Quantitative Measurements of the Critical Impeller Speed for Solid‐Liquid Suspensions

A quantitative methodology for particle suspension assessment is presented. A new parameter, f_mov/tot, the ratio of the mean number of moving particles to the total number of particles, is introduced to evaluate the minimum speed required to just suspend solids. This approach is tested to investigate the impact of impeller clearance on the minimum impeller speed, N_js, in a vessel when using a radial flow Rushton turbine. Flow patterns and power numbers obtained experimentally and computationally support the suspension findings. Image analysis is an appropriate method for determining N_js. Lowering the impeller clearance reduces the speed required for particle suspension with a change of flow pattern from a radial discharge with two loops to a single loop scouring the vessel base. The power number also falls markedly at the two‐to‐one loop transition as does the strain rate near the base.     

Dynamics Response and Non-linear Characteristics Analysis of Complex Planar 2-DOF Mechanism with Revolute Clearances

二自由度含回转间隙九杆机构的动力学响应及非线性特性分析

陈修龙 潘鹏

（山东科技大学 机械电子工程学院,山东 青岛,266590）

创新点说明：

现有研究主要集中在单间隙的单自由度机构上,而考虑多间隙多自由度的机构研究较少,本文以含双间隙具有两个自由度的新型九杆机构为对象,该机构中的三角板处于摆杆位置,其承载能力较大,可作为多连杆压力机的主体机构,对此机构进行了系统的动态响应研究,分析了机构在不同间隙位置、间隙值和间隙数下的动态响应;当前针对机构混沌现象的研究较少,本文也着重研究了转动副间隙处的混沌现象,分析了其非线性特性,并利用相图和庞加莱映射图对其混沌现象进行了识别,给出了不同间隙值和驱动速度下的分岔图。

研究目的：

由于制造、装配误差和磨损等原因,机构中必然存在间隙,降低了机构的使用寿命和工作精度,对平面机构的动态响应有很大影响。通过本文研究可较准确地预测含间隙九杆机构的动力学特性,为机构的间隙设计、混沌控制和可靠性设计奠定基础。

研究方法：

首先,采用L-N模型建立了机构的法向接触力模型,利用改进的库仑摩擦模型建立了机构的切向摩擦模型,利用拉格朗日方程建立了多间隙平面机构的动力学方程。然后,利用MATLAB软件分析了含多间隙九杆机构在不同间隙数、不同间隙值和不同位置下的动力学特性。最后,利用庞加莱映射和分岔图研究了机构在不同间隙值和不同驱动速度下的非线性动力学特性。

研究结果：

随着间隙值的增大,含多间隙九杆机构的动态响应峰值和振动频率增大,间隙处的轴心轨迹变得更加混乱,机构的输出精度降低。随着间隙数的增加,机构的动态响应峰值和振动频率增大,输出精度降低。随着间隙值的增大,机构的运动由周期状态变为混沌状态。随着驱动速度的增大,机构的混沌现象更加明显。

结论：

1）采用L-N模型建立机构的法向接触力模型,利用改进的库仑摩擦模型建立机构的切向摩擦模型。通过拉格朗日乘子法,建立了改进的动力学模型。

2）分析不同间隙位置、间隙值和间隙数对机构动态响应的影响。不同位置间隙对机构动态响应的影响不同。随着间隙值的增大,机构的动态响应峰值和振动频率增大,间隙处的轴轨迹变得更加混乱,机构的输出精度降低。随着间隙数的增加,机构的动态响应峰值和振动频率增大,输出精度降低。其为机构间隙的选择和设计提供了可靠的依据。

3） 研究不同间隙和驱动速度对间隙接头处非线性特性的影响。利用相图和庞加莱映射图分析机构中的混沌现象,得到不同间隙值和不同驱动速度下的分岔图。结果表明,随着间隙值的增大,机构的运动由周期状态变为混沌状态。合理的间隙值有利于机构的稳定。随着驱动速度的提高,机构的混沌现象更加明显。因此,适当降低驱动速度也有利于提高机构的稳定性。

关键词：平面连杆机构;转动间隙;动态响应;非线性特性;混沌现象

     

