一种靶板横摇调节系统的设计与仿真

针对移动靶车在野外行驶过程中受路面激励的影响,容易发生靶板横摇的问题,设计了基于模糊控制和PID控制相结合算法的靶板横摇调节系统。将模糊控制和传统PID相结合,得到基于模糊PID控制算法,并通过此算法对靶板横摇倾角进行实时调整。运用MATLAB/Simulink模块对基于模糊PID算法的调节系统进行模拟仿真。仿真结果表明,采用模糊PID的调节系统的响应时间短,约为0.1s,在±15°路谱激励下的靶车车架横摇角度非线性干扰下,系统输出始终保持在±0.5°的偏差范围内。仿真结果表明所设计的靶板横摇调节系统的可行性。该调节系统为同类靶车靶板横摇控制设计提供了借鉴。     

楔横轧多楔轧制光轴表面光滑程度规律研究

楔横轧多楔成形光轴类零件时,内外楔之间轧件的过渡段形状为由外楔楔入段轧制而成的斜台阶,通过有限元模拟和轧制实验,对不同过渡角下多楔轧制光轴表面光滑程度进行分析,得到过渡角对楔横轧多楔轧制光轴表面光滑程度影响规律。研究结果为楔横轧多楔精密成形长轴类零件提供了理论指导。     

弹体撞击角度对TC4薄板抗半球形弹冲击性能影响

为研究TC4钛合金薄板在弹体以不同角度撞击下的抗冲击性能,利用轻气炮系统进行半球形弹高速正撞击TC4钛合金薄板的试验研究,得到了 TC4钛合金的损伤模式和弹道极限速度.基于试验工况,利用Abaqus仿真软件进行仿真模型和材料参数的有效性验证,并进一步分析弹体撞击角度对TC4钛合金抗冲击性能的影响.研究结果表明:TC4钛合金薄板受半球形弹正撞击后,主要发生由拉剪和延性扩孔造成的花瓣形失效;TC4钛合金薄板存在一个最易穿透角,在这个倾角下,弹体最易穿透靶板;靶板的抗冲击性能与靶板的失效模式密切相关,TC4钛合金薄板在半球形弹以不同角度撞击下具有不同的失效模式.     

Sevan钻井储油平台双层底结构的运动响应数值计算分析

为研究双层底结构Sevan钻井储油平台在南海海况下的运动响应特性,建立SEVAN650平台的ANSYS有限元模型,将模型导入水动力分析软件AQWA进行数值计算,得出双层底结构SEVAN650钻井储油平台的垂荡、横摇、纵摇运动响应幅值算子曲线,进而分析SEVAN650平台在南海海况风暴自存状态下的运动特性。研究表明,在风暴自存状态下,双层底平台的垂荡、横摇、纵摇的固有周期大于单层底平台。随着双层底平台直径的增加,平台的固有周期和垂荡最大响应幅值逐渐增加,平台横摇和纵摇最大响应幅值先增加后减小,在直径87.5 m时达到峰值,双层底结构的使用效率逐渐降低。由于双层底直径85 m平台的固有周期已在风暴情况波浪周期外,在风暴作用下平台不会发生共振,因此SEVAN650双层底直径85 m平台能够满足在我国南海生产作业。     

单目视觉测量系统中目标位姿对图像点灵敏度影响的研究

通过研究单目视觉测量系统中不同位姿物体姿态测量的灵敏度,找到对图像点灵敏度影响的因素和各自占有比例。给出了灵敏度分析的理论模型,通过设计影响图像点灵敏度相关因素的数值分析实验,得出图像点灵敏度与靶板倾角及物距成反比,最大数值灵敏度最大值对应的处的靶面目标姿态,始终位于相机主方向光轴方向上。     

起重船-风机吊装系统动力学模型仿真分析

海上风机的安装是以起重船为支撑浮在海上进行作业的,使得海上风机的安装将会受到船体摇荡的影响而产生摆动,因而有可能在安装过程中造成风机的损坏。所以必须对海上风机在安装过程中起重船和风机的动态特性进行分析和研究。建立了12自由度的船体-风机耦合多体动力学模型。在模型中考虑了船体在海面上的纵荡、横荡、升沉、横摇、纵摇和首摇6个自由度以及风机的面内、面外摆角和风机的横摇、纵摇和首摇5个自由度以及吊索的弹性变形。然后对起重船和风机的动态特性进行了分析。仿真结果表明,吊索的释放速度、海浪频率以及海浪浪高对风机的摇摆影响。     

