基于离散元法的立轴冲击式破碎机转子的结构优化

为了改善立轴冲击式破碎机转子对物料的加速效果,采用离散元软件EDEM仿真分析了转子结构对物料加速效果的影响并提出了采用正交试验、离散元仿真和回归分析相结合的方法对转子结构参数进行优化。首先,通过EDEM建立立轴冲击式破碎机转子关键结构参数对物料加速效果影响的仿真模型,设计正交试验方案并进行仿真试验,再运用MATLAB软件对仿真结果进行回归分析,建立以转子抛料速度为衡量指标的物料加速效果与影响因素的关系模型,最后利用该模型对转子的结构参数进行优化,得出当转子直径为830mm、分料锥倾角为17°、导料板安装角度为38°时物料加速效果最好,为立轴冲击式破碎机转子结构的改进设计提供了理论依据。     

凸包形状对服务器机箱刚度的影响及凸包成形优化研究

以服务器机箱底座的凸包作为研究对象,应用Creo软件对椭圆形、矩形和阶梯形三种凸包形状的服务器机箱进行静态分析,得到机箱最大变形量依次为3.02 mm、2.42 mm和2.13 mm,表明阶梯形凸包能够更好地提高服务器机箱刚度。应用Dynaform软件模拟阶梯形凸包的成形过程,以圆角半径、凸包斜度和台阶高度三个结构参数作为试验因素来设计正交试验,研究不同结构参数对凸包成形质量的影响,并得到优化后的结构参数组合为圆角半径1.0 mm、凸包斜度10°、台阶高度2.0 mm。     

扫地车负压装置的结构参数优化

扫地车中的负压装置是决定扫地车工作效率的关键部件.负压装置下出风口的负压越小,吸尘效果越好.为了研究负压装置的结构参数与下出风口负压之间的关系,得到最佳的结构参数值,以主要结构参数(入风口宽度,内管高度、内管半径)为试验因素,使用均匀设计试验法设计试验方案,用FLUENT软件进行仿真试验,通过回归分析研究三个结构参数与下出风口处所产生的负压之间的关系,获得负压装置产生最小负压时的最优结构参数为入风口宽度为120 mm,内管高度为225 mm,内管半径为86 mm.经过按此参数制造的负压装置的扫地车试验验证,吸尘效率得到了提高,为扫地车负压装置的设计和优化提供了有益的参考.     

基于正交试验的SUV侧翻性能仿真分析

基于某SUV参数测试数据,运用CARSIM建立整车模型,通过蛇形试验工况进行仿真分析,验证了模型的有效性。在此基础之上,通过鱼钩试验工况,采用正交试验的方法,得到了一个最优方案和车辆的关键参数对反映汽车侧翻稳定性的横向加速度、侧倾角和横摆角速度等评价指标的贡献率,分析这些参数对侧翻稳定性评价指标的贡献率,得到了这些关键参数与侧翻稳定性的关系。这为开发前期对整车侧翻性能的预测提供参考依据。     

旋转结构液压变频激振器设计及参数优化仿真分析

为了提高液压冲击器的冲击稳定性,设计了一种具有旋转结构的液压变频激振器,给出了回程和冲程运动控制方程,并运用Simulink平台开展参数优化仿真分析.研究结果表明:进入冲击行程阶段时,活塞依然保持加速运动状态,但加速度发生了逐渐降低.进入回程运动阶段时,活塞先发生加速度不断降低的加速运动过程,之后发生减速但加速度持续增...     

考虑极限切削宽度的45钢切削力仿真分析

以高速车削45钢为研究对象,针对高速车削颤振问题,通过绘制稳定性叶瓣图得到无颤切削参数。利用Third Wave AdvantEdge有限元分析软件,基于无颤切削参数设计正交试验,运用极差分析法得到切削用量对各切削力的影响主次顺序和最优组合。根据仿真试验结果,建立了车削力预测模型并检验了回归模型的可靠性。通过单因素试验法分析研究了各切削参数对车削力的影响规律,从减小车削力和提高高速车削加工稳定性方面出发,在所选参数范围内得出了高速车削45钢时的最优参数组合为:v=1200m/min,f=0.05mm/r,ap=0.2mm。     

数值模拟在产品认证中的应用研究

以美国ANSI/BIFMAX5.12002标准中对通用办公用椅底座静态强度测试要求为例,采用MSC.Marc对一种铝合金底座进行了有限元数值模拟。在此模拟的基础上,采用正交试验设计方法,研究设计此种底座的三个主要设计参数对底座测试强度的影响规律,并依据此规律进行回归分析,根据分析结果,对此种底座进行结构优化使其在满足测试强度要求的前提下轻量化。     

高压力增益偏转板射流伺服阀正交仿真试验研究

为提升偏转板射流伺服阀前置级的压力增益,采用正交试验设计与流场仿真相结合的方法,开展优化射流结构参数研究,综合考虑射流盘厚度、射流槽宽度、喷嘴宽度以及接收孔圆角半径4个结构参数对前置级压力特性的影响。结果表明,通过正交仿真试验得到的一组优化参数,相较于初始参数,其前置级的中位压力提高了15.9%,压力增益提高了19.1%,实现了前置级压力增益提升的目标,为偏转板射流伺服阀射流结构参数设计提供了依据。     

