摘要：针对某乘用车传动轴护套表面温度超标问题,基于灵敏度分析和中心组合设计方法对其发动机舱的温度场进行优化。首先,对发动机舱进行CFD仿真分析找出问题原因;然后,通过灵敏度分析找出主要影响因素;接着,采用中心组合设计和二次多项式回归方程建立传动轴护套表面温度预测模型,并找出主要影响因素的最优组合;最后,进行仿真和实车试验验证。结果表明:护套表面温度降低到限值以下,有效解决了其温度超标问题。

摘要：现有自动装夹系统多适用于单机制造过程,难于满足多品种混流生产需要,其存在加工零件形状与尺寸各异、自动化程度低等问题,为此开展面向柔性机加产线自动装夹系统研究。采用子母工装方式解决零件差异性问题,基于自动拧紧机提高自动化水平,进行自动装夹系统整体方案的设计;基于软PLC进行自动装夹系统的三维龙门运动平台及末端执行器的设计,阐述了自动拧紧及伺服控制过程,最后分析自动装夹系统开发及验证过程。通过测试验证,系统柔性程度高、装夹过程无人化,并可与上下料机器人、AGV等进行快速扩展,具有一定的工程价值。

摘要：铺粉工艺是基于粉床的增材制造(additive manufacturing,AM)技术中的关键工序之一.滚筒铺粉工艺参数包括铺粉层厚H,滚筒直径D,滚筒的旋转速度ω和平移速度V,对增材制造工艺中的粉体铺展性具有重要影响.本文以尼龙粉体为研究对象,采用离散元法(discrete element method,DEM)模拟其滚筒铺展过程,建立沉积分数、覆盖率和沉积速率3个铺展性指标.采用中心复合设计(central composite design,CCD)生成30组仿真案例,通过响应曲面法(response surface methodology,RSM)拟合了3个铺展性指标的回归模型.采用方差分析证明了回归模型的准确性和预测的有效性,并详细分析了工艺参数对粉体铺展性指标的影响规律.结果表明,铺粉层厚H是最大的影响因素,平移速度V是次要的影响因素,滚筒直径D和滚筒的旋转速度ω对粉体铺展性指标影响较小,HV和DV为影响粉体铺展性指标的主要交互因素.以3个铺展性指标为优化目标,采用期望值法对滚筒铺粉工艺参数进行多目标优化,获得了预测的最优铺粉工艺参数和粉体铺展性指标组合,并通过实验验证了粉体铺展性指标的预测结果与实验结果吻合良好.本文的研究结果可指导增材制造中滚筒铺粉工艺参数的优化.

摘要：针对电动轮自卸车发动机和发电机系统轴系扭转振动问题进行分析,并通过试验进行验证,提出分析此类轴系扭转振动的研究方法。根据电动轮自卸车的动力传递系统由发动机和发电机直接刚性连接而成的特点,对系统轴系进行固有振动特性和强迫振动特性分析时,建立轴系扭转振动分析的集总质量参数模型,利用系统矩阵法和能量法获得轴系的固有频率和振型。在试验验证阶段,采用非接触式扭转振动测量法进行试验验证,对比分析计算结果和试验验证结果。研究结果表明:分析计算和试验验证基本吻合,证明了针对此类轴系扭转振动分析计算方法的可靠性,并获得轴系扭转振动发生共振的主谐次和强谐次,为进一步进行扭转振动减振分析及部件设计提供了依据。

摘要：基于谐振式加速度计的工作原理和结构特点,设计了一种新型微加速度计谐振器,用解析法和有限元法计算了谐振器的横向驱动力以及其处于谐振状态时的检测电容值。综合粘性阻尼、运动阻尼和气膜阻尼,分析了谐振器在大气环境下的阻尼和品质因子。应用MEMS(microelectromechanical system)工艺,完成了微加速度计谐振器的制作。测试结果表明:谐振器性能良好,谐振频率为54523.5 Hz,与设计的理论值误差约为13.6%。

