单足机器人垂直跳跃落地碰撞冲击力分析

为研究落地碰撞冲击力的变化规律,针对垂直跳跃单足机器人球面尼龙足底与橡胶地面的碰撞过程,建立由支撑腿和机身的动力学模型、橡胶地面大变形黏弹性力学模型和气缸上下腔气体热力学模型组成的整体数学模型和仿真模型.仿真结果表明:压缩阶段递增的弹性力和先增后减的阻尼力使地面冲击反力先增大后减小,恢复阶段快速减小的弹性力和反向阻尼力共同作用导致冲击反力单调减小;最大冲击力随下落高度、橡胶贮能模量的增大和橡胶垫厚度的减小单调增大,随橡胶耗能因子与频率比值的增大先减小后增大;单足机器人0.1 m垂直跳跃落地碰撞的实验结果表明,实验数据与仿真结果的相对误差7.6%,验证了所采用理论分析方法和仿真结果的正确性.     

气缸式尾翼弹发射过程气缸压力变化规律数值仿真

通过研究气缸张开式尾翼弹的膛内及后效期时期气缸充放气过程,建立火药气体经过气缸气孔流动的理论模型,并结合尾翼弹的内弹道计算模型,得到了气缸压力随时间变化的数学模型。以某滑膛反坦克炮榴弹为例,仿真得到了气缸压力随时间变化曲线,分析气缸容积、气孔横截面积对气缸压力的影响规律。结果表明:在流量系数为0.9、小孔个数为2个、火药力为950000Nm/kg条件下,气缸容积取0.150dm3、小孔直径取1.6mm时尾翼稳定装置工作良好。     

并联伺服阀的同步控制策略

针对大型振动台和线性摩擦焊机等设备对液压伺服系统的大流量和高频响要求,以及现有伺服阀随着额定流量增加频响大幅降低的矛盾,提出多个伺服阀并联使用的方案.为克服伺服阀在通径、制造和电气等方面差异所导致的阀并联工作时阀芯过零位出现同步误差、造成流量降低和油路冲击等问题,通过监测伺服阀在不同频率、不同幅值正弦信号下和变幅值的类正弦信号下阀芯的位移,得出阀芯运动的若干非线性特征,并在此基础上采用移相和变幅相结合的同步控制策略,解决了阀芯运动的不同步问题.通过对相对滞后阀的指令信号进行超前移相,消除了大部分的同步误差;缩小相对滞后阀的指令信号幅值同时增大相对超前阀的信号幅值,进一步削减了阀并联运动的同步误差.实验结果表明,该同步控制策略效果良好,两阀阀芯穿越零位的相位差可控制在±2°.     

气动力伺服系统的自适应鲁棒控制

为实现具有输出力轨迹控制能力的气动力伺服系统,研究了气体通过比例方向控制阀阀口的流动以及气缸腔内气体的热力过程,建立系统的非线性模型.针对忽略温度动态而导致的较大的建模误差,构造了状态观测器来估计腔内气体温度,在此基础上设计了基于全阶热力学模型的气动力伺服系统的自适应鲁棒控制器.该控制器通过在线参数估计来减小模型中参数的不确定性,利用非线性鲁棒控制来抑制参数估计误差、未建模动态和干扰的影响,从而保证一定的瞬态性能和高的气缸输出力轨迹控制精度.实验表明:当系统跟踪幅值为100N,频率为0.5Hz的正弦期望轨迹时,平均输出力跟踪误差为1.4N、最大输出力跟踪误差为3.9N;基于全阶热力学模型进行控制器设计是必要的,自适应鲁棒控制器是有效的.     

四气阀大功率双燃料发动机进排气口优化设计

为保证船用大功率双燃料发动机气道与气缸的匹配优化,采取建模仿真方法研究了进排气道流量、涡流特性随气道流通截面面积的变化规律。利用气道实物模型的试验结果,验证并分析了气道匹配优化效果。试验表明:涡流系数随进气流通截面积的增加而减少,流量系数随气道流通截面积的增加而增加至一定值后减小。最终得到具备最佳气阀升程适应性的气道,其进气道口径88.60 mm,排气道口径80.00 mm。     

“V”形输水管道爆管过渡过程分析与事故控制策略优化

爆管事故是"V"形输水管道运行中可能发生的极端工况,控制外泄流量、防止隔断阀关闭产生2次爆管是爆管事故处理应关注的2个方面.结合工程实例,研究了爆管位置、爆管面积、爆管历时等不确定因素对爆管水力过渡过程的影响,建立了隔断阀关闭规律的优化模型并采用免疫粒子群算法求解,研究了关闭滞后时间对爆管控制效果的影响.结果表明:1)爆管点越低,爆管面积越大,外泄流量越大,爆管点上游正向过阀流速和爆管点下游反向过阀流速越大.2)爆管点既是水锤发生的根源,又具有压力释放作用,最大水锤压力随爆管面积的增大呈现"先增大、后减小"趋势.3)以管线水锤压力和过阀流速最小为目标函数,以上下游隔断阀的关阀序律参数为决策变量建立优化模型,采用免疫粒子群算法(IAPSO)进行求解,可以在保证安全的前提下,尽快关闭阀门,减小爆管损失.     

