多晶硅铸锭炉隔热屏的优化及数值模拟

为了降低多晶硅铸锭生产过程中的能耗损失,提高铸锭炉热场使用寿命,对某450型多晶硅铸锭炉热场隔热屏结构进行优化,设计了金属钼屏和非金属石墨碳毡复合隔热屏。通过有限元ANSYS软件对隔热屏优化前后铸锭炉模型铸锭过程分别进行数值模拟计算,分析铸锭过程中隔热屏温度分布,发现优化后铸锭炉中隔热屏厚度方向温度梯度增大,隔热屏外侧温度降低。将数值计算结果应用于实际生产中,缩短了铸锭生产周期,有利于降低能耗,提高生产效率。     

多晶硅铸锭炉热场结构的优化及数值模拟

为了提高多晶硅铸锭炉生产效率,在450 kg铸锭炉炉体不变的基础上,利用有限元方法对其热场结构进行优化,使坩埚装料量达到550 kg。对优化后热场模型进行数值计算,550 kg硅料完全熔化需要19.3 h,每小时可熔化硅料28.5 kg。通过对计算结果分析,确定优化后热场可以使硅料完全熔化,且单位质量硅料熔化时间减少,提高了铸锭炉生产效率。     

有源先导级控制的电液比例流量阀特性研究

针对现有技术采用压差补偿器或插装式流量传感器控制流量,会降低阀的通流能力,增加系统的功率损失和发热;大流量场合只能通过阀开口面积间接控制流量,受负载变化影响控制精度低;低工作压力范围可控性差、动态响应慢;大通径采用三级结构,构造复杂等问题,提出用小功率伺服电动机驱动小排量液压泵/马达(有源)、结合液压晶体管(Valvistor),构造新的低能耗、高可控的电液比例流量阀。该方法可扩大阀的流量控制范围,提高阀在低压时的动态响应。建立阀的静态数学模型,分析获得影响阀负载流量特性最主要的因素是反馈节流槽预开口量大小;进一步建立阀的动态数学模型,获得主阀芯稳定条件。根据阀的结构组成,建立阀的仿真模型,仿真分析主阀各参数对主阀性能的影响。结果表明,反馈节流槽预开口量越小,主阀负载流量特性越好;主阀口压降越大,主阀芯响应越快;但由动态数学模型可知主阀口压降太大且先导流量较小时,阀的稳定性也会降低。研究也表明,在保证主阀良好的动态特性前提下,可通过使先导泵/马达转速随负载压力变化,实现对阀的流量补偿,从而改善阀的负载流量特性。     

球面手腕康复机构逆运动学解新方法及应用

针对球面手腕康复机器人的末端执行机构——共轴3RRR球面并联机构(CSPM)存在逆运动学解不完整性或无解析解的问题，提出基于欧拉角的逆运动学分步求解方法.根据共轴球面并联机构的特性，可以将CSPM姿态欧拉角分解为绕Z轴和绕X、Y轴旋转的2个子姿态，求解绕X、Y轴旋转子姿态逆运动学解的集合.选取每个关节逆运动学解集合中的较小值，与绕Z轴旋转的角度相加作为CSPM逆运动学解，利用CSPM正运动学验证了所提方法的正确性.在真实手腕运动范围的基础上，以无连杆碰撞点和无奇异位形为约束条件，使用所提方法求解手腕康复装置的实际姿态空间.在实际的姿态空间内，将提出的逆运动学求解方法与单位四元数相互转换，将单位四元数插补应用于CSPM运动规划中，理论计算结果与试验结果均为光滑的轨迹曲线，两者误差的最大值不超过2.5°.     

基于蓄能器的动臂势能回收系统仿真研究

液压挖掘机一直以来都存在能量利用率不高的问题,在动臂下降过程中,动臂势能大部分通过液压系统转换成热能浪费掉。研究了一种以蓄能器为储能元件的动臂势能回收系统,分析了其工作原理,建立了挖掘机工作装置的Simulation X多体动力学仿真模型进行仿真研究,并讨论了蓄能器参数对能量回收效果的影响。仿真结果表明,该系统能够实现动臂势能回收,达到了较好的节能效果。     

