大型6061铝合金锥筒形件成形及组织与性能研究

借助Deform-3D成形模拟结合工程化实验,对复杂尺寸6061铝合金锥筒形件(内径、外径和高度分别为Φ500、Φ630和1752 mm)展开了撑拉成形工艺研究,对成形后的6061铝合金锥筒形件展开热处理强化研究,同时完成了金相组织分析、XRD衍射检测和室温拉伸实验。研究表明:6061铝合金锥筒形件的终成形凸模选用等距母线形锥形头,所受应力更加均匀,有效降低了构件成形应变不均匀指数(0.89)和设备所需载荷(24600 kN);热处理后,由于Fe融入到基体中,析出大量强化相Mg_2Si及MnAl_6,使得6061铝合金锥筒形件的力学性能大幅提升,其中,抗拉强度与屈服强度分别达到335.45和240 MPa,比热处理前有大幅度提高,断后伸长率为18%。     

温度对氩-甲烷体系气-液平衡性质影响的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法,探讨了氩-甲烷二元混合物体系气-液平衡性质与温度之间的关系。模拟结果表明,气、液相主体中氩组分的摩尔分数,均随着温度的升高而降低。随着温度增加,气-液界面厚度增大,气-液界面张力减小,组分氩的表面过剩吸附量降低,相对挥发度减小。饱和汽体逸度与其相对应压力之间的偏差,随着温度的增大而增大。温度对液氩活度系数的影响不大。     

平面并联机构工作空间的三维螺旋扫描CAD求解

针对平面并联机构无奇异位置工作空间求解困难、过程繁琐、计算量大等问题，提出了基于CAD求解平面并联机构工作空间的三维螺旋扫描方法。将[n]自由度平面并联机构分解成[n]条支链进行独立分析，得到每条支链下末端执行器的可达区域，再将所有支链可达区域取交集即为平面并联机构工作空间。应用SolidWorks软件建立平面并联机构模型，进行几何特征处理，通过自动求解器求解，将求解过程图形化，快速得到同轴布局5R机构和平面3-RPR并联机构的无奇异位置工作空间。通过同轴布局5R机构的运动学实验，验证了该求解方法的可行性。     

埋地管道泄漏内封堵装置设计与研究

针对流体输送埋地管道泄漏问题,设计了一种利用管道机器人携带封堵气囊进行快速应急封堵修复的埋地管道泄漏内封堵装置。采用矩阵变换方法建立了牵引系统驱动轮过弯方程,利用MATLAB软件对过弯方程进行了验证,同时利用ADAMS软件仿真分析过弯路径与驱动轮转角对牵引系统行走速度的影响。研究结果表明:由两个串联封堵器组成的应急封堵系统可满足复杂工况下的管道泄漏封堵要求;牵引系统驱动轮在弯管内部行走时,单轮速度呈周期性变化,但三个驱动轮整体周期运动特性一致;驱动轮转角在25°~40°时,牵引系统行走速度与驱动轮转角成正比,且转角为30°时驱动效果最好。该内封堵装置的结构设计可为管道泄漏应急封堵领域装备的研发提供重要参考。     

表面形貌对粗糙接触界面流体润滑特性的影响

为探究不同表面形貌对粗糙接触界面液体润滑特性的影响，基于有限差分法结合雷诺方程和膜厚方程，研究阶梯形貌、波纹形貌、随机形貌和峡谷形貌4种不同粗糙接触界面液体润滑时的载荷分布及规律。研究发现：4种粗糙表面的三维载荷分布规律都与其表面形貌相对应，在波“峰”处载荷大，摩擦力随载荷的增大而增大，在波“谷”载荷小，摩擦力随载荷减小而减小；4种粗糙表面的载荷随表面展开面积比的变化趋势却有所不同；随表面展开面积比的增大，阶梯形貌表面的载荷呈线性增大，波纹形貌表面的载荷基本不变，随机分布形貌表面的载荷呈增大趋势，峡谷形貌表面的载荷呈先增大后减小的变化趋势。研究结果可以进一步补充现有表面形貌表征和流体润滑等相关研究理论。     

双排行星齿轮系统频率耦合影响因素分析

针对双排行星齿轮动态响应中出现的频率耦合现象,利用Adams软件,对双排行星齿轮两种典型连接形式建立动力学仿真模型。将啮合力进行傅里叶分解并按照两排的齿频及其倍频合成。以两部分啮合力的幅值比例,研究连接刚度、转速与负载对双行星齿轮频率耦合影响规律,结果表明,对于串联形式的双排齿排连接,连接轴扭转刚度达到10~8N·mm(/°)及以上时,频率耦合影响比例稳定,当前排齿频影响比例始终高于耦合齿频影响比例;随转速升高,当前排齿频影响比例增大,而提高负载,当前排齿频影响比例减小,耦合频率影响比例与之相反;对于并联齿排负载与转速组合分析,在工作区间,两排中频率耦合影响比例表现形式类似,∑f_h减∑f_b正比于负载比减转速比;多排行星齿轮系统中,频率影响比例分布符合上述串联、并联齿排频率耦合规律,且并联齿排频率耦合情况较串联齿排严重。     

基于多尺度特征融合的供输弹早期故障诊断

对于供输弹系统早期故障信息易被湮没难以识别的问题,提出了基于多尺度特征融合的早期故障识别方法。首先通过变分模态分解(VMD)对振动信号进行分解得到不同时间尺度的分量信号,然后对各分量信号分别提取盒维数、信息熵特征,并进一步通过主分量分析(PCA)对上述两种特征进行融合,得到累计贡献率的前3个主分量组成的融合特征,最后通过概率神经网络PNN分别对上述三种特征进行分类比较,结果表明融合后的特征对供输弹系统3种工况有更高的正判率,对供输弹系统早期故障预兆更敏感,能对供输弹系统早期故障作出有效诊断。