摘要：为降低船式拖拉机在水田工作时的阻力,设计了一种具有凸包非光滑表面的船壳。利用有限元方法对凸包非光滑表面船壳在水田泥介质中进行数值仿真研究,计算比较凸包非光滑表面船壳和光滑表面船壳在速度0.5~4 m/s范围内的阻力值,分析其减阻机理并进一步研究凸包尺寸对减阻特性的影响规律。结果表明:凸包非光滑表面船壳有较好的减阻效果,凸包结构改变流体对船壳的粘性剪应力是其产生减阻特性的重要原因。该设计得到了减阻率达到9.33%的较好减阻效果,对船式拖拉机研究设计具有重要意义。

摘要：研究了压电位移放大机构的运动学和动力学建模问题。基于能量守恒原理和弹性梁弯曲理论推导了桥式位移放大机构的位移放大比等静力学解析模型;在此基础上,通过拉格朗日方程建立了桥式位移放大机构的固有频率解析模型。通过有限元计算验证和分析了提出的解析模型的可行性和优越性,并与国内外典型的位移放大比数学模型进行了比较。结果表明:由于本文提出的模型考虑了位移放大机构的拉伸和弯曲变形,并且摒弃了国内外普遍采用近似几何关系进行数学推导的思路,因此所建立的位移放大比解析模型精度更高;固有频率解析计算结果与有限元模态分析结果的相对误差约为5%。得到的结果显示:本文给出的建模方法以及位移放大比、固有频率等解析模型可为柔性机构的优化设计和研制提供依据和参考。

摘要：针对锂离子电池热扩散防护问题,以50 Ah三元锂离子电池为研究对象,搭建了加热条件下锂离子电池模组的热扩散模型,研究了不同隔热材料和对流换热系数对锂离子电池模组热扩散行为的影响。基于锂离子电池的热失控反应机理和热传导机理建立了单体电池热失控模型,模型误差小于6%。以单体电池热失控模型为基础,搭建了5个电池并联的电池模组热扩散模型,并设计相关试验验证了模型的准确性,仿真结果与试验结果相符。利用热扩散模型研究了隔热材料和对流换热系数对电池热扩散行为的影响。结果表明:隔热材料的导热系数越大,模组中第1个电池触发热失控的时间越长,电池模组发生热扩散的时间越短,热失控延滞期减小;对流换热系数越大,电池模组发生热扩散的时间越长,热失控延滞期增加。

摘要：传统数据采集系统存在精度差、采集速率低等问题,难以应用于数控机床高频信号采集,制约了机床后级系统性能的提升,为此开展了数控机床高频信号高精度数据采集系统的研究。首先提出了基于STM32和FPGA的数据采集系统整体结构;然后分析了前端调理电路、AD采集电路、STM32与FPGA控制电路、以太网通信电路和电源电路,设计了数据采集系统控制程序;最后进行了数据采集系统的测试验证。相关测试结果表明,数据采集系统可有效采集数控机床的高频信号,具有较高精度和稳定性,工程应用价值较好。

摘要：针对微波干燥中场强分布不均、物料微波能吸收能力不同导致的微波加热不均匀现象,结合微波干燥的高效性、流态化干燥的均匀性以及热风干燥辅助去除水汽的功能,设计了一种实现干燥均匀性的微波-热风振动流化床干燥机,主要由振动流化床系统、热风系统、微波加热系统、测温系统和控制系统等组成。采用Ansoft HFSS软件对微波加热仓磁控管不同开口位置进行仿真分析,得到多馈口激励最佳方案。结果显示,物料高度距离箱底不变的情况下,4个微波馈入端口的位置相对于原始端口位置外移30mm,物料表面场强分布更加均匀。以新鲜毛豆仁为例,对该机的性能和加热均匀性进行试验验证,结果表明:设计方案和控制系统方案可靠,微波-热风振动流化床干燥下毛豆仁的干燥时间为54min,比单独微波流化床干燥的干燥时间缩短34.1%,比微波-热风组合干燥的干燥时间缩短12.9%且产品均匀性显著提高。