摘要：为解决目前电力系统高空作业危险性高、自动化程度低的问题,设计了一种电力系统高空作业爬杆机器人。首先,根据电杆参数与实际作业情况确定爬杆机器人总体设计参数,通过蠕动式爬升与夹持式固定相结合实现爬杆功能,其主体包括升降结构和抱夹结构,均由电机驱动,使用碳纤维复合材料零部件替换简单金属部件以实现轻量化设计;然后,对其攀爬性能与夹持性能进行研究,分析其攀爬运动步态与控制方式;最后,利用有限元分析软件ANSYS Workbench对抱夹结构进行仿真模拟,对爬杆机器人的关键性部件进行仿真。实验结果表明:爬杆机器人应力分布较为均匀,应变较小,符合设计要求,可为进一步改进设计方案提供参考。

摘要：通过研究复合材料层合板结构局部纤维角变化的理论模型与刚度变化的关系,设计2种变刚度多稳态复合材料层合板结构.对变刚度多稳态复合材料结构进行建模,运用Matlab求出不同的平衡方程解,得到变刚度多稳态复合材料结构的稳态构型.制备相应的实验试件,测量变刚度多稳态复合材料结构不同稳态转变时的力学性能,通过有限元软件Abaqus模拟变刚度多稳态复合材料结构的降温冷却过程,得到平衡稳定状态的数值解.结合理论、数值与试验,分析变刚度多稳态复合材料结构的稳态构型、稳态转变最大载荷及载荷-位移曲线的变化规律.

摘要：基于离心泵蜗壳设计原理,采用笛卡尔坐标对蜗壳不同断面的几何形状进行求解,通过蜗壳断面面积控制系数对蜗壳断面面积进行控制和面积逼近迭代算法对蜗壳控制点坐标进行计算,研究并建立了蜗壳构建数学计算模型。结果表明:新的蜗壳数学模型有效降低了蜗壳水力设计的难度,缩短了蜗壳水力设计的时间,实现了自动参数化蜗壳水力设计;蜗壳断面面积逐次逼近迭代算法精确计算了不同蜗壳断面面积和蜗壳坐标,计算精度为10^(-5),降低了设计误差带来的水力损失。

摘要：为了有效降低离心泵隔舌区域压力脉动特性,基于长耳鸮特殊的羽翼形态,建立仿生蜗壳结构计算模型.采用数值模拟的方法对标准蜗壳、仿生蜗壳离心泵全流场进行瞬态计算,对比分析了设计工况下不同蜗壳结构隔舌区域各监测点脉动特性,研究了不同工况下不同蜗壳结构隔舌头部的脉动特性.结果表明:不同工况下,各监测点的压力脉动频率基本与叶片通过频率一致;设计工况下,采用仿生蜗壳时相对于标准蜗壳各监测点脉动幅值均有所下降,最大降幅达56.1%;3种工况下,采用仿生蜗壳时隔舌头部脉动幅值在标准工况及大流量工况下均会降低;设计工况下采用仿生蜗壳可以显著改善其叶轮流道及扩散段流体的流动状态,使离心泵内部流场更平缓,提高其运行的稳定性.

摘要：提出了一种稳态热传导源项识别反问题的求解方法.构造了基于有限元数值解,满足热传导控制方程和边界条件、离散形式、以热源强度为变量的数值通解显式表达,从而将热传导源项识别反问题转化为多元极值问题,能够方便地反演出热源强度.推导了基本计算公式,讨论了热传导源项识别中热源强度的数学建模问题,进行了算法的误差分析.并以模具加热板的热源设计为算例,验证了算法的正确性与实用性.这对进一步研究热源空间分布识别和多维源项识别反问题具有重要意义.