枪榴弹侵彻木靶板时前冲过载特性仿真研究

为给枪榴弹机械触发引信性能优化设计提供参考,利用LS-DYNA软件仿真截锥形弹头不同端面直径的枪榴弹以不同着角侵彻不同厚度木质薄靶板过程,得到了弹丸头部在贯穿靶板过程中弹丸前冲过载系数和弹丸速度。结果表明:着角、弹头端面直径、靶板厚度不同时,弹丸侵彻过程中前冲过载系数变化和速度变化不同;弹丸最大前冲过载系数出现在弹丸垂直碰击靶板的初始时刻;弹丸速度在侵彻初始阶段衰减最快。在靶场射击试验考核引信触发作用灵敏度和钝感度时,应考虑弹丸着角、立靶姿态、靶板厚度和弹头端面直径等因素的影响。     

靶板厚度对破片声发射信号特征的影响研究

为研究铝合金靶板厚度对靶板声发射信号特征参数的影响,对直径8 mm球形破片侵彻不同厚度铝合金靶板进行数值模拟研究,获得靶板侵彻过程中的声发射信号。仿真分析不同速度下靶板厚度对破片侵彻过程中声发射信号特征参数的变化,研究发现：靶板厚度在3 mm～10 mm范围的声发射信号特征值幅度随破片速度的增大而增大;根据靶板厚度与靶板声发射信号特征参数的关系,选择合适厚度靶板对破片声发射信号进行分析。     

浮动监控平台水动力学分析

浮动式监控装置是将主要设备放置于水上浮体之上,将监控设备通过绳索放入到水下实现水下监控,其具有成本低、使用范围广等优点。浮动式监控装置因在工作时要受到风、浪、流等自然载荷的作用,且具有横荡、纵荡、垂荡和横摇、纵摇以及艏摇6个自由度的运动形式,故平台的工作平稳性对于浮动监控平台的正常工作至关重要。通过浮动监控平台在波浪中运动的数学模型,近似计算出了浮动监控平台的横摇、纵摇及垂荡固有周期,并利用ANSYS中的AQWA模块对浮动监控平台进行了水动力学性能频域及时域的仿真分析。结果表明,设计的浮动监控平台在5级海况下能够抵抗各类自然载荷的干扰,并可靠平稳的实现水下监控。     

抑制船舶非线性横摇的液压阻尼陀螺减摇装置

以旋转叶片式液压阻尼器为进动机构的陀螺和船舶作为研究对象,对其建立了联合动力学方程;在设计过程中通过让陀螺重心下移避免了陀螺输出奇异;在周期为4.76 s有义波高为1 m的随机横浪下,研究所设计的陀螺减摇装置对一渔政船的减摇效果,减摇率达到82.03%,仿真结果表明,此装置能有效抑制船舶的非线性横摇,陀螺重心下移能有效抑制陀螺输出奇异。     

UWQ40型板式楔横轧机模板刚度的三维有限元分析

板式楔横轧机可以辊轧精度高、稳定性好的轴类零件 ,但刚度较差且主要由模板变形引起 ,模板的刚度性能在很大程度上影响着产品质量。本文采用弹性有限元法 ,以立式UWQ4 0型板式楔横轧机模板为研究对象 ,对其进行了刚度计算和分析 ,提出了改进方法 ,得到了模板的最大变形量及等效应力分布等信息 ,同时对模板刚度和变形进行了改进前、后的对比分析。结果显示 :板式楔横轧机结构改进后 ,在最大轧制力作用下模板的最大变形量从改进前的 3.7× 10 -2 mm降低到 2 .89× 10 -2 mm ;改进后模板装置的材料节约了近 17.1%。最后 ,为进一步提高板式楔横轧机的模板刚度提出了一些建议。     

1580mm轧机主传动系统扭振研究

从机械系统动力学的角度出发,对1580 mm热连轧机组的第二机架主传动系统的扭振进行了仿真计算。把主传动系统抽象成集中参数系统,用拉格朗日方程建立了扭振的数学模型,用Matlab软件计算出了系统扭振的固有频率和主振型,证实该主传动系统的动力设计是合理的。     

板式楔横轧模板刚度的有限元分析

板式楔横轧机的机架变形主要是由模板变形引起，且模板的刚度性能在很大程度上影响着产品质量。采用ANSYS/Mechanical/LS-DYAN有限元分析软件，对立式UWQ40型板式楔横轧机模板进行了刚度计算和分析，得到了模板的最大变形量及等效应力分布等信息，并对模板刚度和变形进行了改进前、后的对比分析。最后，对改进前、后的模板从刚度和材料使用情况进行了对比分析并得出结论，并为进一步提高板式楔横轧机的模板刚度提出了一些建议。     

