摘要：针对传统烟雾浓度检测报警器容易受环境光和黑烟影响,成本高、系统复杂以及造成环境污染的问题,设计了一种基于单片机的光纤烟雾浓度检测系统。利用硅光电池的光电效应完成烟雾信号到电信号的转换,采用光纤激光器作为系统光源以消除环境因素的影响,设计了STC89C52单片机最小系统即电源、复位、晶振、串行通信电路,信号处理模块包括信号采集电路AD8606、模数转换电路TLC1549CP、显示及报警电路,并根据采集的模拟量使用单片机编译程序Keil进行软件程序设计。最后在MXY9001光电技术创新实验平台上搭建了硬件电路系统和烧制程序,模拟实验证明该系统不受外界强光、噪声及黑烟雾的影响,验证了系统的可行性与可靠性。

摘要：血管支架置入的介入治疗是心血管狭窄和堵塞普遍采用的治疗方法,但支架的传统制造方法如激光切割等工艺复杂且无法制造分叉支架等复杂结构,而三维(3D)打印技术为复杂结构及个性化血管支架制造提供了新的思路。本文采用3D打印技术和0~10μm的316L不锈钢粉末材料打印制作了一种新型血管支架,对打印完成的血管支架进行电解抛光以去除支架表面粘附的粉末,并对抛光后的支架进行了球囊扩张及平面压缩实验。结果表明,本文设计的新型结构血管支架可采用3D打印技术制备;电解抛光去除了粘附的粉末,使支架表面粗糙度Ra由1.36μm降低到了0.82μm;抛光后的支架在球囊压力下外径由2.42 mm扩张到3.63 mm时的轴向缩短率为4.23%,卸载后径向回弹率为2.48%;支架的径向支撑力为8.32 N。3D打印血管支架可通过电解抛光去除表面粉末改善表面质量,并具有良好的扩张表现及径向支撑性能,为3D打印血管支架的实际应用提供了参考依据。

摘要：浮环外表面周向槽宽度结构参数会影响外膜压力分布,进而对高速轻载涡轮增压器转子系统非线性振动特性产生显著影响。基于流体润滑机理和有限元理论,建立了包含轴系集总运动方程、浮环轴承瞬态温度模型、润滑油黏温方程以及轴承间隙热变形方程在内的涡轮增压器轴系热-流-固耦合的综合模型,并提出了一种有效的求解策略。通过与试验数据对比,验证了该综合模型的准确性和可靠性。以某柴油机用涡轮增压器转子系统为例,通过三维振动瀑布图研究不同周向槽宽度在低(50℃)、中(90℃)、高(130℃)3种入口油温下转子系统频域瞬态振动响应。结果表明:相对于全圆瓦浮环轴承支撑的转子系统,当周向槽宽度从2.4 mm增加至4.8 mm时,在不同入口油温下转子系统内膜涡动、振荡的转速区间逐渐缩小,振动幅值均大幅降低;但随着周向槽宽度和入口油温的增加,外膜承载力降低,转子系统呈现出刚性运动,即零频振动,并且零频振动幅值高于低频振动,成为主导频率。当周向槽宽度从2.4 mm增加至4.8 mm:入口油温为50℃时转子系统的最大无量纲振幅值降幅分别约为67%、75%和83%;入口油温增加至90℃时,转子系统的最大无量纲振幅值降幅分别约38%、75%和82%;入口油温增加至130℃时,最大无量纲振幅值降幅分别约为67%、75%和79%。因此,对于不同的入口油温,周向槽浮环轴承可使转子系统的振动幅值大幅降低,有利于提高转子系统的稳定性,结论可为周向槽浮环轴承的参数设计提供理论参考。

摘要：为了满足新型研球机变径沟槽研球板均匀加压的需要,设计一种偏心加压固定板压盘。通过分析固定板压盘的功能需求,采用联想类比法,提出固定板压盘的结构设计方案;运用数值仿真技术,建立固定板压盘的有限元模型,分析压盘的静态与模态特性,获得压盘的变形图、应力云图和固有频率与振型,验证了压盘结构设计的可行性。针对固定板压盘的偏心距大小和进球缺口到压盘中心的距离大小,以结构变形和应力最小为优化目标,通过参数化建模,基于响应面法对压盘进行了参数优化,获得压盘的最优结构参数。分析结果显示:优化后的固定板压盘,加载后最大变形减小,压力分布更加均匀。通过结构方案的创新和采用现代设计方法,实现了新型结构件的设计要求。

