新型20m桥梁检测车的行走支腿结构接触有限元分析

针对所设计的新型20m桥梁检测车的两对行走支腿结构,利用Pro/E软件建立了箱式结构的实体模型,采用有限元软件ANSYS定义了轴与轴套、耳板和液压油缸的4个接触对,并进行了接触非线性分析求解。有限元分析结果表明,所设计的箱式焊接支腿结构的应力在设计允许范围内,具有足够的强度来承受桥梁检测车整车质量。接触有限元分析为校核支腿结构强度提供了重要的理论方法,为桥梁检测车的结构设计与实际生产提供了理论依据与技术支持。     

巷道临时支护支架推移油缸液压同步系统设计

针对巷道临时支护支架的推移油缸在工作面工作过程中承受的偏载,设计了负载敏感系统与同步阀相结合的液压同步系统,使得推移油缸在承受偏载下也能达到较高的位移同步精度;使用AMESim仿真软件对该液压同步系统进行了建模和仿真分析,得到推移油缸的位移同步精度为0.68%;搭建了推移油缸液压同步系统的试验台,在推移油缸承受偏载下对液压同步系统进行了试验研究和分析,得到该系统推移油缸位移同步精度为1.32%,满足1.5%以内的设计目标。研究结果表明:负载敏感系统结合同步阀能在油缸承受偏载时抑制压力和流量的波动,保证流量不变,使得油缸同步运行,同时具有调速方便和节能的优点。     

大型钢包铁包（铁水罐）耳轴的分析

阐述了钢包和铁水罐耳轴的设计思路。从设计的角度出发,对耳轴的结构特点进行了介绍,并就其材质的选择和强度的计算进行了综合分析。     

综采工作面刮板输送机推移梁结构分析

针对目前国内综采工作面输送机推移梁结构形式多样,使用过程中推移梁强度不足或设计不合理等问题,通过分析整理现有输送机推移梁结构形式,并利用有限元仿真分析比较各种推移梁强度,找出了最优结构。     

MG400/940-WD型采煤机调高油缸的优化设计

通过对MG400/940采煤机原调高油缸结构进行研究分析,结合矿井生产现场和使用人员反馈的信息情况,针对使用过程中调高油缸存在的缺陷,对MG400/940采煤机原调高油缸的结构进行了优化设计。     

托圈耳轴的焊接工艺分析

焊接结构的托圈耳轴既能保证强度,又能简化结构,降低设备重量,同时为耳轴内多路冷却水和底吹气管路的设置提供了很好的条件。比铸造耳轴块插装耳轴的结构简单很多,成本也大大降低。本文就根据这种特殊的焊接结构进行分析,介绍一些成功的焊接经验。     

液压油缸结构改进技术探讨

介绍了液压油缸的结构特点,分析了一般液压油缸的结构改进应注意的要点,最后以推移千斤顶的改进为例,详细介绍了液压油缸改进技术的具体流程。     

缸体的设计与研究

在设计油缸的结构尺寸和选材及强度的问题上有些见解不同。在确定了油缸公称压力、液体工作压力和各部分结构形式之后就可以对油缸零件进行强度设计和计算 ,确定其他有关尺寸。根据我们的多年的实践与设计的研究认为 ,由于受力条件不同 ,通常分三段进行计算 ,即中段强度计算、缸底强度计算、缸口支承台肩处的计算。     

精密定位胀销的设计研究

定位胀销结构形式简单,用于油缸两端铰耳、连杆两端铰耳等旋转铰接部位,实现无间隙紧密定位,可靠性高。文中对定位胀销的结构原理进行了详细分析。利用Ansys workbench对定位胀销的强度进行了非线性静态结构分析。     

