葛吉伟 , 王泽伟 , 胡兴军 , 王靖宇 , 杨博 , 李峥峥
2014, 42(24):1-8. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2014.24.001
摘要:为了研究冷凝器、中冷器、水箱散热器和风扇这些冷却部件位置的改变对发动机舱内流场空气流动和散热的影响,首先对某重型卡车的复杂几何模型进行简化,在前处理软件Hypermesh中划分一套高质量的面网格,然后在通用热流分析软件STAR-CCM+中完成体网格的划分、计算求解以及后处理。对卡车原型的冷却部件的布置共提出3种改进分案,其中方案3分为5个小方案,分别是冷却部件沿Z轴正方向移动40,80,120,160,200 mm;分别对每个改进方案进行仿真研究,并对比分析了每个方案中发动机舱内冷却部件位置的变化对流场结构的影响以及不同方案下发动机舱内的温度分布;监测了不同方案下流过散热部件的冷却空气流量以及水箱散热器出水管的温度,得到了水箱散热器散热性能最好的冷却部件布置方案。
2014, 42(24):9-12. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2014.24.002
摘要:以采用直流伺服电动机的通过传动装置驱动泵变量斜盘的电动伺服变量柱塞泵为研究对象,对其电动伺服变量特性进行研究,给出了其通过对直流伺服电动机的控制实现变量泵的恒压变量、恒流量变量和恒功率变量的设计方案,并基于AMESim软件对上述变量控制方案进行了仿真分析。结果表明:结合相应的压力和流量传感信号,只需要通过对直流伺服电动机的控制,便可以非常方便地实现电动伺服变量柱塞泵的各种不同变量目的,满足实际需求。
2014, 42(24):13-17. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2014.24.003
摘要:随着工业技术的发展,液压动力站的运用越来越广泛。由于其工作地方偏远、工作环境恶劣,液压动力站的维护、管理问题越来越突出,针对这些问题,利用传感器和Indramotion MLC65采集数据,采用GPRS DTU无线传输技术对数据进行远程无线传输,利用SQL 2005 数据库技术和B/S结构的Web技术,设计了液压动力站的远程监控系统。该系统不但实现了通过服务端的实时状态监控和数据存储、查询功能,而且实现了数据的可视化操作、即时报警和预警功能,很好地解决了液压动力站的维护、管理等问题。
2014, 42(24):18-21. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2014.24.004
摘要:针对复杂的非线性航天器轨道及姿态模型,考虑了存在外部扰动力矩及轨道机动引起航天器挠性附件振动的挠性航天器姿态稳定的问题,设计了基于滑模算法的挠性航天器姿态控制器,优点是设计的控制器仅需要航天器姿态角信息不需要姿态角速度信息。滑模算法表现出了对外部扰动及轨道机动过程对挠性航天器姿态影响的鲁棒性,可以使处于轨道机动过程中的挠性航天器姿态控制系统稳定。给出了基于Lyapunov稳定性理论的姿态控制闭环系统稳定性证明。仿真结果表明:本挠性航天器姿态控制系统在外部扰动及轨道机动控制力的影响下稳定。
2014, 42(24):22-29. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2014.24.005
摘要:提出了一种综合方法能够计算来自变速箱稳定的动态响应和噪声辐射。该方法在考虑时变啮合刚度、齿轮误差和轴承箱体的情况下建立圆柱齿轮传动系统的动力学模型,通过求解数学模型获得动态轴承力的数据。此外,以轴承负载力的数据为激励,数值模拟计算出变速箱的振动和噪声辐射,随着节点动态响应时间的变化,获得了变速箱的噪声频谱和共振频率范围。最后,计算了变速箱面板的共振的频率范围。基于变速箱面板声学贡献分析和振型的结论,对两个齿轮箱的刚度进行了改善。对比分析齿轮箱噪声辐射,确认该方法能有效降低噪声的产生,对变速箱的设计提供了有用的理论指导。
2014, 42(24):30-35. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2014.24.006
摘要:针对含支座松动故障Jeffcott转子系统,提出了一种区别于传统分段线性的连续松动模型。在此基础上,建立了系统的非线性微分方程。采用IHB法求解系统非线性微分方程,并将仿真与迭代算法融合求得系统振动响应周期解。随后,绘制出系统的时域波形、频域谱图、相图及Poincare截面图,对故障系统的动力学特性进行分析。研究证实了连续松动模型的可靠性与IHB法求解非线性系统的可行性,为松动的故障诊断提供了理论依据。
2014, 42(24):36-41. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2014.24.007
摘要:22T级液压挖掘机使用一款排量为112 mL/r的串联双泵作用液压系统动力源。在该系列挖掘机使用过程中,部分液压主泵在泵壳体和变量伺服控制阀的接合面出现开合间隙及油液渗漏两种现象。在对该泵进行的冲击实验中也曾复现以上现象。探求了间隙产生的原因、间隙和结构、系统参数之间的关联性以及如何进行结构改进减小间隙,利用有限元法对于可能导致间隙的原因进行了分析,发现了造成开合间隙主要原因,并提出了3种改进方案。
