一种基于反向泵送机制的唇形密封解析模型

旋转轴唇形密封应用广泛,泵送率和摩擦力矩是评价密封性能的主要依据。基于反向泵送机制,提出一种研究唇形密封性能的解析模型。基于静态力学特性有限元仿真和粗糙峰微单元流场分析,结合混合润滑模型计算结果,建立泵送率和摩擦力矩的计算公式,通过台架实验确定公式中的待定常数。采用解析公式计算其他唇形密封泵送率和摩擦力矩,计算结果与实验测量值、数值仿真结果具有很好的一致性。该解析模型计算简单,可以用于唇形密封的工程设计与分析。     

基于GLCT的磁悬浮轴承跌落过程中反向涡动轴轨迹瞬时频率提取

为了正确提取磁悬浮轴承跌落过程中发生反向涡动时轴轨迹的时频特征,本文引入了广义线性调频小波变换(GLCT)。为分析不同时频方法在信号时频特性分析的优缺点,分别采用了短时傅里叶变换、Wigner-Ville分布、GLCT和Hilbert transform对磁悬浮轴承跌落过程中反向涡动情况下轴系Y轴(竖直)方向上的位移信号进行了处理。结果显示,短时傅里叶变换因为分析窗不具备瞬时频率调频率的自适应性,时频聚焦性不理想,瞬时频率的计算精度易受其影响;Wigner-Ville分布中交叉项会混淆真实时频分布,也会带来计算误差;而Hilbert transform过分依赖信号光滑性,噪声影响较大;GLCT具备理想的时频聚焦性,易于获得正确的瞬时频率。这有利于后续重新悬浮控制程序的开展。     

水轮机叶片坑内修复机器人修磨方式研究

介绍了一款自主设计的可进行水轮机叶片坑内高效率修复的磁吸附爬壁式机器人.经过实验验证得出:普通铣削的切削力、冲击过大不能用于水轮机叶片坑内修复,但可以进一步研究高速铣削的应用可行性.磨削可用于坑内修复,进一步实验证明采用缓进深切磨削修磨焊缝时效率高,磨削力较小,满足机器人的设计承载要求,可用于水轮机叶片坑内修复.     

12/14磁悬浮开关磁阻电机悬浮系统解耦控制策略

12/14磁悬浮开关磁阻电机悬浮力位移刚度系数和电流刚度系数受转子位置动态耦合，具有非线性时变特征，严重影响悬浮系统运行鲁棒性。针对上述问题，该文提出基于耦合悬浮力调节器的悬浮系统控制策略。首先，基于有限元分析和麦克斯韦应力法，揭示悬浮力非线性时变规律，并建立完善的数学模型；进一步将该模型表征为位置解耦悬浮力模型和非线性时变耦合分量。其中，位置解耦悬浮力模型一方面作为悬浮系统的直接反馈模型，另一方面用于设计耦合悬浮力观测器，实时在线获取非线性时变耦合分量。所获取的耦合分量作为外部干扰前馈补偿至悬浮控制系统。最后，针对基于耦合悬浮力调节器以及控制系统的有效性开展仿真分析与实验验证，结果表明，所提控制方法可以有效地解决转子位置对悬浮系统的动态耦合，提升系统鲁棒性。     

重型磁悬浮转子跌落保护轴承失效机理

国家重点研发计划《高速精密悬浮轴承》对保护轴承跌落承载能力的要求是：转子质量不小于3000 kg,跌落转速不小于3000 r/min,抗跌落次数不小于10。基于此开展了对保护轴承设计研发及跌落失效机理的研究。提出了两种适用于跌落工况的陶瓷球混合保护轴承方案：满装球无保持架方案和非满装球带保持架方案。搭建了包含动力学、热学在内的转子跌落仿真模型,对不同方案跌落过程的受力和发热过程进行了仿真。将保护轴承安装到试验台架中进行测试,验证了仿真模型的有效性。在测试中发现无保持架保护轴承发生严重失效。对失效轴承的损伤情况进行观察和检测,发现由于滚动体间摩擦因数大,滚动体发生卡死现象,使滚动体与滚道、内圈与转子间发生持续干摩擦,造成内圈严重烧伤与磨损。     

微创钻骨系统切削参数对切削力与温度的影响

股骨头切削手术是一种常见的治疗股骨头坏死的手术方法,具有自动钻削,微创伤等特点的先进手术器械解决方案越来越多的代替传统人工方式,其中,钻头的优化设计和骨骼材料的切削特性的分析方法对该类器械设计方案具有理论和指导意义.研究了一种新型的用于切削手术的微创钻扩系统,在相关实验平台上,研究了机构中钻头的设计参数、轴向力和转速之间的关系,在此基础上建立对钻扩系统的机械设计中的参数设定和优化的实验与理论依据.     

一种划桨测力装置结构优化设计

为了提高划桨测力装置的检测精度,对其结构的关键几何参数进行了优化设计.由于划桨的结构、材料和制造工艺特殊性,特别是在加装测力装置后,划桨结构的力学特性复杂,传统的优化设计方法难以解决.应用有限元分析软件ANSYS,建立了划桨测力装置结构的参数化模型和优化计算的数学模型,对划桨测力装置的套筒结构关键几何参数进行了优化设计.结果表明,经优化设计的划桨测力装置套筒直径比原设计尺寸减少了4.9mm.并辅助以相关的物理实验,使优化结果比较可信.     

一种运动员腿部专项力量训练器的开发

训练器从负荷结构和运动形式上模拟滑冰等专项运动的用力特点,经过对20余名专业运动员的训练和检测实验,得到了一些表述专项化特征的数据.通过实验数据分析对该训练器训练与杠铃负重深蹲训练的专项化程度进行了对比.实验结果表明,该腿部力量训练器能够有效提高运动员腿部力量训练的专项化程度.