摘要：方矩形管在辊弯成形中会产生角部开裂现象,这已成为严重制约方矩形管质量的关键问题,为解决其角部开裂缺陷展开深入研究,寻找控制开裂缺陷的方法。首先通过对MS1180进行单轴拉伸、缺口拉伸和平面应变实验得到了材料的力学特性,并分别利用3种拉伸试验将Ayada、Rice-Tracey和标准化Cockroft-Latham准则进行校准,得到了预测误差最小的一种断裂准则,并以此构建了方矩管辊弯开裂模型。其次利用辊弯成形COPRA RF设计软件和有限元MARC仿真专业软件,结合生产实际条件建立了方矩形管连续辊弯成形三维有限元模型,并进行辊弯实验验证模型的准确性。最后采用扫描电镜和金相显微镜对方矩形管开裂件以及断口进行微观观察,针对性的利用有限元模型探究了方矩形管连续辊弯成形时应力-应变分布规律,并分析了道次数量、角部成形半径和机架间距对方矩管角部应力-应变分布的影响。结果表明:发现材料起裂点位于角部近外层,对开裂断口进行分析,得到其开裂方式为准解理开裂,角部剪切面上所受的主应力过大导致其开裂;增加辊弯道次数量、方矩形管角部成形半径以及机架之间的间距能有效减少开裂问题的出现,为以后解决方矩形管角部开裂问题提供了理论基础。

摘要：为提高精密球体的加工精度与加工效率,针对传统立式研球机的机械结构及加工特点,面向批量加工,设计了一种新型料盘外置式立式研球机。通过分析球体加工的运动原理,采用组合创新的方法,确定了新型研球机的总体机械结构,实现了总体方案的创新;根据新型研球机的总体结构方案,对其关键零部件进行了分析与设计;基于对球体几何运动的分析,采用数值仿真技术,对球面加工轨迹进行了仿真分析,结果显示,采用新型研球机研磨板对球体进行研磨加工,可以使球体表面研磨迹线的分布更加均匀。通过对机床总体结构方案及关键零部件的设计与分析,实现了研球机的创新设计。

摘要：传统的轧辊设计方法经验化,设计结构体积较大、成本高,且以静态设计为主,忽略了辊系动态特性。当前在“碳达峰”“碳中和”的双碳背景下,为实现节能减排,以轧机辊系结构轻量化为目标,考虑轧机辊系的动态特性,建立了轧机辊系结构轻量化优化数学模型,采用MATLAB软件优化工具箱中的fmincon函数对轧辊进行优化求解。结果表明:优化后辊系体积降低了38.8%,辊系二阶固有频率提高了2.5%。研究成果有助于指导轧机辊系的结构设计。

摘要：为准确预测超高强钢预缺口产品在辊压成形中的回弹现象,通过模拟和实验相结合的方法,讨论了预中孔对辊压成形中超高强度钢板回弹的影响。建立了预开槽汽车门槛件的有限元模型,并通过连续辊压实验验证了其精度。采用超高强钢MS1300的拉伸实验确定的可变弹性模量的数学模型构建了有限元模型,发现使用可变弹性模量可以将孔区域的回弹预测精度提高15%。设计了几种成形方案,以研究不同特征对孔区回弹的影响。结果表明:预伸孔的存在降低了回弹,且在汽车门槛的不同位置,效果不同。随着机架数量、板带厚度和孔径的增加,机架间距和孔间距的减小,预冲孔所在位置的回弹减小。通过研究希望能减少辊压实际生产中孔对回弹的影响,提高预切断面的成形精度。

摘要：微型深沟球轴承广泛应用于小型工业装备、小型回转电机、玩具等相关领域。针对儿童轮滑鞋用608zz微型深沟球轴承,采用Creo软件建立三维实体模型,运用ABAQUS动力隐式算法对轴承接触情况进行了模拟分析,获得了依据实际工况确定的径向载荷及转速情况下的接触应力分布和最大接触应力。结果表明:最大接触应力随径向载荷和转速增加而增大,最大接触力分布在滚动体上,与实际情况一致,可为轴承设计提供参考。

摘要：目前汽车之所以没有广泛采用轮毂电机驱动车轮,其一是考虑成本,其二是轮毂电机的搭载大大增加了簧下质量,对车辆行驶过程中的操纵稳定性有较大影响。以分布式驱动汽车为研究对象,设计分层式控制系统:上层控制器对车辆总横向运动进行解耦控制,其中纵向采用PID控制跟踪纵向车速,横向设计滑模控制器计算所需方向盘转角;中间层采用模糊控制计算维持车辆行驶稳定性所需附加横摆力矩;底层以轮胎附着利用率为优化目标对力矩进行最优分配。对比仿真试验表明:分层式控制系统可有效降低车辆行驶过程中的横摆角速度16%~48%,质心侧偏角62%~67%,抑制了实际值与理想值之间的偏差,提高了车辆在行驶过程中的安全性和舒适性。