摘要：随着国家对工程机械节能增效的要求越来越高,减少工程机械作业阻力是节能增效的核心技术之一。土壤作为工程机械作业的典型工况,很有必要对其物理参数进行深入研究,而土壤的滚动摩擦系数对其宏观性能有着显著的影响。现有滚动摩擦系数的测量方法并不适用土壤颗粒,论文设置了一套土壤滚动摩擦系数测量装置,可以很好的避免土壤颗粒在测试时发生破碎,并可获得足量的实测数据,通过SPC方法处理测试数据呈正态分布并满足稳定性要求。经过测量计算得到土壤颗粒-土壤颗粒之间的滚动摩擦系数为:0.045,土壤颗粒-钢之间的滚动摩擦系数为:0.033。把测得的系数设置到离散元模型(JKR模型)中,得到虚拟土壤安息角,并与实测的土壤安息角进行对比,偏差在1.7%以内,表明测量装置设计合理,测量结果准确,满足工程要求,为后续工程机械降低作业阻力研究打下坚实的基础。

摘要：为了提高主动悬架系统中直线电机的工作性能,以一种圆筒型永磁同步直线电机为研究对象,对其进行特性分析与结构优化。以某SUV为例,构建了其主动悬架系统的多体动力学模型,仿真确定了电机的总体设计指标与初始结构。采用有限元方法建立了考虑材料热属性变化的直线电机温升模型,分析了不同行驶车速下的温升分布及其对直线电机电磁特性的影响。结果发现:电机温升直接影响输出推力与绕组损耗,抑制温升有助于减小绕组损耗,但推力波动会随之上升。根据磁-热耦合特性分析结果,以空载定位力和绕组温升为优化目标,进行了参数敏感度分析,并采用响应面法对直线电机结构参数进行多目标优化。结果表明:优化后直线电机的空载定位力减小了7.5%,绕组损耗降低了17.5%,绕组温升降低了11.02%,电机工作性能显著提升。试制了永磁同步直线电机样机,并进行了台架测试,实验与仿真误差均在5%以内,验证了结构和优化方案的有效性。

摘要：熔融沉积成形(fused deposition modeling,FDM)3D打印需要将打印喷头加热至材料所需温度后才能开始打印。由于单喷头FDM型3D打印机的打印效率较低,以及其加热系统的滞后性较大且稳定性差,使得整个成形过程既耗时又浪费资源,且成形件的质量不高。为解决上述问题,结合打印材料物理性质和化学性质的差异性,提出了一种基于遗传算法-模糊PID(proportional-integral-derivative,比例-积分-微分)的温度控制方法,以实现对双喷头FDM型3D打印机加热方法的控制,并建立温度控制系统的MATLAB/Simulink仿真模型,以验证所提出的控制方法的可靠性。仿真和实验结果表明,与传统PID控制、模糊PID控制相比,遗传算法-模糊PID控制的响应时间缩短了36.03%和32.45%,调节时间缩短了28.06%和20.99%,具有响应速度快、调节时间短、超调量小和控制效果稳定等优势。研究结果可为复合材料的双喷头FDM 3D打印提供参考。

摘要：针对ITO靶材烧结用垫片生产成本高、效率低、质量差的难题,设计了一款加工该垫片的自动磨床。通过研究其功能需求,确定磨削方式,进行了总体、机构设计。结构设计通过集成创新方式设计了新颖的分料、上料、磨削、下料、砂轮修整、除尘、清洁及安全等机构,并对其进行可靠性计算及实验验证。该自动磨床设计巧妙,结构简单,安全高效,实现了垫片自动化加工,已应用于生产中,效果显著。

摘要：针对磁齿轮复合电机双转子结构在无接触传动时出现振荡和超调的问题,提出了一种基于改进蜻蜓算法(improved dragonfly algorithm,IDA)的双闭环PI(proportional integral,比例积分)参数自整定矢量控制方法。针对DA在收敛速度和收敛精度等方面存在的不足,分别在算法寻优的前期、中期和后期引入Tent映射、改进权重系数和差分优化算法,并在其适应度函数上增加可抑制振荡和超调的惩罚项,使算法的收敛速度和收敛精度得到明显提高。采用PI、DA-PI和IDA-PI三种控制方法对磁齿轮复合电机进行控制仿真和实验,结果表明,在IDA-PI控制下电机转速的超调量和稳态误差最小,动态响应速度最快,证明了所提策略的有效性。研究结果为不同拓扑结构磁齿轮复合电机的控制提供了参考。

