2016, 44(6):1-5. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2016.06.001
摘要:运用离散相模型(DPM)结合半经验的磨损模型,模拟计算离心泵内非定常固液两相流动,探索固相颗粒运动以及对泵材料磨损的规律。计算中将液相视为连续介质,求解欧拉坐标系下的流体控制方程;把固体颗粒相视为离散介质,在拉格朗日坐标系下求解颗粒运动方程,采用迭代计算方法实现固液两相耦合。选取常用的IS型离心泵作为研究对象,清水作为连续相,石英沙粒作为离散相,粒径为0.05-0.2 mm,泵进口颗粒体积率为0.5%-3%。计算得到了离心泵内固液两相流场特性,得到了泵内固体颗粒群的运动轨迹和材料磨损率分布等有价值的结果。
2016, 44(6):6-11. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2016.06.002
摘要:分析了一种永磁吸附履带式船舶爬壁机器人结构及工作原理。通过交流伺服电机驱动的永磁吸附履带机构使机器人能完成垂向爬壁的运动功能。为提高机器人的负载能力和越障能力,结构上采用了新型的永磁万向轮辅助吸附机构和从动轮浮动机构。研究中分析了永磁吸附履带爬壁机构的力学状态。通过对吸附系统的磁力仿真及磁力实验分析,合理设计了永磁吸附履带爬壁机器人吸附单元结构形式和电力驱动系统参数。
2016, 44(6):12-17. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2016.06.003
摘要:轴流风机是一种提供压缩气体的透平机械设备,其中静叶调节机构是整个调节系统的关键。以轴流风机静叶调节电液伺服系统为研究对象,针对传统液压伺服系统易受油质污染、故障率高、能量转化效率过低的缺点,设计了以伺服电机带动定量泵作为液压动力源的直驱式容积控制液压系统,对此系统的工作原理做了研究,并对液压系统进行了仿真。结果表明:新的系统更加节能,结构更加紧凑,整机功率更小,控制上更为自动化与智能化。
2016, 44(6):18-24. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2016.06.004
摘要:在白车身工艺规划过程中,积累了大量车身焊接工艺数据。为了提取这些知识采用数据挖掘方法发现其中所需的工艺规则。首先采用粗糙集对工艺属性进行约简,删除对工艺决策没有影响的属性;然后采用关联规则挖掘对焊接方法有影响的工艺规则;最后用实例验证了该方法的有效性。
2016, 44(6):25-29. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2016.06.005
摘要:调速阀一般由定差减压阀和节流阀串联组成。当其工作在大压差、大流量场合下,布置在主回路上的减压阀压力损失大,会带来油液温升等问题。提出一种先导数字调速阀,主阀为流量放大原理插装阀,先导阀为由高速开关阀与定差减压阀串联组成的数字调速阀。高速开关阀为PWM控制数字阀,节流损失小、重复性好、抗干扰能力强。将定差减压阀应用在先导回路,由于控制流量小,可有效解决压力损失大、发热大问题。通过理论推导和仿真研究,验证了该阀可行性,并得出该阀性能与结构参数之间的关系,为其设计提供了理论基础。
2016, 44(6):30-35. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2016.06.006
摘要:为改善粒子群优化算法的寻优性能,提出了一种新的算法——混沌粒子群算法。该算法将混沌搜索机制引入到粒子群算法中来增加粒子的多样性,同时采用增加粒子交互性策略及先增后减的惯性权重因子模型来设置惯性权重因子,改善了递减策略中存在的缺陷。将改进后的算法与PID型单神经元相结合,并将其用于热连轧活套解耦控制系统。仿真试验表明:该算法较好地克服了粒子群算法易早熟和陷入局部最优的缺点,为解决活套系统高度张力耦合问题提供了一种新的有效途径。
2016, 44(6):36-39. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2016.06.007
摘要:研究了联轴器螺栓紧固件在复杂载荷作用下的应力状态,对分析联轴器螺纹螺栓的失效具有重要价值。采用精确几何形状螺纹建模方法对联轴器的螺纹进行了建模,并将其嵌入ANSYS软件对螺纹螺栓的预紧力、联轴器受载后的等效应力和联轴器螺纹螺栓的结构应力进行了仿真分析,并进行了试验对比研究。结果表明:所建立的模型能很好地仿真螺栓自松弛现象,可以认为螺栓松弛乃至结构的疲劳强度对扭转载荷的大小更敏感,能为深入研究联轴器螺纹螺栓的失效提供参考。