静态混合器内瞬态壁压波动特性实验研究

为了探讨静态混合器内非线性流动特性,利用动态数据采集系统对sK型静态混合器管壁脉动压力进行测量,研究湍流状态下壁压的脉动幅值、功率谱以及结构函数的扩展的自相似标度律.实验研究表明:SK型静态混合器各点压力的最大波动幅值大于125 Pa,并与进口流量呈二次函数关系逐渐增大;瞬态壁压脉动信号的一阶主频率低于0.5 Hz,功...     

含水煤体钻屑瓦斯解吸指标K_1值的临界值研究

研究采取水力压裂措施后含水煤体钻屑瓦斯解吸指标K_1值随水分的变化规律,得出不同水分下K_1值的临界值。在实验室采用模拟测试的方法对新景矿3号煤层不同水分煤样的瓦斯解吸规律和K_1-p关系进行实验测试。试验结果表明,水能够抑制煤样瓦斯的解吸,钻屑瓦斯解吸指标K_1值随瓦斯压力增大呈幂函数关系增大,随煤样水分增大呈负指数函数关系减小。研究表明,采用实验模拟得出临界压力下K_1值与水分的关系函数,可对采取水力化措施后煤层钻屑瓦斯解吸指标K_1值的临界值进行修正。     

伺服阀主阀芯的建模与仿真

运用流场分析软件,对伺服阀主阀芯在阀口开口大小一定时的内部流场进行模拟仿真。仿真结果表明,阀口处压差是影响阀内部流场的主要因素之一。仿真所得阀口的速度场与压力场数据与伺服阀流量特性的理论计算结果一致,符合液体流动的规律。     

冬季供暖工况下混凝土辐射顶板传热特性

针对冬季供暖工况下混凝土辐射顶板的传热问题,建立顶板辐射供暖的简化数学模型,利用MATLAB软件计算其供热量,并通过该顶板辐射供暖的热工特性实验验证模型的合理性。研究表明:顶板温度计算值与实验结果的误差在5.01%以内,供热量计算值与实验结果的误差在5.15%左右。通过对实验和计算结果的分析发现:在定流量稳态工况下,顶板温度随供水温度的增大呈指数性增大,随换热盘管间距的增大而减小。     

煤粉气力输送的试验研究——弯管法流量测量研究之一

本文采用弯管法研究了影响煤粉流量系数的几个主要因素。固气比、煤粉粒度及煤粉仓顶压对流量系数影响最为明显。流量系数与固气比呈正比关系。煤粉仓顶压与流量系数的关系近似一根抛物线,雷诺数与流量系数的关系是一根指数曲线。取压孔的水平倾角、弯管的前、后直管长度几乎不影响流量系数。     

压缩增压氟里昂蒸喷制冷系统热力性能的研究

本文介绍了传统的氟里昂蒸喷制冷系统,提出了压缩增压氟里昂蒸喷制冷系统。对系统中主要部件喷射器最大喷射系数的计算编制了计算机程序。在此程序与氟里昂热力计算程序的基础上对两种氟里昂蒸喷制冷系统用于空调情况进行了模拟计算,计算结果表明压缩增压氟里昂蒸喷制冷系统比传统系统的喷射系数及性能系数有大幅度提高。     

由喷管临界压力比确定安全阀临界压力比的计算公式

在安全阀临界压力比分析研究的基础上,提出了一种确定安全阀临界压力比的计算公式,安全阀临界压力比主要受喷管临界压力比和阀瓣流阻系数的影响。由于管临界压力比可确定安全阀临界压力比。由于阀瓣流阻系数过大,安全阀一般处于亚临界流动状态。     

基于FLUENT的全焊接球阀在不同介质下流场的模拟及分析

利用FLUENT软件对全焊接球阀(筒状)内部三维流场进行数值模拟,探究球阀从关闭到完全开启过程的流量特性。以不可压缩介质(水)为例,分析7个不同开度(10%、30%、50%、70%、80%、90%、100%)下球阀内部流场的变化情况,得到该球阀的前后压差和进出口流量,并计算得到球阀的流阻系数,然后根据相关公式求得不同开度下水的流量系数。通过对比可压缩介质与不可压缩介质的特性,利用密度比转换,求得可压气体(天然气)在不同开度下的流量系数,进而得到可压气体的流量系数与开度之间的关系曲线。与球阀的工作流量特性对比分析发现,模拟结果符合实际,为可压缩介质在球阀中流动状态的研究提供参考。     