机械不平衡及轴瓦间隙对水轮机运行稳定性的影响分析

机械不平衡及间隙过大等问题是水力机械不平衡的主要原因,通过对45 MW轴流转桨式水轮机进行稳定性试验,包括空载、变转速以及变负荷试验,并对监测到的振动和摆度数据进行频谱分析以及主轴轴心轨迹分析,发现机组同时存在转子质量不平衡问题及间隙过大问题。为降低机组振动及摆度幅值,通过键相位法快速确定机组的质量不平衡点,并进行配重;又根据轴心轨迹特性逐步调整上导及水导间隙。通过三次配重试验,最终确定配重质量为36 kg,结合轴瓦间隙调整,上机架、顶盖等部位的振动幅值以及上导和水导的摆度幅值均有效降低至安全运行范围,提高了机组的运行稳定性。通过试验,验证了联合分析振摆特性和轴心轨迹对于综合判断机组多重因素引起振动问题的有效性,介绍了剔除干扰因素并确定直接影响因素的试验和分析方法,能够有效降低试验次数,快速确定故障原因,并提高故障诊断的准确率。     

平面机械系统运动学的分析方法

本文介绍一种机械系统运动学分析的通用方法。文中根据多刚体系统运动学的原理,建立了受约束机械系统的运动约束方程、速度方程及加速度方程,还详细推导了以铰接副及滑动副连接的两邻接刚体的雅可比矩阵和加速度方程右边项,以求进一步说明本方法。文后还给出了实例。     

论TNV电路的防触电要求

TNV电路会通过空气间隙、绝缘表面爬电距离和接触电流等方面对人体和公共信息网路传递危险能量。文章将从传递危险的电能流通渠道来分析TNV电路的设计要求以及相应的解决方法。     

论液晶电视机在音视频安规认证中的注意事项及改进方法

在液晶电视机的型式试验中经常遇到产品不符合标准要求的问题,这些问题会对用户的人身安全造成侵害。针对液晶电视机安规认证中常见的发热、防触电结构、接触电流和拔出插头放电量试验、电气间隙和爬电距离以及防火等问题,文章对标准进行深入解读并探讨相应的解决方案。     

Revolute manipulator workspace optimization using a modified bacteria foraging algorithm: A comparative study

Robotic manipulators with three-revolute (3R) motions to attain desired positional configurations are very common in industrial robots. The capability of these robots depends largely on the workspace of the manipulator in addition to other parameters. In this study, an evolutionary optimization algorithm based on the foraging behaviour of the Escherichia coli bacteria present in the human intestine is utilized to optimize the workspace volume of a 3R manipulator. The new optimization method is modified from the original algorithm for faster convergence. This method is also useful for optimization problems in a highly constrained environment, such as robot workspace optimization. The new approach for workspace optimization of 3R manipulators is tested using three cases. The test results are compared with standard results available using other optimization algorithms, i.e. the differential evolution algorithm, the genetic algorithm and the particle swarm optimization algorithm. The present method is found to be superior to the other methods in terms of computational efficiency.     

板坯调宽过程机构动态特性分析

基于接触动力学的理论,利用数值模拟的手段建立了调宽机含间隙的动力学数学模型,采用定步长四阶Runge-Kutta数值积分的方法,详细研究了运动副内间隙对接触力的影响规律。研究结果表明,调宽机在空载和工作两种状态下,同步机构各构件间的运动副内接触力变化不大,侧压机构主要承受了板坯变形产生的轧制力。该研究成果对于调宽机内部运动副间隙的在线控制和关键构件的受力分析,提供了精确的边界条件,同时对于改善调宽机的动态特性和其后期的改造,具有重要的参考价值。     

弹管间隙对火箭炮初始挠动影响的仿真分析

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磁力泵隔离套充液拉深成形模拟分析

运用板料成形有限元软件,对磁力泵隔离套零件的充液拉深成形过程进行模拟,获得成形后的零件成形极限图(FLD)和侧壁厚度分布图,研究了在确定的压边力、凹凸模圆角半径和摩擦系数下,液室压力、压边间隙对零件成形质量的影响规律。研究表明,当液室压力为40 MPa时,侧壁厚度分布范围在0.932~1.027 mm之间;压边间隙为1.08 mm时,零件的侧壁厚度最大减薄率为8.8%;通过控制液室压力为40 MPa、压边间隙为1.08 mm时,试验件壁厚均匀、减薄率低,获得较佳的成形效果,试验结果也进一步验证了结论的有效性。