2016, 44(6):40-46. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2016.06.008
摘要:针对民机隐性功能系统维修间隔优化的问题,提出一种成本率(CRF)函数,并以民机系统故障趋势的威布尔分布为基础,研究和建立民机系统“翻修期”区间内的预防性维修策略的优化模型和求解方法,最终实现优化民机系统隐性故障(非安全类)维修间隔的目标。最后,以B737民机液压系统回油滤组件弹出指示器可靠性数据为实例对模型和求解方法进行应用研究,证明了该优化模型和求解方法的有效性和适用性。
2016, 44(6):47-52. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2016.06.009
摘要:轴向柱塞泵为流固耦合机械设备。工作时,振动特性较为复杂。使用特征线—快速傅里叶变换法(MOCFFT)对柱塞泵中由流固耦合所引起的振动特性进行了研究。利用特征线法求解流固耦合振动偏微分方程(1),得到时域信号,再使用快速傅里叶变换法,可得到管道系统的固有频率。该方法既拥有特征线法针对耦合振动建模清晰,计算简便等特点;又利用快速傅里叶变换法将振动特征转换至频域中。通过对频域振动特性的研究,得出A10V型柱塞泵工作中应避开的工作振动频率成份,以及斜盘摆角、压力、转速对柱塞泵由流固耦合引起的高频振动谱线影响变化规律。
2016, 44(6):53-56. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2016.06.010
摘要:在基于结构光的在线测量系统中,采集到的点云数据反映了工件关键参数信息。结合轴类零件的特征,重点介绍了一种通过椭圆最小二乘拟合来提取轴线的方法,这也是后续三维重构与参数计算的基础。
2016, 44(6):57-61. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2016.06.011
摘要:通过理论计算设计一种带锥齿蜗轮蜗杆传动式消防水炮,详细介绍了所设计消防水炮的工作特点,重点阐述了消防水炮整体结构及关键部件的设计,并对消防水炮内流道流场特性进行了仿真分析。仿真结果与预期效果基本吻合体现出了设计的合理性,相关分析结果可为消防水炮结构设计和性能优化提供一定的参考。
2016, 44(6):62-68. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2016.06.012
摘要:提出PC机认证系统MEMS强链的控制系统,主要由MEMS强链、接口卡和专用软件组成。MEMS强链由可多次试开反干涉齿轮(CMG)鉴码器构成,而鉴码器是基于微机电系统(MEMS)技术。控制系统由微型电机驱动系统、电气控制系统和专用的软件程序组成。PCI7248 DIO扩展卡和L6234无刷直流电机驱动集成电路应用于MEMS强链控制。认证系统在电脑启动时在BIOS芯片内由程序控制,在POST期间取得控制权,鉴码器具有利用正确码自动复位功能,可以尝试3次复位。1000次的成功率是100%。
2016, 44(6):69-73. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2016.06.013
摘要:研究了在大块非晶合金切削力信号检测时利用独立分量分析法对检测信号进行去噪处理技术。在试验中,采用独立分量分析法对切削测量系统测量的大块非晶合金切削力信号进行迭代分离,从而提取出主切削力信号。并针对大块非晶合金在不同切削深度下的变形特征,运用扫瞄式电子显微镜观察了大块非晶合金的切削带特征。主切削力信号频谱的快速傅里叶变换分析表明,随着切削深度的增加,切削力信号高频部分的振幅越来越大,而大块非晶合金切削力信号高频部分是由切削带形成过程的特征引起的,并随着切削深度的增加而增加,且主切削力Fz的频率为115 Hz。研究结果表明:采用独立分量分析法进行噪声分离后更能精确识别切削力信号中的主要信息,减少噪声造成的误判。
2016, 44(6):74-81. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2016.06.014
摘要:高压油泵结构紧凑、工作压力高,在高压下仍可保持较高的效率,对其结构强度进行分析十分重要。以某柴油机高压单体泵为研究对象,采用Hypermesh有限元软件做前处理建立有限元模型,利用Fluent软件对油泵泵油阶段的流体有限元模型进行流体分析,得到过程中的油压分布。然后利用Abaqus软件将最大油压时刻的油压分布通过插值映射到油泵的结构有限元模型中对相关部件进行强度分析,得到各部件应力分布情况。通过这种耦合的方法来进行高压油泵的结构强度分析,对于以后高压油泵的设计及优化提供更好的指导及参考。