刮板输送机自动伸缩机尾的研究

首先,针对伸缩机尾的工作原理和伸缩机尾架伸缩行程和伸缩机构推移力进行了研究,然后针对上翼板磨损严重导致后期维修困难、油缸护罩容易脱落的问题,对伸缩机尾的结构改进进行研究：活动压链块代替活动上翼板,改变油缸护罩的结构。结果表明,活动压链块易更换,极大地提高了后期的维护效率;使用新的油缸护罩结构,极大地提高了油缸的寿命。     

可控度/可观度在智能结构热压电致动器/传感器配置中的应用

研究智能结构中热压电致动器/传感器配置的优化问题。提出了热压电介质的动态控制方程。提出目标函数来评价系统可控度、可观度以优化致动器/传感器的放置,用具体算例讨论了热压电致动器/传感器的位置和数目对系统可控度、可观度的影响,由此得到了有关致动器/传感器配置的结论。     

用于超精密隔振的稀土超磁致伸缩致动器设计

介绍了超精密隔振平台的结构和振动控制原理 ,设计了稀土超磁致伸缩致动器作为驱动装置 ,并阐明致动器的结构和工作原理 ;分析了致动器工作磁场的组成及线圈轴向磁场的分布情况 ;研究了致动器振动控制的频率特性。实验表明所设计的稀土超磁致伸缩致动器具有良好的振动控制效果。     

基于多目标遗传算法的高频磁致伸缩换能器优化设计

磁致伸缩换能器在高频激励下存在铁心涡流损耗大、磁场分布不均匀、电磁转化效率低等问题,需要从换能器本体优化设计方面寻求解决。首先对换能器的线圈高度和磁轭回路结构进行仿真分析以初步确定磁路结构;然后基于非支配排序遗传算法对换能器提出了一个整体的多目标优化设计模型,该模型以增大磁致伸缩棒内磁场强度、提高棒内的磁场分布均匀度和减少换能器高频损耗为优化目标,引入规范化排序和熵权法对该优化方法得到的Pareto前沿解进行决策支持,筛选一组最优设计方案;最后对该最优解进行仿真分析,磁场分布和数值计算结果验证了该优化方法的有效性,根据优化结果制作了一台换能器样机,样机输出特性的测试结果表明了优化设计方法的可行性。     

超磁致伸缩谐波电机致动器设计方法与特性研究

针对普通谐波齿轮传动需由电机经波发生器输入运动和动力,空间利用率低、惯性大、高速响应差的问题,提出一种由超磁致伸缩材料驱动的有源谐波电机。致动器作为谐波电机动力源及换能装置,对其磁场强度、均匀性、漏磁及空间限制等均有严格要求,据此提出分段内置式永磁结构布局,充分利用空间并改善均匀性;通过对偏置磁场和驱动磁场强度及均匀性影响因素研究,优化致动器参数;随后利用有限元法建立致动器模型并对磁场特性仿真分析;根据优化结构研制出超磁致伸缩谐波电机致动器样机,并对其输出特性试验研究。理论分析与试验结果表明,分段内置式永磁结构漏磁极小,所提出的设计理论和方法,保证了磁场强度和均匀性的同时也保证了致动器工作在准线性范围内,输出规律符合啮合要求,易于实现精准控制,为超磁致伸缩谐波电机走向实际应用奠定了基础。     

一种电磁式集群磁流变电磁铁的结构设计及优化

合理的磁路结构及均匀的磁场强度是影响磁流变抛光效果的关键因素,基于电磁铁的特性并结合实验室提出的集群磁流变技术,设计了一种电磁式集群磁流变电磁铁。详细分析了集群磁流变电磁铁的结构设计,通过Ansoft有限元仿真对磁指长度、集群点阵的结构、集群点阵的间隙和集群点阵的深度进行仿真及优化。优化结果显示:磁指长度l=26mm,磁场区域可以实现由线域到面域;集群点阵为方形下凹,磁极表面磁场强度较大;集群点阵间隙为1mm、深度为2mm时,磁极表面可以获得比较均匀的面域磁场。     

