直升机施药在林业病虫害防治中应用广泛,药箱作为药液载体,合理的防晃结构对其作业稳定性具有重要意义。为降低作业过程中药液晃动,通过布置防晃栅格结构对药箱内腔进行优化设计,并借助Fluent中流体体积多相流及Realizable k-ε湍流模型进行数值模拟。结果表明,增加栅格结构高度,参考点的最大压力值随之增加且高度选为100 mm时液体晃动的频率更低;增加栅格槽数量,参考点的最大压力值随之变小,且在数量为9时趋于稳定。通过构建药箱晃动试验台模拟直升机作业飞况进行防晃效果验证,结果表明药箱加速度越大,箱壁所受最大压力越大,受到最大压力的时间提前;充液率越大,箱壁所受最大压力越大,充液率为0.8较0.4时的最大压力增长了27.7%,同时高充液率下箱体不易受到激励后的二次冲击。随着前倾角度的逐步增加,液面所需稳定时间减小,从0°转变为20°,稳定时间相对减少了44.6%,而出现侧倾时液位较低的一侧晃动更加激烈,所需稳定时间更长。根据仿真结果选择高度为100 mm,栅格数量为9个的竖直阻尼栅格结构,对比数值仿真和试验结果,防晃阻尼栅格能有效减小受激励后箱体内液体晃动幅度,相较于原箱液体从开始晃动到液面平稳的时间降低了54.8%,具有较好的抑制效果。该优化箱体对提升直升机植保作业的安全可靠性具有一定价值。

摘要：风力机叶片是风力机的关键部件,为了解决叶片受到阵风或随机风作用后振动衰减缓慢、叶片产生较大空间扭曲变形等问题,在叶片中嵌入压电材料,运用变分法、哈密顿(Hamilton)原理和扁壳理论,建立了压电板壳式复合材料叶片结构的机-电耦合动力学数学模型,并应用MATLAB软件对叶片在施加控制电压前后的响应特征进行了数值求解,根据计算结果分析了叶片各方向位移、转角随时间的变化和风载作用下控制电压对叶片振动的抑制情况。分析结果表明:施加控制电压前,叶片在受到阵风或随机风作用后,振动衰减缓慢,在给叶片中压电材料施加控制电压后,在压电材料的逆压电效应下,叶片的振动衰减迅速,在极端风速情况下能极大地提高风力机叶片的气动弹性稳定性。因此,采用压电材料,利用其逆压电效应,根据风载施加控制电压,能够有效抑制极端风载作用下叶片的振动,从而提高其服役周期。