单齿飞刀铣削航天薄壁件加工工艺优化研究

针对航天薄壁件加工过程中的变形问题,基于正交试验方法优化航天薄壁件飞刀铣削参数组合,采用极差分析法并绘制试验指标与各试验因素间的关系曲线图得出了各因素对加工质量的影响程度,并以此为基础优化参数,进行航天薄壁件铣削加工工艺优化研究。试验表明:主轴转速n和刀具圆弧半径r对工件表面质量影响较大,且各因素对表面粗糙度的影响程度大小顺序为:主轴转速、刀具圆弧半径、刀具后角、进给量、背吃刀量。采用优化后的工艺参数加工试验,当r=1.1mm、a0=8mm、f=8μm/r、ap=1μm和n=950r/min时,得到了表面粗糙度Ra为72nm的质量表面。     

结构拓扑优化参数的正交试验设计

基于正交试验设计方法,针对结构拓扑优化中体积系数、惩罚因子和控制半径等参数的组合问题,设计了9种不同的试验组合方案,利用MATLAB软件对这9种方案进行了仿真试验分析,采用极差分析法和方差分析法对仿真结果进行了分析,优选出了结构的刚度达到最大、目标函数的迭代步数最少的参数组合方案,该方案在结构拓扑优化设计中具有较强的泛用性。     

小型装载机落物保护装置受落物冲击的动态仿真研究

主要研究了装载机落物保护装置受到落物冲击发生塑性大变形的问题,建立了落物保护装置受瞬态冲击响应的有限元结构动力学方程.以某型号的装载机为例,建立了落物保护装置的非线性有限元模型并讨论了载荷的施加方法和网格的划分,分析了落物保护装置的主要设计参数对顶板中心点最大位移的影响,落物保护装置的动态仿真结果为结构的改进设计提供了依据.并在试验台上对该落物保护装置进行了落锤冲击试验,试验结果和仿真结果吻合得较好.     

车削钛合金断屑槽微织构参数优化

为提高硬质合金刀具切削Ti6Al4V钛合金工件时的断屑效果,基于Deform-3D有限元分析软件,通过多指标正交仿真试验测量其切削力及切削温度。采用极差分析探究断屑槽中微织构几何参数对上述指标的影响程度,运用多元非线性回归方法建立多目标优化的数学模型,并采用综合平衡法、响应面法及多目标模拟退火算法进行求解,对比结果表明：三种方法下,模型最佳参数解为A=0.26mm, B=0.35mm, C=0.09mm,微织构参数优化后的刀具能够有效降低切削力及切削温度,改善切削性能。     

传动轴冷拔模具结构参数优化仿真设计

利用有限元法对传动轴冷拔过程进行模拟仿真,通过正交实验法研究模具结构参数（工作锥半角a、过渡圆弧半径R、定径带长度t）对传动轴冷拔成形的影响,模拟分析得到最小拉拔力、最小径向压应力及最小等效残余应力条件下最优模具参数组合为-＇Or=5。、尺：5mm、L。=4mm。在此基础上对优化方案和传统的设计方案进行了模拟比较分析,结果表明优化的模具结构比传统的方案更好,有利于提高冷拔制品质量,延长模具寿命。     

车削ZL109铝合金PCD刀具参数对切削性能影响研究

利用材料试验机和SHPB装置对ZL109进行准静态和动态冲击压缩实验,确定了ZL109铝合金的本构模型参数。采用单因素试验法,模拟刀具前角、后角和刀尖圆弧半径对切削力和刀尖温度的影响。结果表明:刀尖圆弧半径对X和Y方向切削力影响最大,而前角对Z方向切削力影响最大,后角对刀尖温度的影响最大。通过正交试验法和极差分析可知,当刀具几何参数选择为前角γ0=0°,后角α0=7°,刀尖圆弧半径r=0.4mm时,PCD车刀切削ZL109铝合金时刀具的切削性能最优。     

混合式步进电动机结构参数智能协同优化

为了探究混合式步进电动机关键结构参数对其静态转矩的影响规律,找寻最优设计方案,提出一种基于正交试验、反向传播(Back Propagation,BP)神经网络和遗传算法的智能协同优化方法。通过对电机的磁路分析与ANSYS Maxwell-3D有限元仿真,讨论了电机结构和运行参数对输出转矩的影响,并据此对电机的气隙g、齿宽比b_t/t、齿高h_t和转子壁厚h_r进行协同优化,采用电机的最大静转矩T_m作为优化目标,运用智能协同优化方法得到最优解,并对优化结果进行有限元验证。结果表明:优化结果与仿真结果相近,最大静态转矩相对误差为4.8%,最优结构参数为:g=0.1 mm,b_t/t=0.37,h_t=0.84 mm,h_r=2.5 mm。     

