基于计算机控制的新型鸡精组分建模研究

以鲜鸡肉粉(富钙型)、味精、食盐、白砂糖、淀粉为主要原料,根据谷氨酸钠、呈味核苷酸二钠、总氮、水分含量的要求,利用计算机数学建模法计算出鸡精中各原料的组分。选出8组较优的方案制成鸡精,上述4种物质的含量与模型非常接近,其中第1组方案的营养价值和感官评价均最好,配方为鲜鸡肉粉14%、味精22%、食盐36%、白砂糖7%、淀粉5%。实验结果表明基于计算机控制的新型鸡精组分建模准确,具有指导意义。     

附加气室空气弹簧隔振的振动筛动力学建模与分析

附加气室空气弹簧在两个气室之间设有节流元件,可吸收振动的能量,具有良好的阻尼特性。作为一种新型隔振元件,附加气室空气弹簧能缩短振动筛过共振区时间,减小共振振幅及附加倾摆运动,提高振动筛运行的平稳性。分析振动筛二自由度动力学模型,并求解运动学微分方程,发现振动筛实际振动方向角不等于激振力作用方向角,振幅和抛掷指数也可用单自由度模型表征;利用热力学和流体力学理论建立附加气室空气弹簧的线性模型,得到其刚度阻尼的表达式,基于此,推导出附加气室空气弹簧的振动筛动力学模型,并建立运动学微分方程;搭建附加气室空气弹簧隔振系统和振动实验台,测试实验台的运动学参数;在MATLAB/Simulink环境下对所建动力学模型进行仿真研究,并与实验台测试结果进行了比较分析。结果表明:模型仿真振幅为5.321 mm,实验测试的稳态振幅为5.372 mm,二者误差仅为1%,具有较高的准确性。模型仿真结果显示:电机转速对振幅影响较小,对抛掷指数影响较大,随着电机转速由840 r/min增加到990 r/min时,振幅由4.549 mm降为4.427 mm,抛掷指数由3.6上升到4.9;改变隔振系统的初始气压可以调节振幅,当初始气压由0.1 MPa增加到0.6 MPa时,振幅由4.446 mm增加到6.159 mm;节流孔直径对振幅的影响不明显,当节流孔直径由2 mm增加到20 mm时,振幅由4.443 mm变为4.467 mm;通过改变电机转速和隔振系统初始气压组合,可以使试验台振幅在4.45～6.16 mm、抛掷指数在3.46～6.16内变化,实现对振动筛的调节。     

摆杆分度凸轮-行星齿轮复合机构的设计、建模与仿真

设计研究了一种新式分度凸轮-行星齿轮复合机构。其输入轴与输出轴同轴放置,输入轴与摆杆固连,摆杆与行星齿轮轴铰接,行星齿轮、两个摆臂以及行星齿轮轴固连。摆杆随输入轴转动,两个摆杆上的滚子分别与两个凸轮保持接触,接触点随摆杆转动不断变化,摆臂相对摆杆发生相对转动,带动与其相连的行星轮摆动。最终实现中心轮的间歇运动,即分度运动。定义了机构运动的工况参数,根据具体参数推导了凸轮的实际轮廓线方程,完成机构的三维建模与运动仿真,验证了设计建模过程的正确性。     

基于多尺度CSRBFs的地层三维地质建模

基于矿山多源数据实现地层三维地质建模是数字矿山研究中的一项重要工作，其成果有助于矿山资源评估、生产规划编制等工作的有序进行。采用插值方法对离散采样的非均匀点状数据进行处理，是精准构建矿体模型的关键。然而，矿体建模常用的插值方法在处理数据时，很少有效顾及数据的非均匀性。基于多尺度CSRBFs插值方法，提出了一种可以处理非均匀数据的地层三维建模技术。首先从多源数据中提取非均匀的地质离散点数据集。然后，使用多尺度CSRBFs插值构建地层表面模型，插值步骤包括：①样品点获取与单位法向量计算；②通过八叉树空间索引构建层次点集；③使用多尺度CSRBFs方法在样品点集上由粗到细逐层插值，计算地层表面隐式函数；④地层隐式曲面可视化。最后，使用提出的断层建模方法在连续地层表面构建正断层、逆断层和交叉断层模型。研究表明：多尺度CSRBFs（Multi-scale CSRBF， MsCSRBF）插值方法通过十折交叉验证获得的平均误差为0.943 m，精度优于反距离加权法（Inverse Distance Weighted， IDW）和普通克里金法（Ordinary Kriging， OK），且MsCSRBF方法相比于IDW和OK方法插值运算效率更高。上述分析表明：多尺度CSRBFs差值方法能够针对非均匀数据进行地层表面模型的高精度、快速重建。     

随车起重机伸缩臂截面多目标优化

为了提高某火箭炮弹药装填车随车起重机伸缩臂的结构刚度,减轻结构质量,建立了随车起重机伸缩臂参数化模型,并对伸缩臂在水平受载状态下进行仿真分析。以伸缩臂截面尺寸参数为设计变量,借助最优拉丁超立方试验设计建立样本空间,构造响应面多项式函数近似模型。在此基础上,利用NSGA-Ⅱ型遗传算法对伸缩臂自身重量、挠度进行多目标优化。优化结果表明:伸缩臂质量减轻了24.5%,减重效果明显。文中所采用的将参数化建模、有限元分析和数值寻优相结合的优化方法,可为起重机伸缩臂截面优化提供一定的参考。     

深埋矿体移动带三维圈定方法及应用

针对深埋矿山开采移动带二维圈定方法工作量大、精度低且难以满足日益增长的经济效益需求的问题，提出了一种深埋复杂矿体移动范围三维确定方法。结合沙岭金矿千米深井工程实例，在移动范围确定过程中，借助先进的3D建模技术获得三维矿山模型。该模型可以实现各类地质体的可视化，直观地展示其形态与产状，清晰地反映各构成因素间的相互关系。在3D模型中截取的特征剖面与经典移动带圈定岩移参数获取方法相结合，能轻松获得各特征剖面上的岩移参数值。通过给定的岩移参数值进而确定各特征剖面上的地表移动边界点，将各移动边界点连接即可实现矿山移动范围的圈定。研究结果表明，基于三维地质建模技术的移动带圈定方法合理可行，确定的纱岭金矿地表移动带能够兼顾安全生产与经济效益，为矿山生产开发奠定了有益基础，为类似矿山提供了有益借鉴。