摘要：轮槽成型铣刀是加工汽轮机轮毂槽的重要工具,其结构复杂且加工困难。为提高加工效率和精度,以某型高速钢轮槽铣刀为例,提出基于五轴平台的加工工艺方法。使用UG软件基于五轴车铣复合机床规划粗加工刀具路径,并采用专用后置处理器生成数控加工程序,通过虚拟机床进行仿真验证;采用NUMROTO软件规划精加工路径,获得磨削NC代码并进行虚拟加工验证;进行实际切削验证,通过DOOSAN PUMA SMX2600ST车铣复合加工中心对刀具进行粗加工后,在SAACKE UWIF五轴工具磨床上完成刀具的精加工。实验结果证明,该工艺方法不仅能保证产品质量符合工艺设计要求,而且制造效率提高了20%。

摘要：为了提升某航天研究所试验检测中心数字化能力,文章结合五维数字孪生理论,开发了试验检测中心的数字孪生系统。设计了试验检测中心数字孪生的系统架构;搭建OPC UA服务器和InfluxDB数据库实时通信;对试验设备与试验场景进行建模并在Unity 3D引擎中搭建三维虚拟场景;编写脚本控制视角移动实现人机交互功能;设计电子看板显示设备的数据、状态等信息;构建面向过程的监控机制进一步保障试验测试的安全进行。应用结果表明,该数字孪生系统提升了试验检测中心的可视化能力与工作效率,实现了数字孪生系统的虚实融合。

摘要：为提高球轴承外圈沟道表面的加工质量,实现对电解在线砂轮修整ELID磨削加工试验中摆动参数、磨削参数的精确控制,设计正交试验并基于试验数据建立表面质量与加工参数之间的二阶响应模型和指数回归模型;通过熵权理论确定表面粗糙度与轮廓度的综合权重,最终获得最优加工参数,并结合信噪比的基本特性分析加工参数对表面质量的影响程度。结果表明:指数回归模型对表面粗糙度预测较为精确,二阶响应模型对轮廓度预测较为精确,误差均在5%以下;表面粗糙度、轮廓度综合权重分别为0.4568,0.5432,最优加工参数为摆动幅度11°、摆动速度6°/s、砂轮转速19500 r/min、工件转速50 r/min;加工参数的影响程度由大到小依次为摆动幅度、摆动速度、工件转速、砂轮转速。

摘要：热成形钢淬硬后强度高、韧性差,热成形过程的高温变形损伤会进一步加剧淬硬后材料的断裂失效,导致零部件服役抗撞性能被高估,造成安全隐患等问题。以600℃下淬火得到的淬硬硼钢为对象,研究了高温预应变对淬硬后材料力学性能和失效行为的影响规律,发现高温预应变越大,材料的强度和伸长率越低,并发生明显的韧脆转变现象。设计了5种应力三轴度子样件,通过DIC系统测得其断裂失效应变并结合有限元反算优化方法,获得了4种预应变下淬硬硼钢的失效双曲线和GISSMO损伤失效模型参数。进一步开展了淬硬硼钢帽型梁结构的轴向压溃试验,探究了考虑成形损伤及引入失效模型对结构抗撞性能预测精度的影响。结果表明:只引入GISSMO失效模型可以较好地预测淬硬零部件的失效行为,但其预测值偏高,而耦合热成形预应变历史并引入相应失效模型的联合仿真,对淬硬硼钢结构的抗撞性能预测最佳。

摘要：基于竹子的宏观、微观结构特征,提出了两种仿竹结构:带加强节的变壁厚薄壁管结构(Tube⁃a)和双圆带肋的仿竹薄壁管结构(Tube⁃b)。借助Abaqus工具对仿生结构在三点弯曲加载下的吸能特性进行了研究,并引入了常规圆管结构做对比分析。结果表明,Tube⁃b的表现最佳,其峰值破碎力较圆管结构降低了约18.396%,其比吸能和吸能效率分别提升了约50.8%、38.797%。为进一步研究仿竹结构的吸能特性,探讨了加载角度、壁厚属性α及截面属性β等参数对Tube⁃b能量吸收特性的影响。发现在0°~20°载荷下,Tube⁃b的综合性能表现较佳;适当调节壁厚属性,可以提高Tube⁃b的吸能效率;适当调节截面属性,可以提高Tube⁃b的比吸能。该研究可为改善薄壁结构能量吸收特性的设计提供一定参考。