2014, 42(24):42-46. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2014.24.008
摘要:针对传统的密度测量仪器存在的不足,根据超声波的传播特性设计了一种超声波密度计。通过超声波波速的测量来实现密度计的高精度测量。利用高分辨率、快速的信号采样电路以及数字细分算法使超声波传播时间的测量达到ns级,为密度测量的分辨率优于0.000 01×103kg/m3提供了保障。采用分布式多声道结构有利于密度测量精度的提高。
2014, 42(24):47-51. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2014.24.009
摘要:针对液压伺服系统所具有的时变性等特点,建立了双电液伺服马达位置同步系统模型,并提出一种基于模糊控制的双电液伺服马达模糊复合交叉耦合式控制方式,通过模糊控制器来补偿同步通道由于时变性和外部干扰所导致的同步误差。仿真结果表明:该方法能提高位置同步精度。
2014, 42(24):52-55. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2014.24.010
摘要:采用计算流体动力学(computational fluid dynamics, CFD)方法对锥阀的阀腔内流场进行求解,得到不同阀芯颈部直径D值下不同阀口开度对应的流量、流量系数、阀芯阻力与稳态液动力值,并对解析结果进行了分析。结果表明:在相同阀口开度下,阀芯颈部直径D的变化对流量、流量系数几乎无影响,流量系数保持在0.86左右;阀芯的颈部直径D的变化对阀芯阻力与稳态液动力的影响也很小;阀芯阻力随着阀口开度的增大而减小;稳态液动力随着阀口开度增大而增大。
2014, 42(24):62-66. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2014.24.012
摘要:针对大型叶片磨削难题,采用计算机辅助几何学、微分几何学等技术手段,通过对柔性磨削技术、砂带磨削机床的研究以及分析加工误差,优化了加工轨迹及加工工艺参数,解决了对复杂曲面砂带磨削的加工轨迹规划问题,实现了对大型叶片的快速加工。
2014, 42(24):67-70. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2014.24.013
摘要:动柔度对机械加工的稳定性和精度有重要的影响。对动柔度进行预测能为机床加工精度补偿和稳定性分析提供实际的指导作用。由于不确定性的存在会降低结果的可靠性与可信度,传统的马尔科夫链预测方法没有考虑不确定性问题。为了提高预测结果的可靠性与可信度,在马尔科夫链模型的基础上提出了一个广义马尔科夫链模型,并通过广义马尔科夫链模型对动柔度进行了预测。结果表明:提出的预测方法有一个好的预测性能。
2014, 42(24):71-74. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2014.24.014
摘要:机床数控系统的位置伺服控制模块是一个典型的非线性、不确定性的时变系统,传统的PID控制方法和自适应控制不能达到满意的控制效果。将CMAC网络与滑模变结构控制相结合,提出基于CMAC的滑模位置控制策略,并对该控制算法进行了仿真研究。结果表明:位置伺服系统在该控制策略作用下,响应速度快,无超调,并且能大大减弱常规滑模变结构控制中的抖振现象。
2014, 42(24):75-79. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2014.24.015
摘要:针对隧道内运输危险品(天然气)车辆在行驶过程中发生小孔泄漏导致天然气扩散的情况,基于事故性泄漏动力学、流体动力学理论对泄漏气流的传播特性进行了分析,建立了基于Fluent的天然气扩散物理数学模型。模型采用基于雷诺时均方程和及标准k-ε方程的湍流模拟,用SIMPLEC算法对N-S方程进行求解,并采用组分输运来解决多组分流体的扩散问题。仿真采用瞬态计算,模拟气流在不同的泄漏时间内的扩散现象,同时考虑实际情况分别模拟了扩散场地有障碍物与无障碍物的天然气泄漏扩散情况以及隧道进风口风速大小对于气流扩散的影响,为隧道内车辆运输危险品泄漏事故的抢救及最大限度地减少损失提供了参考。
2014, 42(24):80-85. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2014.24.016
摘要:静压导轨是重型数控龙门机床的关键组成部分,用于支持整个机床的重量,并沿工作台平稳地移动。因此,导轨油膜对机床的承载能力和加工精度起着重要作用。通过三维CFD仿真对无摩擦条件下的重型数控龙门机床静压导轨油膜的承载能力、流场压力和速度特性进行了分析,并通过对比实验数据对仿真结果进行验证。为满足工程设计要求,采用简化的理论模型分析油膜的承载能力。通过实验数据,验证了简化模型的准确度及可靠性,从而为重型龙门数控机床滑动导轨的油垫设计的理论计算提供了方法。
2014, 42(24):86-92. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2014.24.017