火炮稳定精度图像测试系统

为了高精度测试火炮稳定精度,建立了基于CCD与标准靶板的图像测试系统。介绍了测试系统的组成结构与工作原理,研究了系统采用的图像预处理、模板匹配、靶标十字中心定位和系统标定等关键算法。为消除分划板十字线对靶板十字识别的干扰,采用了开关中值滤波算法;在选取灰度变换算法提高图像对比度的基础上,分析选取了模板制作与匹配算法;然后,介绍了靶板十字中心的像素级和亚像素级定位;最后,引入基于主动视觉的标定方法确定了系统的像素角分辨率。试验结果表明:提出的系统测试精度优于0.07 mil,满足实际测试需要,实现了带有稳炮功能的现代火炮系统的稳定精度靶场测量。     

带式输送机起动阻力理论分析

基于粘弹性理论、弹性板力学及摩擦学原理,对输送机的起动阻力的能耗机理进行了理论分析,得出了带的粘弹性特性是造成停机后能耗的主要因素,也是造成微观滑动和粘着效应引起的启动滚动摩擦增加的重要因素,可以选用具有合理的粘弹性参数的带优化启动过程。     

基于非线性反馈的轧机主传动机电耦联扭转系统的分岔控制

针对轧机在轧制过程中轧辊与轧件间润滑条件变化引起系统失稳振荡,以及轧机主传动系统具有复杂机电耦联的特点,应用Lagrange-Maxwell原理建立一类含非线性摩阻的轧机主传动机电耦联扭转系统的非线性动力学方程,利用非线性动态分岔理论,分析该系统的稳定性,给出系统发生Hopf分岔的充要条件及周期运动稳定性的判别方法,分析超临界分岔和亚临界分岔对主传动系统扭转振荡的影响。为抑制传动系统因Hopf分岔引起的失稳振荡,选取驱动电动机定子电压为控制量,引入电动机速度反馈,构造非线性状态反馈控制器,并采用多尺度和谐波平衡法确定控制器参数,对系统的Hopf分岔点进行转移,并控制极限环的稳定性和幅值,该控制方法简单、易实现,数值模拟验证了所设计控制器的有效性。     

冷连轧机颤振的一种振因研究

颤振是冷连轧生产中常见的现象,对这种现象的研究一直是工程界所关心的课题。研究了某钢厂冷连轧机的颤振问题,它的颤振特点是生产中该机组中的第五号机座出现低速颤振现象,即工作速度仅为设计速度的百分之四十分左右,严重制约了生产率。从扭振分析入手,对其传动系统上扭振三角波信号进行了充分的讨论,提出该轧机机座上的颤振原因是由上下支撑辊的相对辊径差所引起的速差所致。还给出了以速差为主变量的颤振自激因子计算公式,并以该轧机的轧制工艺为例进行了计算,证明了该轧机的颤振起因,这个结果为轧机的避振方法提供了理论指导。     

板式翅片滚压成型的数值模拟

针对板式翅片加工现状,提出一种板式翅片滚压成型新方法。阐述了该方法的成形原理;在三维软件中建立了滚压刀具和工件的有限元分析模型,采用Deform-3D有限元分析软件对板式翅片滚压成型过程进行了数值仿真,获得了理想的翅片形状;分析了成形过程中工件的应力状态及滚压刀具的受力情况,为板式翅片滚压成型方法的研究和应用提供了重要理论依据。     

Features of small oscillations of pendulum on elastic surface with hysteresis friction

Small free oscillations of the physical pendulum supported by two balls lying on an elastically deformable surface have been studied theoretically for the case when the ball displacements are considerably smaller than the contact spot radius. The differential equation of oscillations is derived with account for the surface deformation and the deformation component of the friction force. The deformation component of rolling friction is shown to be a particular case of internal hysteresis friction. The coefficient of elastic rigidity of the support surface and the hysteresis constant are introduced. Formulas for calculating the oscillation amplitude as a function of the time and the oscillation period as a function of the amplitude are derived.     

三臂轮式巡线机器人设计与爬坡分析

针对高压线巡线任务和避雷线环境提出了一种新型巡检机器人设计方案,规划了巡线越障方式,采用高阻尼转轴与质心调节相协调的杆塔越障方法,并利用ADAMS对系统爬坡过程进行了仿真分析,在驱动轮转矩为10Nm,爬坡坡度为20°时,分析比较了控制箱位于滑台不同位置时横向摆动和机器人行程,结果表明在控制箱位于滑台斜上方50mm处最稳定。