基于摩擦学的沙尘环境的研究

针对现代机械产品在沙尘环境中的适应性问题 ,提出了基于摩擦学的沙尘环境分析法 ,并应用此方法进行了实验 ,采用干沉积法收集了西安市 4～ 6月份室外日常降尘以及一次沙尘暴降尘 ;使用感量为 0 1mg的电子天平测量了降尘的沉积通量 ,并用 2 0 0×的FMIII型铁谱显微镜分析了降尘粒子的特征粒径 (粒子二维投影图中的短径 )和形状不规则度 (粒子二维投影图中的长径与短径的比值 )。沉积通量分析的结果表明 :非沙尘暴期间平均沉积通量为 0 5 15 g·m-2 ·day-1,在沙尘暴期间出现最高值 (1 33g·m-2 ·day-1)。降尘粒子的分析结果表明 :不同降尘 (非沙尘暴降尘和沙尘暴降尘 )的特征粒径的平均值在 17μm左右波动 ,90 %的粒子的特征粒径小于 30 μm ;形状不规则度小于 1 5的粒子占 5 0 %～ 6 0 % ,小于 2的占 80 %以上 ,小于 3的占 90 %以上。     

呼和浩特市2022-03-13/14强沙尘暴过程特例分析及预报方法研究

文章使用常规气象观测资料和ECMCF数值预报产品，对发生在呼和浩特市2022-03-13/14强沙尘暴过程进行天气系统演变、物理量特征等分析。结果表明：1)200 hPa高空急流动量下传、500 hPa长波槽携带强冷空气东移，配合700和850 hPa辐合切变，且温度场、高度场反位相叠加、地面蒙古气旋强烈发展，是此次大风、沙尘暴天气爆发的主要影响系统和环流形势；2)呼和浩特市假相当位温线与地面近乎垂直，整层为中性温度层结，大气不稳定，有利于沙尘吹起，形成沙尘暴；3)前期气候晴热干燥少雨，加之春季地表植被稀少，内蒙古西部多沙漠，为沙尘暴爆发创造了环境条件。     

尘源治理与保护性耕作

近年来,我国西北、华北地区连续多次发生了扬沙、沙尘暴天气,全国有20个省会城市受到沙尘污染,几乎大半个中国都处在沙尘暴的威胁之下.内蒙古作为我国沙尘暴的主要发源地,更是遭受重创.2001年春季,发生在我区中西部地区的18场沙尘暴席卷全区8个盟市、41个旗县、308个乡镇苏木,造成重大的经济损失.目前,我国政府对生态环境的恶化已非常关注,社会对可持续发展的呼声也越来越高,对沙尘暴的成因及尘源治理成为当前亟待解决的重大课题.     

沙尘环境模拟箱内颗粒流动与沉降的数值模拟

沙尘颗粒在摩擦表面的沉积是其影响摩擦性能的重要因素，而使用沙尘环境模拟装置是开展摩擦、磨损实验的主要手段。设计了一种沙尘环境模拟箱，其由沙箱、鼓风机、沙尘通道、隔板、沙尘沉降室及排风口等组成；运用DPM离散相模型对模拟箱内气-固两相流动进行分析，采用欧拉坐标系SST k-ε 湍流模型计算空气流动，采用拉格朗日随机轨道模型计算沙尘颗粒的流动和沉降。模拟结果表明：当其他条件相同时，风速越大，颗粒在沙尘沉降室内的绕流现象越明显；当气相入口速度相同时，通道隔板通孔直径越大，沉降室内沉积的颗粒质量也越大；而当隔板通孔直径一定时，沉积颗粒的质量受气相入口速度影响较大。制作了沙尘环境模拟箱，对仿真结果进行了实验验证。结果表明：沙尘沉降室内摩擦副所在区域的颗粒沉积量和颗粒质量百分比分布与仿真结果吻合较好，验证了自制沙尘环境模拟箱的可行性和有效性。     

沙尘环境对内燃机缸套磨损的影响规律

为研究含颗粒润滑油对内燃机润滑性能的影响,以内燃机中重要的摩擦副--缸套活塞摩擦副为研究对象,利用自行搭建的试验台,模拟中国西部典型的多沙尘气候条件,设计并进行沙尘环境下内燃机缸套的磨损试验.通过测量磨合后、正常条件及含颗粒条件运行后缸套内表面形貌,比较分析得出沙尘颗粒对于缸套磨损的影响规律:沙尘颗粒的存在破坏了缸套-活塞系的润滑系统,造成局部润滑不良,加剧了缸套的局部磨损,而且活塞主推力边一侧缸套的磨损异常严重,形成严重偏磨;沙尘颗粒导致缸套产生了较为严重的磨粒磨损和切削磨损,产生了较大片状和长条状颗粒.油样铁谱分析进一步表明,沙尘颗粒加剧了缸套的磨损程度,并且沙尘颗粒的存在容易导致缸套的磨粒磨损.试验结果为进一步研究沙尘环境对内燃机缸套磨损的影响规律提供实际参考.     