摘要:聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为一种常见的高分子聚合物材料,是目前微流控芯片中的常用材料。对现有的微流体加工技术进行分析对比后,整合了一套在洁净室外加工微流控芯片流程,包括PDMS微通道结构的制作、表面润湿性的处理、多层键合封装技术及其应用等。这种经济型的加工技术可在大多数普通实验室开展。
2014, 42(24):93-97. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2014.24.018
摘要:罗茨式蒸汽动力机是将蒸汽的压力能转换为机械能的一种新型原动机,其工作原理类似于齿轮马达,用于回收利用工业生产工艺中的低温余热资源,结构简单,成本低廉。介绍了蒸汽动力机的结构及原理,并举例阐述了蒸汽动力机叶轮的参数化建模过程的实现,并着重讲述了动力机利用低温余热工作介质的性能仿真分析。
2014, 42(24):98-102. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2014.24.019
摘要:为降低车牌图像识别的复杂度,提高识别速度,在图像识别前调整车牌图像的灰度化。针对二值化后的车牌图像进行特征分析,对比旋转的二值化图像的种种不确定性,提出借助傅里叶算法,利用傅里叶描述子,提取标准车牌字符特征的傅里叶描述子,通过对车牌字符的特征提取与匹配,实现字符的识别与定位。
2014, 42(24):103-106. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2014.24.020
摘要:对数螺旋线作为齿向线的螺旋锥齿轮称之为对数螺旋锥齿轮,对数螺旋锥齿轮按照齿高分有渐缩齿与等高齿两类,它具有沿齿向线方向螺旋角处处相等这一显著优点。由于等高齿螺旋锥齿轮具有传动平稳性高、运转噪音低等优点, 等高齿螺旋锥齿轮在我国应用越来越广泛,尤其在重型卡车中。但与一般的螺旋锥齿轮相比,其空间啮合理论较为复杂。通过研究基于UG的CAM功能, 创建刀具、几何体以及程序,计算等高齿对数螺旋锥齿轮的刀具轨迹仿真,为实现齿轮的数控加工奠定基础。
2014, 42(24):107-111. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2014.24.021
摘要:详述了热连轧动态变规格控制过程,选择合适的控制方式,从活套高度闭环系统组成、控制原理出发,结合动态变规格过程,用前馈控制实现了半无头热连轧动态变规格恒套量控制,且进行了仿真实验并给出结果。
2014, 42(24):112-116. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2014.24.022
摘要:对于多电机操控的高复杂度机电系统,构建对多电机控制的通用性强的控制算法十分重要。给出了基于多Lyapunov函数方法设计的感应电机速度控制模糊滑模控制算法。在控制方案中,首先应用Lyapunov 函数方法设计感应电机的速度估计器;其次应用Lyapunov 函数方法设计滑模控制器;最后应用Lyapunov 稳定条件,设计模糊滑模控制器。整合的模糊滑模控制技术,为多电机控制提供了有效的参考。
2014, 42(24):117-121. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2014.24.023
摘要:曲轴孔精加工工序的精度将直接影响发动机的寿命与品质,而先进合理的夹具系统是加工精度的重要保障。针对某企业对缸体曲轴孔精加工精度要求,确定了工艺参数及定位基准,在此基础上,对夹具系统的定位机构、让刀机构、夹紧机构及镗模等主要结构进行了设计与分析。最后,分析了镗杆的动态特性,并研究了轴承刚度对镗杆动态特性的影响,适当提高轴承预紧力即轴承刚度,能有效提高镗杆系统的刚度。经实际加工检验,验证了设计的正确性。
2014, 42(24):122-127. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2014.24.024
摘要:针对塑胶加工件成型过程中保温时间、注射压力与过程温度难于实施精确控制的问题,探讨了基于多模态控制的强鲁棒性策略。剖析了过程存在的控制难题,总结了过程的控制论特性,基于控制策略的对比研究,探讨了基于仿人智能的强鲁棒性控制策略,构造了塑胶加工件成形过程的多模态控制算法。以过程温度控制为例,仿真验证了提出的强鲁棒性控制策略的良好动静态控制品质。实验仿真结果表明:该强鲁棒性控制策略是合理可行的。
2014, 42(24):128-132. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2014.24.025
摘要:机油泵是发动机中的重要零部件之一,功能是为发动机润滑系统提供润滑,并为部分零部件提供液压力,故机油泵的性能至关重要。目前,机油泵性能的检测介质主要有两种:气体和机油,其中气体具有很多的优势,但两者使用环境的介质不同。利用DPCA公司的真实数据对两者的相关性进行了探讨。
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