基于尺度解析模拟的HC375液力变矩器的流场分析与特性预测

针对传统的一维束流研究方法无法描述大功率液力变矩器工作腔内复杂的时变瞬态湍流的流动状态,采用多物理场耦合方法构建了一种介质流动与传热的动态耦合数值模型,并给出了液力变矩器瞬态仿真设计方法.通过定性和定量分析液力变矩器内部的流动结构发现,动态混合模型(Dynamic hybrid RANS - LES, DHRL)中的SBES(Stress -blended eddy simulation)方法能够充分识别工作腔内边界层的流动状态,可实现对多流域耦合复杂流动现象的精准捕捉.通过台架实验表明,采用DES模型和     

以人为主的U型装配线生产效率仿真

在有效模拟装配线上工人行为的基础上,利用仿真方法对装配线的运作提出了改善建议. 分析了U型装配线上工人行为的影响因素,根据对相关工人问卷调查的结果分析,分别对疲劳、失误和工作进度进行了建模研究;以模糊逻辑推理理论为基础,建立了工人的工作速度模型;应用此模型对某装配线进行了仿真研究,并提出多种改善建议,通过仿真分析,寻找较优改善方案. 仿真研究表明:通过改变工作序以及工作策略,并增加工人间的合作,能够有效地提高装配线的生产效率以及工人间的任务均衡率.     

同轴电射流打印实验研究

分别以光刻胶和硅油作为内、外液进行了同轴电射流打印实验,研究了关键工作参数对电射流形态及打印结果的影响,包括外液粘度、溶液流量以及施加在喷针上的电压。实验结果表明,同轴电射流形态受外液粘度影响较大,粘度越大,射流的聚焦效果越好;打印结果尺寸随着溶液流量的增大而增大;电压过小,液体无法形成射流,电压过大,液体会形成多股射流的不稳定状态。     

基于梯度搜索法的非线性结构可靠性分析方法

很多工程结构具有非线性特征强且功能函数为隐式的特点,以往方法难以精确、高效地分析其可靠性,为此提出一种基于梯度搜索法的强非线性结构可靠性灵敏度分析方法。根据工程结构的隐式功能函数,利用差分法计算初始抽样点附近的梯度信息;基于验算点梯度搜索法,获得与抽样点对应的距极限状态曲面距离最小的极限状态点,过该点依据Taylor展开法将极限状态曲面线性展开;在线性化的极限状态面上继续确定抽样点,并采用高次梯度搜索法继续寻找极限状态曲面上的对应点;经若干次迭代搜索,获得一组极限状态曲面附近的训练样本,在此基础上采用多项式函数、响应面函数等拟合极限状态方程,计算可靠度及可靠性灵敏度。研究结果表明,与重要抽样法、二次响应面法和经典验算点法比较,新方法具有计算精度高、抽样次数少的优点,适用于强非线性隐式结构的可靠性分析问题。     

生物流体驱动系统及其仿生

大自然一直启发着人类在工业上的成就,仿生学越来越多地应用于流体驱动技术。对拥有流体驱动系统的生物相关研究进行了介绍,并总结了利用流体实现优美敏捷动作的机理。总结得出生物流体驱动系统的存在需要3个特征:动力源、腔体和工作介质。其中动力源类似于液压泵,腔体类似于液压缸,工作介质类似于液压油。对生物流体驱动系统的深入研究和探索,可以为解决流体驱动系统使用面临的挑战提供参考;并探讨了流体驱动系统仿生应用与未来发展的新思路,促进使用生物启发的方法,改善工程流体驱动系统。     

液力变矩器仿生叶片压降性能试验

为了提高液力变矩器的性能和效率,在改变叶轮和叶片常规参数的基础上,将仿生学技术融入到叶片设计和试验当中.首先介绍了仿生植物叶片表面和仿生动物皮肤表面设计叶片的思想,然后给出了仿生叶片的制造过程,最后利用研制的试验台对设计的仿生叶片进行了压降性能测试.试验表明,该仿生叶片的减阻特性优于光滑叶片,进而可减小液力变矩器的内部流动损失,提高液力变矩器的整体效率.该试验设计思路和实施过程还可为如何利用仿生学的思想解决工程实践中遇到的问题提供借鉴.     

桥荷分配对轮式滑移装载机行走系统性能的影响

为了确定轮式滑移装载机桥荷分配的合理范围,研究桥荷分配对轮式滑移装载机行走系统性能的影响,建立了整车的运动学动力学理论模型,分析了不同重心位置下整车的轮地接触特性;利用AMESim软件和Virtual Lab Motion多体动力学软件建立了相应的多物理场耦合仿真模型,分析了不同工况、不同桥荷分配下整车的行走系统性能,并通过实验验证了仿真模型的准确性。研究结果表明,桥荷分配对轮式滑移装载机直线行驶时前、后轮驱动力的分配、转向行驶时转向阻力的大小以及转向稳定性有较大影响;空载后桥承受全部载荷的70%～80%、满载前桥承受全部载荷的70%～80%是整车具有良好转向行驶性能的合理桥荷分配范围;准确的理论模型和仿真分析模型为今后整车重心位置的设计提供了可靠依据。     

轴向出流的单腔压电泵结构设计与性能研究

为提高压电泵的输出性能,设计了一种新型轴向出流的单腔有阀压电泵。泵体结构主要由3部分构成,即固定压电振子的上盖、带有腔体结构和被动截止阀的中间体及起压紧和密封作用的下盖。轴向出流的单腔压电泵的结构是将进口阀安装在圆柱形腔体的中心位置,保证进口管的轴线与压电振子垂直,出口阀安装在泵腔外,通过导流槽与泵腔连接,形成轴向进出流方式。将轴向出流的单腔压电泵和早期设计的侧向出流压电泵进行输出性能测试,试验发现,在低频工作阶段,侧向出流的单腔压电泵输出效果要略高于轴向出流,在高频工作阶段,后者要高于前者,而在整个40~400 Hz测试范围内,后者输出的液体压力都要高于前者。     

一种分析伺服进给系统动态误差的新方法

目前,五轴数控机床伺服进给系统的动态误差研究大多偏向定性分析,难以满足动态误差辨识的需要.针对此问题,这里提出了一种能够定量分析伺服进给系统动态误差的新方法--延时连续法.首先,建立五轴数控机床平动轴和转动轴以及伺服电机系统的数学模型,调节位置环、消除代数环后得到完整的单轴机电耦合模型;其次,利用偶极子相消的方法获得了系统动态误差受输入影响的传递函数简化表达式,然后通过仿真分析证明了化简后函数的准确性,基于此简化函数提出了分析五轴机床伺服进给系统动态误差的延时连续法,并给出了其数学定义及相关表达式;最后通过仿真实验和理论计算结果的对比验证了延时连续法的有效性.