阀用超磁致伸缩致动器偏置磁场分布结构设计

在液压阀工作空间环境限制的条件下,设计了一种体积精小、结构紧凑的阀用超磁致伸缩致动器。针对该种致动器内部偏置磁场强度均匀性较差的问题,利用有限元仿真方法对其偏置磁场分布结构进行了分析及设计,通过引入磁场不均匀度及平均磁场强度两性能指标对偏置磁场分布结构进行区别,同时结合实际情况,确定了最佳偏磁分布结构为超磁致伸缩棒段数n=3时;制作了阀用超磁致伸缩致动器试验样机,并对样机磁场强度进行了测试。实验结果表明,超磁致伸缩棒表面的磁场分布与仿真结果具有相同的变化趋势,其磁场不均匀度约为22.7%,说明所设计偏置磁场结构是合理的,该研究对于液压阀件的设计具有一定意义。     

基于差动轮系的变刚度执行器及变刚度柔性手爪

结合差动轮系和杠杆原理设计了一种调刚范围从0～+∞的变刚度执行器,并完成了其结构优化设计和调刚能耗优化设计。该变刚度执行器具有变刚度范围大,调刚能耗需求低,占用空间小,易控制,响应速度快,可靠性强,技术实现可行性高等优点,具有一定的实际应用意义。在此基础上设计了一款欠驱动变刚度柔性手爪,将变刚度执行器作为手爪关节的驱动单元,通过调节变刚度执行器的刚度来改变手爪的刚度。最后,搭建了变刚度柔性手爪的硬件平台,对变刚度执行器进行了刚度测量,验证了所设计的变刚度执行器在进行刚度调节上的可行性。进行了变刚度柔性手爪的力控制实验,成功实现了对柔软物体的抓取。对变刚度柔性手爪的单指进行了性能分析,并验证了手指刚度与变刚度执行器刚度呈正相关关系,完成了变刚度柔性手爪性能实验验证。     

热压电仿生热鲁棒结构的致动器最优配置

研究热压电仿生热鲁棒结构中的致动器放置优化问题。为找到热压电致动器的最优放置,提出了热压电介质的主导方程,讨论了各耦合因素对仿生热鲁棒结构控制的影响及致动器的工作机理。提出目标函数来评价系统可控性以优化致动器的放置,并讨论了致动器放置与系统可控性间的关系。基于致动器优化放置的分析结果,确定仿生热鲁棒结构中致动器优化放置的准则。因而,仿生热鲁棒结构的最佳致动器配置能从可能的致动器配置中得到,使系统具有最佳的热鲁棒性和控制效率。     

舰载铸铝密闭机柜优化分析

刚强度/重量比最优是舰载铸铝密闭机柜的设计目标。为满足设计要求,对机柜进行了结构优化分析。采用拓扑优化方法确定了机柜加强筋布局;通过手工优化和有限元刚强度分析计算,确定了加强筋截面参数、板厚等具体设计参数。结果表明该机柜动态特性可满足设计要求。     

压电旋转驱动器制作及性能测试

提出了通过控制正压力来改变摩擦力的方案,进而研制了一种以压电叠堆为动力转换元件的新型压电旋转驱动器。采用两个驱动用压电叠堆对称布置的方式设计了该旋转驱动器结构,探讨了旋转驱动器运动机理,制作了压电旋转驱动器试验样机并对其进行了试验测试。试验结果表明,该驱动器输出步长线性度较好,当驱动电压为10 V、频率为2 Hz时,驱动器旋转步长为20 μrad。分析了驱动器输出稳定性,针对存在的问题提出通过施加控制系统来有效提高不同起始位置驱动器的运动稳定性。对试验结果进行误差分析,找出了产生误差的原因,为驱动器的进一步优化设计提供了参考。研究证明了该压电旋转驱动器设计方法的可行性,利用该方法可以制作出结构简单,体积小,适合在微驱动领域中应用的驱动器。