软硬件冗余矿井提升机恒减速制动系统研制

安全制动系统是提升设备的最后一道安全保障措施,其对提升机运行的安全性和可靠性具有重要意义。针对目前恒减速制动系统存在的不足之处,提出了一种基于软硬件冗余的恒减速制动系统改进方案。为了提高系统安全性和可靠性,在回路中采用了冗余热备用方法,使备用回路能够实时同步地替换故障回路。空载实验结果表明：该方案是可行的;由于受非线性、时变和延迟等因素影响,制动初期速度误差略大于制动末期误差。     

基于压差-位移校正的两级插装式比例调速阀特性研究

传统调速阀是在节流阀基础上串联定差减压阀或是并联溢流阀构成,其存在节流损失大、流量控制精度易受负载干扰、结构尺寸大等不足。针对以上问题,提出一种基于压差-位移校正的两级插装式比例调速阀,通过传感器反馈的主级压差计算出主阀芯位移,并与反馈位移做闭环PI控制以达到控制流量的目的。通过分析插装阀工作原理及数学模型建立流量控制器,在Simulation X中建立该阀仿真模型。仿真结果验证了该阀的正确性与可行性,并表明该阀具有优越的静态控制精度和较好的静态负载特性,且其动态特性良好。     

4种来源大黄鱼营养成分的比较分析

目的 比较4个不同产地大黄鱼(福建宁德养殖、浙江温州养殖、浙江舟山养殖和舟山自然海域野生)的营养组成。方法 采用国标分析方法对4个产地大黄鱼背部肌肉中的一般营养成分(水分、灰分、粗蛋白和粗脂肪)、矿物元素、氨基酸和脂肪酸含量进行定量和差异比较分析。结果 4种产地大黄鱼肌肉中,水分、灰分和粗蛋白质含量无显著性差别(P＞0.05),野生大黄鱼脂肪含量明显最低(P＜0.05),福建宁德养殖大黄鱼脂肪含量显著性最高(P＜0.05)。舟山野生大黄鱼中Mg、K,Se,Asp,Glu,Lys,∑EAA,∑TAA,∑FAA和∑BAA均含量均显著高于其它3种产地(P<0.05),Zn含量最高且明显高于福建宁德与浙江温州两产地(P<0.05),而Cu含量明显低于温州和舟山养殖大黄鱼(P<0.05)。除温州养殖大黄鱼略低外,其它3个产地大黄鱼的∑EAA/∑TAA和∑EAA/∑NEAA分别在40.73%~41.13%和68.72%~69.80%,符合优质蛋白源条件。C16:0、C18:1n9c、C22:6n3和C20:5n3是大黄鱼肌肉中最为丰富的脂肪酸,福建宁德养殖大黄鱼中FA、SFA和UFA含量均显著高于其它3种产地,舟山野生大黄鱼中ΣPUFA/ΣUFA占比高达78.6%,特别是EPA和DHA的总含量明显高于养殖大黄鱼。结论 不同产地环境及养殖方式会导致大黄鱼的营养成分有所差异。野生大黄鱼在低脂肪、有益矿物元素、鲜味氨基酸和多不饱和脂肪酸含量上较养殖大黄鱼有明显优势,但养殖鱼类可以显著提高蛋白质及脂肪酸含量,均具有较高的食用与营养保健价值。     

单动力源驱动四配流窗口轴向柱塞马达特性分析

工程机械回转机构能量回收主要通过外接元件的方式进行,系统复杂。新型四配流窗口轴向柱塞马达提供了一种简化系统的解决方案,具有双进油口独立驱动柱塞马达的特点。对新型四配流窗口轴向柱塞马达在单动力源驱动工况下设置多种变量进行讨论,并分别分析马达柱塞腔压力-流量特性、油液脉动特点、马达输出轴扭矩转速变化规律和油口D加载工况下新型马达的各项特性。研究成果可以为项目样机试制、配流盘结构优化及样机在该工况下调试提供有效的理论支持。     

矿用提升机恒减速制动特性研究

矿井提升机是联系井下与地面的关键设备,其安全运行直接关乎煤矿工人的生命安全。目前主要通过恒减速制动系统改善提升机制动性能,从而提高安全性,为此利用仿真软件SimulationX对矿井提升机的恒减速制动特性进行研究。通过试验数据对恒减速制动系统中的伺服比例阀的仿真模型参数进行辨识,对钢丝绳模型的准确性进行分析,在此基础上建立恒减速制动系统三维联合仿真模型,通过试验数据对仿真模型的准确性进行验证;通过积分分离PID控制算法改善制动初期的性能。研究结果表明该仿真模型是准确的,同时积分分离PID控制算法提高了制动初期的速度控制精度。