双向内外管压差流量计关键参数优化

针对现有的对双向内外管压差流量计关键结构的参数研究准确度不足的问题,在以往研究的基础上,提出了一种新的评价指标压损差,压损差为节流件内外的压差信号和前后压损的差值。相较于以往的压损比,更加科学合理。通过分析,确定影响双向内外管压差流量计性能指标的三个主要参数为异径比k、扩散角θ和节流件的大径R。通过三因素三水平的二次回归正交试验设计,设计出15组正交试验,建立模型,利用FLUENT进行仿真,并记录分析数据,拟合出回归方程,利用Matlab优化工具箱中的fmincon函数对得到的目标函数进行寻优计算,确定最优结构参数。最后进行验证,确定所得的结构参数的性能为最优。     

基于柔性止动的MEMS惯性开关冲击可靠性强化

为了提高MEMS惯性开关的冲击可靠性,提出了一种柔性止动结构。首先,利用连续接触力理论建立了止动碰撞模型,通过Simulink对模型进行仿真,研究开关在不同止动形式下的响应特性。接着,从空间占用和应力集中的角度对悬臂梁和平面微弹簧两种止动形式进行讨论,设计止动结构。最后,利用UV-LIGA工艺制作开关样机,通过落锤冲击系统对样机进行测试。碰撞接触力对于冲击可靠性至关重要,Simulink仿真结果表明柔性止动结构能够极大的延长碰撞接触时间,从而降低接触力。同时,采用柔性止动还改善了碰撞后的弹跳现象,提高闭锁稳定性。冲击试验表明,开关累积失效分布函数符合韦布尔分布,标度参数(参考加速度)α=29 600、形状参数β=8.2。相比无柔性止动的MEMS开关,提出的柔性止动明显改善了开关的抗冲击性能。对柔性止动的建模、仿真与试验为MEMS惯性开关的抗冲击设计提供了有益参考。     

基于正交试验方法的永磁微加速度开关结构参数对接触可靠性影响分析

基于永磁铁磁力随位移的非线性变化特性,设计了一种新型磁力微加速度开关。选取微加速度开关的三个结构参数悬臂梁宽度、质量块质量和永磁铁体积作为关键因素,基于正交试验方法设计了该开关9种不同结构参数的水平组合,给出了影响开关动作的永磁力和表面接触力计算公式。建立了该开关系统的动力学方程,采用四阶Runge-Kutta法对加速度激励下开关工作过程中永磁力、质量块与触点接触压力等参数的变化规律进行了仿真,对接触压力进行了极差分析和方差分析。结果表明:永磁铁体积对开关接触可靠性影响最大,其次是悬臂梁宽度W,最后是质量块质量G;可靠性最高的最佳结构参数水平组合为W 3G3V1,即悬臂梁宽度0.70 mm、质量块质量2.00 g、永磁铁体积5.05 mm3;在置信度为99%的情况下,悬臂梁宽度W、永磁铁体积V和质量块质量G对微加速度开关接触可靠性均具有高度显著的影响。     

基于正交试验法的铝合金车体高压水清洗喷嘴结构优化

抑尘剂等复杂的化合物黏着在铝合金车体上,导致车体污染十分严重,高压水射流清洗方法能够有效去除铝合金车辆车体表面黏着的化合物。通过分析圆柱形、锥形、文丘里形和余弦形喷嘴的射流流场分布、射流出口速度、最大壁面静压、相同清洗宽度下压力值范围,得到余弦形喷嘴的清洗性能最佳,锥形喷嘴次之。基于正交试验法设计五因素、四水平正交试验表,得到常用清洗压力下余弦形喷嘴的最优结构参数：进口直径为40 mm、出口直径为20 mm、过渡段半径为40 mm、出射段长度为25 mm、过渡与余弦部分长度比为4。按照最优喷嘴结构参数进行建模,得到三组压力值下高压水出射速度比未优化前提高了2%,且优化效果随着入口压力值的提高而有所下降。在优化后的喷嘴结构参数下进一步计算得出入口压力为10 MPa时,靶距设置为250 mm能达到较好的清洗效果和节能作用。     

转向制动工况下平衡重叉车横向稳定性控制

为了克服实际叉车转向制动作业工况下质心位置的时变和动态行为不确定性导致整车侧倾,改善该工况下叉车的横向动态稳定性,建立了叉车制动转向工况半车动力学模型,以叉车横摆角速度和横向加速度为反馈控制量,设计了叉车主动后轮转向线性二次型调节器,得到最优输出反馈增益矩阵,对转向制动工况下的叉车横向稳定性进行最优控制并进行仿真计算。仿真结果表明,叉车制动性能保持基本不变的情况下,反映叉车横向稳定性的横向加速度和横摆角速度响应得到明显改善。依据欧洲标准EN16203:2012动态稳定性试验方法和要求进行的实车试验结果表明:叉车横向稳定性的指标量-横向加速度、横摆角速度均方根值分别下降了19.2%和23.29%,叉车的横向稳定性得到了有效控制。