助航灯具清洗效果的模糊预测及实验验证

以助航灯具灯发光口图像的平均灰度值为指标,研究了影响助航灯具清洗效果的几个关键因素。采用模糊理论对清洗压力、清洗时间、清洗距离、清洗角度、清洗介质含量和清洗效果进行了模糊化处理。通过正交试验建立了模糊预测规则库。在给定输入参数的条件下,采用基于规则的模糊推理实现了清洗率的预测。实验结果表明：预测误差小于6%。     

助航灯具清洗效果的模糊预测及实验验证（英文）

以助航灯具灯发光口图像的平均灰度值为指标,研究了影响助航灯具清洗效果的几个关键因素。采用模糊理论对清洗压力、清洗时间、清洗距离、清洗角度、清洗介质含量和清洗效果进行了模糊化处理。通过正交试验建立了模糊预测规则库。在给定输入参数的条件下,采用基于规则的模糊推理实现了清洗率的预测。实验结果表明:预测误差小于6%。     

基于FLUENT的干冰清洗喷枪结构多目标优化研究

干冰喷枪性能直接决定了干冰清洗效果。针对现有的一种干冰清洗喷枪清洗性能不佳的问题,考虑多个清洗影响因素对喷枪进行多目标优化,提高清洗效果。采用喷枪的几何特征为变量设计正交试验,利用FLUENT进行仿真试验。分别对单一目标优化,根据得到的单目标最优值建立隶属函数,以完成量纲一化处理并加权得到综合评判分数来评价喷枪综合性能。分析综合性能极差,得到喷枪结构的各个几何参数对单一目标和综合性能的影响因次,最终设计出清洗效果最优的喷枪设计方案。试验结果表明:优化后的喷枪比现有喷枪的综合性能提高2.34倍;基于FLUENT的气固两相耦合仿真试验结合综合评判方法能对干冰清洗喷枪进行有效优化。研究结果为喷枪的设计优化提供参考。     

机场助航灯具智能清洗系统设计

针对助航灯具人工清洗作业时间长、人力物力成本高的问题,设计一种机场助航灯智能清洗系统。根据助航灯具的材质、结构特点,采用电磁传感器感知灯具。对清洗车体进行了设计,设计了角度可调整的清洗探头,在清洗车体上加载清洗探头、灯具感知器、烘干等设备。以单片机为控制器,实现助航灯的自动检测、清洗和烘干作业。实验结果表明:机场助航灯具智能清洗系统提高了清洗效率,降低清洁人员的劳动强度。     

基于随机霍夫变换的助航灯视觉检测系统设计与实现（英文）

针对助航灯具在线维护时光照环境、发光强度、检测距离、发光口个数等多方面因素的影响,设计了基于霍夫变换的助航灯视觉检测系统。基于由衍射效应引起强逆光源成像为圆形的特征,该系统在随机霍夫变换算法基础上采用多区分配和象限约束条件选取随机点减少随机采样造成的无效累积,根据目标图像轮廓确定检测半径范围以提高检测速度。实验结果表明:设计的助航灯检测系统可以有效在线检测灯具的中心,具有很好的适应性和有效性     

基于随机霍夫变换的助航灯视觉检测系统设计与实现

针对助航灯具在线维护时光照环境、发光强度、检测距离、发光口个数等多方面因素的影响,设计了基于霍夫变换的助航灯视觉检测系统.基于由衍射效应引起强逆光源成像为圆形的特征,该系统在随机霍夫变换算法基础上采用多区分配和象限约束条件选取随机点减少随机采样造成的无效累积,根据目标图像轮廓确定检测半径范围以提高检测速度.实验结果表明:设计的助航灯检测系统可以有效在线检测灯具的中心,具有很好的适应性和有效性.     

矩形花键冷挤压成形工艺参数多目标优化

针对矩形花键冷挤压成形中出现齿形充填不饱满和成形力过大的缺陷问题,以x1(坯料直径)、x2(坯料初始倒角)、x3(入模半角)为优化变量,采用响应面法结合有限元数值模拟对花键冷挤压成形工艺参数进行多目标优化。根据实验设计结果分别建立了两个目标函数的二阶响应面模型,方差分析结果表明,模型预测精度高并能够较好地描述两个目标函数关于设计变量的响应。在优化范围内得到矩形花键轴成形最优工艺参数为:x1=Ф48.5 mm,x2=20°,x3=15°。将优化后的工艺参数进行实际验证,结果表明:前端塌角量降至0.27 mm,最大成形力降至1300 k N。工艺试验证明了采用多目标优化得到的工艺参数可以获得合格的产品。     

基于灰靶的铜合金等离子喷涂Cr_2O_3工艺参数优化

提出了一种正交试验与灰靶模型相结合的H59黄铜表面等离子喷涂Cr2O3的工艺参数优化方法。以正交试验数据为基础,利用双基点灰靶模型对数据进行分析来实现工艺参数的优化。以电弧电流、Ar气流量、H2气流量、喷涂距离为优化工艺参数,以涂层硬度、涂层结合强度、涂层腐蚀速度、涂层磨损量为综合工艺优化目标。通过权重求和的方式将多目标问题转化为单目标优化问题,以正、负靶心为衡量尺度,根据各试验方案与靶心的贴近度大小确定方案的优劣,平均贴近度最大的工艺水平为最优水平。     