2016, 44(6):82-87. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2016.06.015
摘要:数控弯管工艺是传统弯管工艺结合机床数控技术而产生的一种新工艺,可实现加工过程的自动化,但由于工件结构、加工尺寸和材料往往没有固定规格,而弯曲所需力矩与这些尺寸呈现非线性关系,这就给数控弯管设备针对工件选择电机带来不便,对此通过理论推导,得出弯管力矩的计算公式,由此确定弯管力矩,既能提高计算效率,又能减少试验成本。通过采用数值模拟和实物试验的方法对理论公式进行验证,证明了其准确性,可用于解决工程实际问题。
2016, 44(6):88-90. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2016.06.016
摘要:通过对某平立转换精轧机的齿轮脱合接手脱合困难、工作中自动脱出以及结合套磨损严重等问题的分析研究,结合精轧机的液压系统,找出问题的原因,并对原精轧机液压系统进行改进设计,实践结果表明:问题有明显的改善,减小了维修工时和备件费用,提高了生产效率。
2016, 44(6):91-95. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2016.06.017
摘要:以某中速船舶柴油机为研究对象,对其不同转速下的振动响应进行了实验研究。在实验的基础上,对于该类型的多转速工况机器,采用基于模态扩展的声学传递矢量(Acoustic Transfer Vector, ATV)计算技术,将振动与声场联系起来,计算出了机舱在主机单一噪声源激励下的噪声场分布。计算结果表明:振动响应的分布规律与机舱声场分布的规律一致,验证了基于振动法预测声场分布方法的准确性,同时可视化的声场分布可为机舱的降噪提供理论指导。
2016, 44(6):96-101. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2016.06.018
摘要:介绍了电动助力转向系统(electric power steering, EPS)机械结构和工作原理,建立了EPS动力学模型和状态空间方程。提出了一种基于遗传算法的PID控制策略,即利用遗传算法强大的寻优能力,对PID控制器参数进行优化,使PID控制器达到更好的控制效果。通过Matlab/Simulink仿真分析,表明使用该控制策略的EPS响应迅速,输出稳定,性能得到了有效提高,为进一步的产品开发奠定了理论基础。
2016, 44(6):102-106. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2016.06.019
摘要:提出一种基于随动预定位技术的环面蜗杆检测方法,通过建立蜗杆运动与测头运动的对应关系的理论模型,以每个采样点测量的蜗杆实际运动坐标映射下一采样点的测头坐标,再采用时间细分技术的高精度运动控制将测头提前定位到下一采样点,从而实现环面蜗杆加工误差的在线随动测量、特定喉部半径下的实际空间螺旋线测量。通过不同喉部半径下的多条螺旋线构建出环面蜗杆的实际轮廓面形,再与理论模型比对后获得相应的加工误差,根据这种方法设计了上、下位机组成的检测系统。
2016, 44(6):107-112. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2016.06.020
摘要:针对当前应用的道路清障车主要为卡车载体牵引,占用体积大,不适用于拥堵及狭窄道路汽车清障的现状,在现有电动搬运车结构基础上,设计了一种体积较小、使用方便、操作灵活的小型道路清障车,对其主要结构和液压系统进行了设计,并说明其工作原理。利用MATLAB优化工具箱对道路清障车上的剪式举升装置进行了机构多目标函数的优化设计,运用优化设计的概念优化液压缸的安装位置参数,减小了液压缸的最大输出力,从而减小液压系统能耗,为产品的改进设计提供可靠依据。
2016, 44(6):113-116. DOI: 10.3969/j.issn.1001-3881.2016.06.021
摘要:大型产品筒体内径大、承压高,密封试验时需要在筒体注水进行压力密封试验,但是由于压力过大,试验易损坏产品筒体和密封端盖,使得密封效果失效,造成产品筒体和水资源浪费。通过在产品筒体内增加系列组合小筒体,在内置小筒体与产品筒体间注水进行压力密封试验,降低了对密封端盖的压力,满足了试验要求。
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