非能动梭式特种阀防治水锤的特性分析与应用

本文介绍了一种新型的止回阀——非能动控制梭式止回阀,与旋启式止回阀在流体、结构原理、流阻系数、密封、启闭特性等方面进行比较,并对梭式止回阀进行了部分实验和仿真分析,得出梭式止回阀具有轴流对称、平衡绕流、低阻流线、启闭时间可调、多元密封、零泄漏、低噪音等优点,并成功应用在淮北国安电力有限公司的凝结水管路上。     

电控单体泵全工况喷油量波动影响参数量化分析

电控单体泵循环喷油量的波动直接影响其匹配船用发动机的工作稳定性和一致性.为研究系统各关键特性参数对循环喷油量波动的影响规律及成因机理,利用AMESim数值模型,揭示了低压供油压力、凸轮型线速率、柱塞配合间隙、控制阀杆升程、衔铁残余气隙、控制阀杆配合间隙、喷油器开启压力、喷油器针阀升程和喷油器流量系数等关键参数对循环喷油量的影响规律.通过量化分析,得出各特性参数对循环喷油量波动影响的百分比量化指标,在全工况平面内,低压供油压力为0～20.2%,凸轮型线速率为20.6%～42.0%,控制阀杆升程为4.0%～16.5%,喷油器开启压力为3.7%～49.8%,喷油器针阀升程为0～16.5%,喷油器流量系数为2.6%～40.5%;同时,揭示了全工况平面内负荷特性和速度特性下各特性参数对应的循环喷油量波动的百分比量化指标规律.对影响循环喷油量稳定性的关键特性参数进行量化分析,可为实现电控单体泵燃油喷射系统全工况平面循环喷油量的稳定性设计、提高电控单体泵和船用柴油机性能的一致性提供理论指导.     

Numerical simulation of flow interference between four cylinders in in-line square arrangement

In the present paper,two-and three-dimensional numerical simulations of the flow interference between four cylinders in an in-line square arrangement at Re = 200 are performed.Assisted with the two-dimensional(2-D) numerical simulation,the mean and fluctuating forces,Strouhal number(St) and vortex shedding pattern in the wake for each cylinder were analyzed with the spacing ratio(L /D) ranging from 1.5 to 6.0.It was found that,four different vortex modes(viz.,flip-flopping,shielding anti-phase-synchronized,in-phasesynchronized and anti-phase-synchronized) gradually appear with the increase of the L/D ratio.The average drag coefficient of the upstream cylinders is larger than that of the downstream cylinders,while the downstream cylinders usually undergo serious fluctuating forces.When the L/D ratio ranges from 3.0 to 4.0,the dominant frequency of the drag coefficient is equal to the value of St of upstream cylinders.This indicates that a simultaneous resonance in the in-flow and cross-flow directions may occur for some single structures of a multi-body oscillating system.For the 3-D numerical simulation,the L/D and aspect ratios are kept constant as 5.0 and 10,respectively.It was found that some vortices are formed in the wake of the upstream cylinders.Besides,with the same spacing ratio,the calculated drag coefficient and lift coefficient fluctuation are slightly larger than the 2-D results,but with a phase difference.     

气体计量输送装置的设计

设计了一种全数字化的气体计量输送装置。该装置采用全数字交流伺服电机驱动转子式容积泵 ,提出了基于输入转矩控制的新的控制策略 ,实现了气体的等压或等质量流量控制 ,并具有运行参数的网络传输功能和远程监控功能。该装置可作为石油化工、生物制药、新材料制备等产业所需的气体计量输送及流量控制装置     

风机盘管占空比模糊控制试验研究

提出了一类风机盘管节能控制的新方法,将占空比的概念引入风机盘管电动水阀的控制中,在特定的控制周期内充分利用水阀关闭状态下风机盘管的冷却除湿（或供热）能力,利用Mamdani模糊规则与作用模糊子集推理方法,根据室温偏差与偏差变化确定水阀占空比与风机档位。试验结果表明,风机盘管占空比模糊控制方法较传统控制方法的节能量高于30%,同时可达到更好的室温控制效果。     

颗粒浓度对空泡阻力系数的影响

运用网格模型理论推导了低雷诺数、有颗粒浓度情况下空泡阻力系数的公式；由简单的相似原则和混合运动粘性系数概念，对单个空泡阻力系数进行修正，给出了大雷诺数范围内空泡阻力系数的公式。