基于响应曲面法的传动带成形工艺参数优化

以弹性元件传动带为研究对象,基于响应曲面法与DYNAFORM软件对冲压成形工艺参数进行优化。利用中心设计组合方法选择仿真试验的工艺参数,通过数值仿真得出传动带成形高度的响应值,结合最小二乘法建立了反映工艺参数与成形高度之间关系的二阶响应面模型。以弯曲角度、模具间隙以及冲压速度作为设计变量,将成形高度作为优化目标,借助Design Expert v8.0.5软件对二阶响应面模型进行优化,通过优化得出传动带冲压成形的最优工艺参数组合,即弯曲角度为150°,模具间隙为1.02t,冲压速度为3004 mm·s~(-1),成形高度的响应值为5.69 mm。利用冲压级进模对响应值进行试验验证,试验值为5.61 mm,它与响应值之间的相对误差为1.43%,从而验证了响应曲面法应用于传动带冲压成形工艺参数优化的准确性。     

基于遗传算法的板料成形回弹工艺参数优化研究

研究了基于遗传算法的回弹优化模型的建立过程.以压边力和凸凹模间隙为优化变量,以板料变薄量为约束条件,以确定的回弹角度为目标函数,以DYNAFORM为目标函数求解器,建立了板料成形回弹控制的优化模型和优化系统.得到了满足工艺要求的压边力和凸凹模间隙,实现了板料成形过程的工艺参数优化,为板料成形工艺参数的优化提供了一个有效的途径.     

电喷发动机配油转阀的设计及其流场分析北大核心

针对电子喷油器控制难度和精度高的特点,为进一步提高喷油精度,提出一种新型高压共轨喷油器配油转阀,并对阀口流场特性进行数值模拟。介绍转阀结构和工作原理,基于JE4D25A型柴油发动机工作参数,通过理论计算得到阀口关键尺寸,建立阀道流体域物理模型,在Fluent软件下对阀芯转角分别为11.5°、23°和34.5°位置流域模型进行仿真分析,得到流体在阀口处的流动特性。经分析,在怠速和额定转速下,单次配油量分别为0.059 mL和0.078 mL,额定转速下的输出流量比理论计算多6.8%,为后续阀口尺寸优化提供了参考。     

高压隔膜泵单向阀阀隙流场的冲蚀磨损特性分析

目的 探究高压隔膜泵单向阀阀隙流场冲蚀磨损产生的原因及主要影响因素。方法 基于固液两相流基本理论和冲蚀模型,考虑颗粒保护效应及磨蚀效应,采用计算流体力学(CFD)方法模拟单向阀阀隙流场的冲蚀磨损行为,探究矿粉颗粒体积分数、颗粒粒径、单向阀半锥角、胶垫突出高度等参数对单向阀冲蚀磨损特性的影响。结果 矿粉颗粒紧贴阀芯壁面的剪切运动是造成阀芯发生冲蚀磨损失效的主要原因。当矿粉的体积分数由0.1增大到0.5时,由冲蚀造成的最大冲蚀磨损速率随之减小,由磨蚀造成的平均冲蚀磨损速率随之增大。当矿粉粒径为0.025~0.048 mm时,随着矿粉粒径的增大,平均冲蚀磨损速率随之增大。当矿粉粒径超过0.048 mm时,平均冲蚀磨损速率逐渐减小。当单向阀半锥角由30°增大到45°时,阀隙流场的最大流速由12.23 m/s减小至9.19 m/s,矿粉颗粒对阀芯壁面的最大冲蚀磨损速率减小了41.16%。阀隙流场的最大流速和冲蚀磨损速率随着胶垫突出高度h的增大而增大,同时位置也发生了相应变化。结论 矿粉颗粒体积分数的增加会加重粒子对阀芯壁面的损伤程度,随着粒径的增加,泵阀的最大冲蚀磨损速率先增大后减小,增大半锥角可以缓解颗粒对壁面的冲蚀磨损,增大胶垫突出高度会导致冲蚀磨损区域逐渐向胶垫突出位置集中。     

基于响应面法和MOGA的重载曲轴形貌优化研究

重载曲轴是大型隔膜泵动力端的关键零部件之一,其强度对于整个动力端的平稳运行至关重要。而重载曲轴的失效形式往往是由于圆角处应力集中导致的疲劳破环。针对这一问题,从圆角处结构特征的角度出发,对曲轴进行形貌优化。通过静强度应力分析确定曲轴工作过程中的最危险工况,以此作为曲轴优化过程中的计算工况。以各圆角处的最大应力值和整体最大变形量为优化目标,以圆角处结构特征参数为设计变量,进行试验设计,基于Kriging插值法构建优化目标关于设计变量的响应面模型。最后,建立多目标优化模型,应用多目标遗传算法寻找非支配解解集。结果发现,优化解集中的曲柄斜面倾斜角都接近90°,这为今后的重载曲轴的结构设计提供一定的参考。     