两种高聚物薄带的沙尘磨损特性研究

首次开展了ATM(Auto TellerMachine)高聚物部件在沙尘环境中的磨损研究。在实验室模拟降尘环境中使用ATM中的Tape-scraper摩擦系统,对PI(聚酰亚胺)和PEN(聚萘二甲酸乙二酯)两种高聚物薄带的磨损行为进行了研究,并利用扫描电镜对薄带的磨损表面进行了分析。实验采用了采集自沙漠的自然沙尘。实验结果表明:PI薄带比PEN薄带表现出更优良的耐沙尘磨损性能。PEN薄带的微观磨损机理主要是纤维组织的塑性流动和拉断,而PI薄带的微观磨损机理为裂纹的萌生、扩张和块状剥落。用材料的机械变形因子可以很好地解释两种聚合物薄带的磨损特性差异。     

沙尘环境对金属抗磨损特性的影响

通过向摩擦副所在隔离空间内鼓沙的方式实现对自然沙尘环境的模拟。在沙尘环境和干摩擦情况下,对比研究了随着载荷的增加,沙尘环境的存在对C52100铜、2124铝、AISI-1045钢、Z25铸铁、AISI-52100钢5种不同硬度的典型金属抗磨损行为的影响。结果表明,在沙尘条件下,5种金属的磨损率随载荷的变化呈现一定的变化规律,C52100铜和52100钢的磨损率均随载荷的增加而减小,2124铝和Z25铸铁的磨损率随载荷的增加而增大,而1045钢的磨损率则先增大后减小,但磨损率随载荷变化非常小。沙尘的存在使52100钢、1045钢和Z25铸铁的磨损率比干摩擦条件下有大幅度的减小,但是却加剧了2124铝在较高载荷下的磨损,这说明对不同的材料而言,沙尘所起的作用是不同的,它可能会加剧材料的磨损,但也有可能提高材料的抗磨损性能。     

风载作用下太阳能发电元件表面压力对沙尘沉降的模拟研究

具有丰富太阳能辐射资源、土地资源优势的中国西北荒漠化地区是建设太阳能热发电站的理想场所,然而这些地区终年多风、多沙尘的气候对太阳能热发电设备的安全可靠运行产生了不利的影响。通过数值模拟,对目前应用广泛的RP-3型槽式太阳能热发电集热器在三维定常流场内表面风压特性和风沙两相流场中沙尘的沉降特性进行了模拟分析,得出迎风角和风速对槽式太阳能热发电集热元件表面压力及其周围沙尘沉降规律的影响关系。结果表明迎风角的变化对集热器迎风面风压系数的最大值变化影响不大,对集热器背风面风压系数的最值变化影响较大;不同角度时集热器表面及周围流场中沙尘体积分数的变化存在较大差异。本研究为槽式太阳能热发电集热元件在适合我国气候特点的风沙环境中高效稳定运行提供了一定的理论依据。     

轴向振动钻削仿真系统的研究与实现

提出了轴向振动钻削仿真系统的总体结构,详细论述了轴向振动钻削仿真的关键技术及实现方法。该系统采用Pro／E对钻头部件进行几何建模,然后利用OpenGL和VC＋＋将3ds文件导入仿真环境,利用布尔减运算,实时模拟工件材料的去除加工过程,从而模拟整个轴向振动钻削过程。     

遏制扬尘、扬沙、沙尘暴、沙尘扬起的雾化剂(专利申请号:01119804.4)

本发明涉及一种环保覆膜剂，具体为一种能够有效封尘固土，切断沙尘源，从而遏制沙尘暴但又不会对环境造成污染的雾化剂，它是由多种有机、无机物质和水，经科学配比组成并按比例配制成乳化液体，用雾化的方法施工于治理对象的层面上形成固化防护壳层，达到遏制沙尘扬起的目的，所用原料无毒、无异味可生物降解，来源广泛，价廉易得，施工简单，生产过程无污染，治理速度快，费用低，效果好。市场预测：产品应用领域广泛，市场前景无限。通讯地址：（０５００３１）河北省石家庄市裕华区翟营大街２８１号院电话：０３１１－５０８５２２６联…     

基于OpenGL的四关节机械手运动仿真系统设计

针对不易直观验证机械手逆运动学的正确性和运动路径规划的优劣性的问题,设计了一套四关节机械手运动仿真系统。在集成了OpenGL图形标准库的Visual C＋＋6.0开发平台中,采用MVC程序设计构架,首先基于四关节机械手的D-H参数建立仿真模型,然后根据运动仿真系统的功能需求设计用户界面,最后用逆运动学和运动路径规划算法控制用户界面状态显示,从而达到直观比较算法可行性和优劣性的目的。     