摘要：为了研究自吸离心泵蜗壳内瞬态流动特性,分别对有、无回流孔时的模型泵进行了三维非定常流动数值模拟,得到了蜗壳内压力脉动特性和蜗壳回流孔处的瞬态流动特性.研究结果表明:回流孔的存在使蜗壳内压力脉动更加剧烈多变;蜗壳内最大幅值监测点处的蜗壳断面上,存在强度较大、位置对称、大小不等的反向二次流漩涡;回流孔向蜗壳的流出口处存在较大的涡量,且在此处的蜗壳断面和其垂直截面内都有随时间周期性变化的漩涡流动结构;有回流孔时的最大脉动幅值在0.8、1.0和1.2倍设计流量工况下比无回流孔时相应工况下的幅值分别增大35.5%、13.7%和19.6%.

摘要：提出一种阻燃式防爆阀的压力降分析方法.通过分析阻燃式防爆阀的结构和工作原理,建立了数值分析模型.借助计算流体力学技术,分析了不同的入口温度和入口压力对阀内压力分布的影响.结果显示,入口温度对阀内压力分布的影响不大,入口压力对阀内的压力分布有影响.拟合不同入口压力时基本单元截面的压力值,得到各截面的压力与入口压力、基本单元数的函数关系.该函数关系能够有效地反映阀内的压力降趋势,计算出各基本单元截面的压力值,从而可以指导具体的阻燃式防爆阀的设计.

摘要：高校开放性实验是传统实验教学的拓展,对学生的创新思维能力、实践动手能力以及自主学习能力的培养具有重要的作用。针对机、电结合的机械类开放性实验的特性,以智能控制为核心,以机械结构优化为辅助,设计了智能晾衣系统开放性实验。该实验以单片机为核心,同时将雨滴传感器、光敏传感器等传感检测技术引入,而且通过机械结构部分的再设计,优化实验装置。实验项目与实际应用紧密结合且多知识点融合,激发了学生积极探索、主动求新的兴趣,取得了良好的实验教学效果。

摘要：为了缓解多巷道式立体车库在存取车高峰时的车辆拥堵状况,实现车辆存取的安全、节能和减时,进行了车库的优化设计与车辆存取策略研究。设计了一种带有随行承载板的多巷道式智能立体车库,其由机电执行系统和计算机控制系统两大部分构成。机电执行系统主要由人车分离舱、水平传输机构、提升机构、堆垛式储架、随行承载板库和安全保护机构组成。计算机控制系统主要由控制室内的上位机(电脑服务器)和巷道机车上的下位机(PLC,programmable logic controller,可编程控制器)组成。依据机械设计方法对水平传输机构进行了优化设计,消除了水平传输机构进行堆垛动作时对巷道机车产生的侧倾力矩,并且节省了电机动作时间。为提高取车车主等待服务的满意度,提出了“取车优先+交叉排队存取”策略,采用计算机控制方法完成取车与交叉排队存取车的自动化控制。利用MATLAB软件的遗传算法(genetic algorithm,GA)工具箱实现存车时的空位寻优。研究结果为多巷道式立体车库运行的低能耗和低时耗提供了一条实现路径。

摘要：低比转速离心泵叶轮流道宽度较小且较为狭长,流道进口容易被空化状态下的空泡堵塞,诱发严重的振动和噪声,不利于机组安全稳定运行。针对比转速为45的离心泵,采用RNG k-ε湍流模型与Zwart-Gerber-Belamri空化模型,对不同工况下的非定常空化流场进行模拟计算,准确预测了不同工况下的空化余量-扬程曲线,并得到空化初生位置与空泡的时空演变和径向力变化。计算结果表明,不同工况下由空化产生空泡的非定常特性也有所不同。在小流量(0.8Qd)工况下发现,NPSH=4.75 m时在一个叶轮旋转周期内各个流道的空泡区变化规律明显,空泡区变化表现为收缩、稳定、再生长;NPSH=3.61 m时空区泡的变化规律为5个叶轮旋转周期,叶片上的空泡区经历稳定—分离—生长—局部脱落周而复始的过程。在设计工况(1.0Qd)下,叶轮中的空泡分布相对均匀,而大流量(1.2Qd)工况下空泡的分布并不对称,出现了交替堵塞的现象。未发生空化时,叶轮径向力分布呈规则的五角星状,随空化发展,叶轮内非对称分布的空泡区致使径向力分布紊乱。