穿地龙机器人转向机构设计与校核

通过对国内外非开挖技术中的方向可控气动冲击矛转向机理的研究，提出了穿地龙机器人转向机构的设计方案，运用有限元计算方法校核了机器人头部和转向机构关键零部件的强度，理论与实验分析和校核结果表明了该转向机构设计的可行性。研究结果可为穿地龙机器人的总体设计提供参考。     

“穿地龙”机器人的设计与综合

介绍了具有非开挖技术的特种作业机器人“穿地龙”机器人系统的设计。该机器人系统主要包括:空心钻头、转向机构、测试系统、控制系统和冲击装置,它集成了非开挖技术中气动冲击矛的优点,加上机器人的设计思想于一身,可提高非开挖的技术水平。详细地叙述了“穿地龙”机器人的工作原理以及土中的轨迹规划问题,并进行了规划仿真研究,通过“穿地龙”机器人的穿孔实验验证了仿真结果的可靠性,为“穿地龙”机器人的工程化应用提供了理论参考。     

"穿地龙"机器人转向机构虚拟样机研究

"穿地龙"机器人是一种特种机器人,主要由锥形头部、转向机构、冲击装置三部件组成,能够实现PE或PVC管、电缆、光缆等中、小直径管线的地下非开挖铺设,有广泛的应用前景和开发价值.文中介绍了"穿地龙"机器人的转向机构,叙述了该机构中头部的摆动原理,建立了头部质心的运动方程,并运用虚拟样机技术对转向机构进行了虚拟装配和对头部质心的运动进行了仿真研究,可得出虚拟装配无干涉和可实现头部质心的各种位姿变化,验证了该转向机构的可靠性,可为"穿地龙"机器人的总体设计提供参考.     

基于Matlab与Ansys的150t重载车转向机构的优化设计

针对目前150 t重载车转向机构在运用中存在转向力不足、转向臂开焊、断裂等问题,利用Mat-lab软件对重载车转向机构进行优化求解,并依据优化结果在Solidworks中建立其装配体模型,应用Ansys软件进行了强度校核,验证了优化结果的合理性,对实际设计、生产具有一定的指导意义。     

汽车理想转向梯形的研究与横拉杆的优化

针对现有汽车转向理论的不足,以典型的整体式转向机构为基础,提出了理想转向梯形的概念,建立了理想转向梯形的数学模型,用理想转向梯形横拉杆与实际转向机构横拉杆的偏差作为优化目标,通过对实车参数进行优化设计得到了更好的参数组合,验证了用长度单位作为转向梯形机构校核的评判依据,跟传统的以角度为依据的转角误差相比,更易量化和比较,也更直观准确。     

基于弹簧约束的无碳小车转向机构的建模与仿真

针对无碳小车转向机构作用力对小车运动轨迹的影响,讨论了前轮转角函数为方波、三角波等形式变化时的小车运动轨迹.在转向机构的结构中加入了弹簧约束,对前轮转向角进行约束.以推杆作用力和转向杆转角为变量建立了转向机构的传递函数模型,选取一定的弹簧系数、转向角度等参数,对该数学模型进行了仿真.仿真结果与实验结果完全相同.     

汽车左右转向理论特性线和转向理想椭圆的研究

基于转向阿克曼原理,在假定汽车前轮定位角都等于零,轮胎为绝对刚体,汽车以低速转弯行驶的前提下,通过建立汽车转向机构的平面数学模型,提出了左右转向理论特性线和转向理想椭圆的概念,并推导论证其合理性。为汽车纯滚动转向研究和转向梯形机构校核提供了一种新思路,可以更准确地评判汽车纯滚动转向品质,也为转向机构几何尺寸的设计提供了新的参考依据。     

基于六杆机构的重载车辆双轴转向机构设计

实现了用一种新型六杆机构完成重栽车辆双轴转向的设计过程.其目的是寻求一种新机构来实现重载车辆在较小转弯半径下的转向要求,使所有车轮在转弯时满足阿克曼原理.采用中心臂六杆转向机构,由解析法综合出符合要求的四杆机构,再将其绕中间位置镜像,并确定适当调整各杆的位置,使其在给定输入转角范围内,输出转角值尽可能接近阿克曼原理计算的输出值,使车辆获得良好的转向性能.该方法可以根据不同的内轮转角范围求出一套符合精度的转向机构,由纵向拉杆连接,可实现双轴、甚至多轴转向要求.     

转向三角形的汽车转向机构特性

基于汽车转向梯形机构的平面模型,提出了一种新的转向梯形机构的研究方法,即转向三角形和转向三角形顶点的概念并建立转向梯形机构的三角形数学模型。利用作图法和Matlab软件编程绘出转向三角形顶点变化的特性曲线,并分析该特性曲线下的转向梯形机构的转向特性。该方法提出了转向机构新的研究方法,根据转向曲线确定转向机构尺寸。     

履带驱动桥行星转向机构的工作原理及分析

目前国内的履带式作业机如东方红履带拖拉机、各种履带式推土机等大部分采用转向离合器作为转向机构.行星转向机构的应用仅见于前苏联履带式拖拉机,该驱动桥具有零件数目少、零件耐磨性高、故障少、对传动系实现一定速比的降速等优点,有不少可取之处,文中针对前苏联ДТ-75 МЛ履带拖拉机对履带驱动桥行星转向机构的工作原理进行了理论分析,为国内行星转向机构履带驱动桥的开发提供一些技术参考.     