基于Vega的岸边集装箱起重机视景仿真系统场景驱动

为了实现岸边集装箱起重机视景仿真系统中起重机、海洋和集装箱运输车的运动以及场景的驱动,首先根据岸边集装箱起重机工作过程确定场景驱动方案,基于Windows平台设置适合编译Vega应用程序的编译环境,应用Lynx界面进行系统初始化,在VC++中调用Vega库函数编程,实现场景的漫游,调用VegaPart类函数检测、获取及控制起重机DOF节点,实现起重机大车、小车运动,并结合岸边集装箱起重机的工作环境,通过Vega扩展模块和Path Tool工具,分别添加动态海洋和创建集卡运动路径,最终实现岸边集装箱起重机视景仿真系统中起重机和各运动体的驱动。     

基于粒子系统与纹理映射的空气分离可视化模拟

空气分离工艺流程复杂,导致流体在机械装备内的流动难以模拟与表达。为实现空气分离系统吸附、换热与精馏等工艺过程的可视化,提出了一种基于粒子流源与纹理映射的空气分离可视化模拟方法：采用关键帧间坐标系递推变换,描述运动部件位置及运动的变化;采用自定义粒子流源,模拟流体的传热传质属性;采用多尺度纹理映射,描述流体的流动迹线。开发了基于虚拟现实技术的可视化系统,实现了空气分离的性能模拟与可视化。     

数控机床三维建模与加工仿真技术研究

采用实体几何法建模思想,建立机床（刀具）模型,采用基于三角网格的方法对工件毛坯建模,构建数控仿真系统的虚拟加工环境。运用VC＋＋与三维图形库软件Open Inventor编程,进行机床运动仿真及切削仿真。     

中走丝线切割自动编程系统研究

对线切割自动编程系统进行了研究,将自动编程系统的系统构架划分为基础功能模块、DXF文件读写模块、图形绘制与编辑模块、图形文件预处理与刀具轨迹生成模块、加工仿真与代码输出模块。重点研究了系统的数据结构、DXF文件图形信息提取与处理方法、电极丝轨迹生成等关键技术,开发了基于VC＋＋的中走丝线切割自动编程系统,简化了线切割加工程序编制。     

基于虚拟现实的交互式自行车模拟器研究

交互式自行车模拟器是集动感及力觉提示、力学仿真以及计算机图形学等技术于一体的动感模拟器系统。本文提出了由运动生成及力觉反馈系统，运动学／动力学仿真系统、视景仿真系统、地形数据库系统组成的自行车模拟器系统总体结构，并详细地介绍了各个子系统的功能和关键技术。     

基于UG二次开发的工业机器人作业仿真系统设计

为了在一般CAD软件中实现符合企业需求的工业机器人运动仿真,通过采用UG软件二次开发技术和C++程序,构造了与UG无缝集成的工业机器人作业仿真系统。设计了包含人机接口层、作业管理层、UG支撑层的仿真软件体系结构。针对UG运动模块难以进行二次开发的问题,通过对UG装配模块的二次开发来实现机器人运动仿真。机器人运动过程碰撞检测功能则由UG间隙检查模块的二次开发实现。仿真软件现已成功地应用于汽车门框焊接机器人的作业仿真及布局设计。     

基于VC++的机器人实时监控系统设计

从图形学可视化仿真系统入手,介绍OpenGL三维图形软件在VC++环境下进行编程开发的相关知识,提出对机器人姿态进行实时监控的一种方案。这个方案介绍如何在VC++环境下实现软件和上位机的实时通信,并最终在PC上使用上位机采集来的机器人传感器数据用仿真动画模拟出机器人的姿态。     

基于平衡轨道模型和CFD的旋风分离器除尘特性分析

运用平衡轨道模型(Barth模型)和计算流体力学仿真分析技术(CFD),对全吸式干湿两用扫路车用旋风分离器的除尘性能进行了理论计算和仿真分析.主要从旋风分离器的除尘效率方面,对其初姑设计方案进行了评价.通过相关的理论模型计算,得到了该型旋风分离器的分级效率曲线.通过数值仿真分析,得到了不同粒径的颗粒在旋风分离器内部的停...     

基于OpenGL和SolidWorks的机械系统运动仿真原理及实现

为了规划机械系统的运动轨迹,优化设计参数,以及开发上位机监控界面,研究了一个运动仿真系统.三维模型基于三维CAD软件SolidWorks建立,用OpenGL作为三维图形的接口,运动仿真软件以Windows操作系统为开发平台,采用Visual C++6.0的MFC为开发环境.详细讨论了实现运动仿真的一些关键技术,并开发了仿真软件.仿真结果证明了这种方法的可行性,对其它动态过程的三维仿真也有一定的意义.