焊合角和焊合室深度对复杂悬臂空心铝型材挤压成形质量的影响

应用Hyper Xtrude有限元分析软件,考察了带长悬臂结构空心截面铝型材挤压时的焊合角α和焊合室深度h对其挤压成形质量的影响。结果表明:当α在15°~45°时,型材悬臂处及空心部位四周分流桥下金属的流动速率较大,开始焊合的时间早,焊合历程长;当α增加到60°时,相应区域金属的流动速率明显降低,焊合推迟;在α达到90°时,该情况最为严重,焊合历程变短。α为45°时,模芯最大偏移量达到最小值0.045 mm。随着h的增加,焊合面静水压力最小值与上模最大等效应力及模芯最大偏移量均逐渐增大。综合考虑各因素的影响,确定该型材挤压模具的最佳焊合角和焊合室深度分别为45°与20 mm,并将其用于挤压模具设计,试模发现模拟结果与试模结果吻合较好,挤出型材的综合质量较高。     

Optimum Conditions for Blast Cleaning of Steel Plate

Abstract

Technological investigations are described in which practical blast cleaning of steel plate was simulated in the laboratory.

The rate of cleaning is found to increase when more abrasive per unit of time is discharged. This means that high pressure, a large nozzle and a wide valve for metering the abrasive flow are advantageous, but the actual setting of these variables should be mutually adjusted. The optimum blasting angle for removing millscale is about 45°, and the optimum nozzle-to-work distance is 55–75 cm. The smaller the abrasive grains, the quicker is the cleaning process. Under otherwise constant conditions, air consumption decreases as the abrasive transport is increased. High cleaning rates are advantageous because they lead to lower costs per unit area for labour and power, whilst for abrasive increase only slightly.     

Friction and wear behavior of Mg-11Y-5Gd-2Zn-0.5Zr （wt%） alloy with oil lubricant

The sliding friction and wear behaviors of Mg-11Y-5Gd-2Zn-0.5Zr （wt%） alloy were investigated under oil lubricant condition by pin-on-disk configuration with a constant sliding distance of 1,000 m in the temperature range of 25-200℃. Results indicate that the volumetric wear rates and average friction coefficients decrease with the increase of sliding speeds, and increase with the increase of test temperature below 150℃. The hard and thermally stable Mg12（Y,Gd）Zn phase with long-period stacking order structure in the alloy presents significant wear resistance, The wear mechanism below 100℃ is abrasive wear as a result of plastic extrusion deformation. The corporate effects of severe abrasive, oxidative, and delaminating wear result in the tribological mechanism above 100℃.     

面向产品设计的铝合金件翻边成形

以某车身铝合金内板件为研究对象,利用有限元模拟软件ABAQUS建立了翻边及回弹过程的有限元模型。通过优化上弯曲半径R1、下弯曲半径R2、翻边角度α等3个产品特征参数和润滑条件μ、模具间隙T等两个工艺参数,来减小回弹值和降低弯裂风险。结合正交试验和灰色关联的方法将多目标问题转化为单目标问题,得到较优的设计参数指导产品设计,并进行试验验证。结果表明,影响综合目标的主次顺序为:模具间隙翻边角度上弯曲半径下弯曲半径摩擦系数,得到优化后的组合参数为R1=5 mm,R2=9 mm,a=75°,μ=0.1,T=t,采用优化后的参数设计零件,得到的实际零件的回弹在公差范围内且无弯裂缺陷。     

基于NSGA Ⅱ算法的高速铣削参数多目标优化

采用正交试验法对3Cr2Mo模具钢进行高速铣削试验,建立了刀具磨损和表面粗糙度的预测模型。在此基础上,以生产效率最大、生产成本最小为目标建立优化模型,使用Matlab中以NSGA-Ⅱ算法为理论基础的多目标优化方法对其求解,得到了较优铣削参数。     

几何结构参数对磨料水射流喷嘴磨损规律影响的模拟分析

建立了前混合磨料水射流喷嘴物理模型。基于FLUENT软件,采用颗粒轨道模型、Grant弹性恢复系数和E/CRC磨损模型对磨料水射流喷嘴内的磨损特性进行了数值模拟。结果表明:当喷嘴收缩角为20°以上时,喷嘴磨损呈现两个严重磨损区,分别在喷嘴圆柱段入口处前较短距离范围内和喷嘴圆柱段出口处前较短距离范围内;随着喷嘴收缩角的增大,磨料颗粒与喷嘴圆柱段壁面碰撞次数和速度增加,同时随着喷嘴长径比的增大,喷嘴圆柱段壁面磨损速率整体增加,严重磨损区范围扩大,结果均使喷嘴圆柱段的磨损加剧。以喷嘴壁面磨损速率的面积加权平均积分表征喷嘴整体的磨损程度。随着收缩角和长径比的增大,喷嘴壁面磨损速率的面积加权平均积分增大,喷嘴的磨损整体而言越严重。因此,从减小喷嘴磨损的角度而言,喷嘴的收缩角和长径比宜取小值。