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。     

三稳态压电能量采集器的动态特性与实验

为了探究三稳态压电振动能量采集器的动力学特性,以磁-机-压电耦合型三稳态压电振动能量采集器(tristable piezoelectric vibration energy harvester,简称TPVEH)为研究对象,利用磁荷法、力平衡和基尔霍夫定律分别建立了采集器末端磁铁与外部磁铁之间的非线性磁力模型和系统集总参数动力学模型。仿真分析了磁铁间距、激励加速度幅值和频率等参数对采集器动力学特性和采集电压的影响。研制了三稳态压电振动能量采集器原理样机,搭建了实验测试平台,实验验证了仿真结果的正确性。研究结果表明,随着激励加速度幅值增大,能量采集器依次经历单稳态、双稳态和三稳态3种运动状态,且三稳态运动时的工作频带和输出性能(位移、速度和采集电压)比双稳态和单稳态时要高。     

基于旋翼负压混合吸附的爬壁清洗机器人系统动力学性能研究

针对爬壁清洗机器人越障时,负压装置的吸附力下降导致吸附不稳定的问题,设计了一种旋翼负压混合吸附工作的多边形履带清洗机器人,并对爬行稳定性及越障性能进行了动力学分析。首先根据机器人爬壁的运动原理,建立机器人沿玻璃幕墙上的动力学模型,计算出电机理论驱动力矩;其次分析机器人在跨越障碍过程中的运动模型,结合与壁面接触的实际受力状态,对越障过程中关键阶段的本体倾翻、滑移两种失效形式进行运动学和动力学分析;然后根据玻璃幕墙实际的障碍高度,确定多边形履带的参数和理论驱动力矩的大小,并研制了实验样机进行爬行和越障试验,结果表明所设计的机器人具有良好的越障性能。     

6-DOF双臂机器人轨迹规划与动力学仿真

以6-DOF双臂机器人为研究对象,利用MATLAB建立D-H模型,对运动轨迹分别进行七次多项式插值和5次B样条插值,最后通过Adams建立机械臂虚拟样机,对其进行动力学仿真。仿真结果表明B样条曲线插值法对运动轨迹插值有较好地适应性,为机械臂运动控制问题研究提供了必要的理论基础。     

矿用电机车制动系统制动性能的仿真分析

针对当前矿用电机车运输性能未充分发挥其功能的问题,以X矿电机车为例,建立制动系统的数学模型和机械模型,对其空载、满载上坡、满载水平以及满载下坡时三挡、二挡运行工况下的制动杆性能进行仿真分析,为该矿电机车制动系统的优化提供方向和理论基础。     

基于加气混凝土改良的混合基质对水中磷酸盐的吸附特性

考虑采用具有磷吸附能力的基质构建人工湿地,以吸附性能和出水pH等应用条件优化为前提,选择5种常见材料进行静态吸附试验,研究它们对磷的吸附能力。将不同特性的材料按照不同比例构建混合基质,筛选除磷效果最佳的混合基质,研究其对水中磷的等温吸附特征,考察温度、初始浓度、基质粒径3个因素对混合基质吸附除磷的影响,并进行动力学分析。试验设计条件下,以出水pH值8.5为优化目标,加气混凝土、陶粒、砾石按质量比3∶1∶1制得的混合基质ACG311对水中磷的去除效果最佳;对该比例混合基质进一步研究发现,ACG311对磷的等温吸附特征更符合Langmuir等温模型,最大吸附容量为3.015 7 mg/g;温度、初始浓度以及粒径对ACG311混合基质的吸附动力学过程有影响;准二级动力学模型可较准确地描述该混合基质对磷的吸附动力学特性。     

矿用钻机机电液耦合的动力学仿真分析

基于Simulink软件建立全液压钻机机电液耦合动力学仿真模型,以负载敏感比例换向阀电流及负载大小为输出,对主轴的输出转速的相应曲线进行仿真分析,得出该钻机在无负载和50 N·m负载情况下主轴的输出转速,为指导钻机的实际应用提供理论支撑。     

达托霉素在大孔吸附树脂上的吸附性能研究

通过研究大孔树脂对达托霉素的吸附行为,为工业化分离达托霉素提供一定的理论指导。采用静态吸附实验,研究不同大孔树脂对达托霉素的吸附能力;选用较优吸附树脂考察其对达托霉素的吸附热力学及动力学特性。D4020树脂吸附能力优于其他6种大孔树脂,平衡吸附量达33.9 mg/g;Langmuir模型、Dubinin-Radushkevich模型和Sips模型都能较好地模拟其等温吸附过程;吸附焓变Δ■0、吸附自由能Δ■0、吸附熵变Δ■0,且温度升高对吸附不利,吸附过程为自发的放热反应过程;大孔树脂对达托霉素的吸附在4 h后达到平衡,吸附过程符合准二级动力学方程。D4020大孔树脂可用于吸附达托霉素;热力学和动力学研究结果为分离达托霉素提供理论指导和科学依据。