基于CATIA V5的割缝筛管参数化建模与有限元分析

在介绍了采用CATIA软件对割缝筛管进行参数化建模和应力分析方法的基础上,结合实际完成了某割缝筛管的建模与有限元分析,并将分析结果与国外实验数据作了比较。结果表明,采用CATIA软件作为建模和有限元分析工具,将割缝筛管的三维建模与有限元分析两项工作在一个系统中完成,可以避免接口传递可能产生的数据误差,提高了割缝筛管设计与分析的质量和效率。     

基于CAE的客车模型建立方法的研究

鉴于目前对客车安全性、舒适性、行驶平稳性等综合性能要求的日益提高,从分析客车结构动态性能出发,针对分析过程中有限元模型建立这一最关键阶段,在现有客车有限元建模技术的基础上,讨论了建立客车整车有限元模型的方法。由几何模型转化成有限元模型,并对部件问的连接进行有效模拟,完成整车有限元模型的建立,为进行动态结构分析奠定了基础。     

现代控制理论在液动穿孔机研究中的应用

本文介绍了非开挖施工技术和新型非开挖施工机械－－液动穿孔机。通过运用现代控制理论对其进行深入分析、建模、仿真、优化，得出最优的结论和参数选择。     

加工中心关键部件的动态特性分析

可分度车削头是加工中心的关键部件,它的动态特性好坏直接影响到机床的加工精度和表面粗糙度.以车削头为研究对象,利用Solidworks实体建模,借助有限元分析软件ANSYS进行模态分析,并采用现有的高精度信号采集仪和测试分析软件进行模态试验.对比这两种不同的模态分析结果,找出了该关键部件的薄弱环节.结合对车削主轴动刚度的测试,为提高机床的动态性能和结构优化提供了有效依据.     

Detection of gas pipe wall thickness based on electromagnetic flux leakage

Based on electromagnetic flux leakage (EMFL), a nondestructive testing (NDT) technique for the detection of gas pipe wall thickness is presented, and its principle and feasibility is evaluated by means of equivalent magnetic circuit analysis and finite element analysis. An online NDT device adopting this technique is developed, and its structure and working principle are introduced in detail. This device is composed of a detector array with 32 pipe wall thickness sensors that employ a Hall element as the element for sensing the magnetic flux density, and it can be adapted to pipe diameters from Ø400mm to Ø650 mm. On the basis of the experimental investigation for this device, the influences of some factors on thickness measurement, namely the excitation current, excitation coil turns, gap distance, concentrator of the magnetic field, magnetization time, and number of sensors in the detector array, are revealed and the optimal excitation voltage for the sensors of the detector array is selected. The measuring calibration is given to establish the relationship between the pipe wall thickness and the output voltage of the sensors. The results show that the proposed EMFL for measuring the wall thickness of ferromagnetic pipe is feasible, the technical parameters of the sensor are important for improvement of measurement precision and resolution, and the developed device has precision, resolution, and a linear output curve. Carried by the developed gas pipeline inspection robot through a universal joint, this NDT device can move inside the gas pipeline and monitor the state of the pipe wall.     

软管铺设系统结构设计与分析

通过对国内外软管铺设相关技术的分析研究,提出了一种柔性软管铺设系统的设计方案,利用Pro/E软件完成了软管铺设系统三维结构模型的装配。应用有限元计算方法校核了关键结构的强度,对铺设塔的角度调整液压缸进行了动力学仿真。理论分析和校核结果表明,该铺设系统的结构设计能够满足软管铺设的设计指标和强度要求。     

Investigation of the effects of cooling in hard turning operations

As a means to overcome the limitations of cutting fluids in machining, more and more attention is being paid to the internal cooling of cutting tools. The elevated cutting zone temperature in hard turning causes the instant boiling of coolant in the cutting zone, which pulls down the tool life and surface finish, by making thermal distortions and hence in most of the hard turning operations, the coolant is not used at all. The absence of coolant also reduces the tool life and surface finish to some extent. As an alternative solution to the direct application of coolant in the metal cutting zone to improve tool life and surface finish, the heat pipe cooling system is introduced in this investigation. A parametric study is conducted to analyze the effects of different heat pipe parameters such as diameter of heat pipe, length of heat pipe, magnitude of vacuum in the heat pipe and material of heat pipe. All these parameters are varied to three levels. In this analysis, it is assumed that the single point cutting tool is subjected to static heating in the cutting zone which verifies the analysis and feasibility of using heat pipe cooling in turning operations. The heat pipe parameters are optimized by using Taguchi’s Design of Experiments and a confirmation test is conducted by employing the heat pipe fabricated with the best values of parameters. The results of the confirmation test are compared with the previous experimental results. The comparison shows that the use of a heat pipe in hard turning operations reduces the temperature field by about 5%, improves tool life by reducing tool wear and improves surface finish significantly. The result of this analysis is applicable to define controlling parameters of heat pipes for optimal design and set-up for various related studies. The finite element analysis also shows that the temperature drops greatly at the cutting zone and that the heat flow to the tool is effectively removed when a heat pipe is incorporated.