河鲀背部形貌曲面拟合及数学建模

为研究洄游鱼类河鲀的减阻机理,构建了河鲀背部曲面的几何模型和数学模型及其转换关系。利用三维扫描和NURBS曲面建模技术,获得河鲀的整体几何模型。构造出河鲀背部纵向中间面的轮廓曲线及其曲率拐点,截取相应的横向轮廓线进行曲率半径拐点分析,依此将河鲀背部曲面划分成主区和侧区两部分。经曲面拟合、建模、合并和光顺等操作,获得精确的河鲀背部曲面的数学和几何模型,主、侧区曲面评估判定系数R~2分别为0.985和0.843。结果表明:特征化分区显著提高了河鲀背部曲面的数学建模精度,且点云数据asc文件简化了曲面拟合流程。     

基于过盈配合的曲轴减振器接触特性分析

为深入分析圆锥过盈配合连接性能,以某柴油机曲轴减振器圆锥过盈配合连接为例,建立圆锥过盈配合理论模型,推导出圆锥过盈配合的结合直径表达式,得出圆锥过盈配合扭矩传递与接触压力计算公式。利用ANSYS软件模拟曲轴和主轮毂的过盈配合,针对不同过盈量、摩擦因数和转速,分析曲轴和主轮毂过盈配合接触面间接触压力分布情况。结果表明,过盈量和转速对接触压力影响明显。曲轴静止时,过盈量与接触压力呈线性关系,摩擦因数对接触压力分布影响较小。     

面向多学科优化的柴油机本体建模与应用

为解决柴油机产品多学科设计优化过程中的信息模型语义简单、信息无法继承与共享等问题,提出了面向多学科优化过程的柴油机本体模型建模方法。设计了柴油机本体和多学科设计优化本体的顶层结构模型,对建模对象的语义关系进行了分析,针对该模型的多域大结构特点,提出基于Tableau的一致性检查算法。为实现从企业产品数据库到所提模型之间的映射,提出基于语义对准的数据库与该模型的交互技术,实现了基于本体技术的产品数据库中信息集成与语义化操作。设计了柴油机产品多学科设计优化平台的体系结构,开发了原型系统平台,并在该平台上完成了语义检索和语义驱动的多学科优化应用实例,验证了所提技术与方法的有效性和可行性。     

隧道断层破碎带坍塌机理及处理措施研究

在断层破碎带结构下进行隧道施工,容易引发围岩滑动失稳甚至隧道坍塌等施工灾害。为探究断层破碎带开挖坍塌机理及对应解决措施,研究以X隧道为依托,使用PFC2D离散元软件对断层破碎带开挖过程进行数值模拟。节理面和隧道开挖面相较或距离较近时,对隧道开挖稳定性影响较大。断层破碎带容易沿节理面出现滑动破坏出现坍塌情况,并且该破坏存在时间效应。针对断层破碎带脆弱特点,研究提出增强拱顶稳定性的支护措施,厚喷混凝土、架立工字钢拱架、添加锚杆等。施加该支护措施之后,隧道围岩的裂隙产生和扩散过程得到了有效抑制,整体稳定性明显增强。研究探讨了断层破碎带坍塌机理及对应处理措施的思路具有普遍性,可为类似隧道施工提供借鉴。     

数字孪生驱动的机械加工工艺评价方法

在动态变化的加工条件下,机械加工工艺评价已成为智能制造模式下提高工艺可执行度和缩短产品研发周期必须要解决的关键问题,为此提出了数字孪生数据驱动的机械加工工艺评价方法。以加工过程感知数据为研究对象,创建加工过程实时数据的表达模型和获取流程,为工艺评价孪生数据提供了数据源泉;创建了加工工艺评价孪生模型框架体系,提出加工过程感知数据与工艺设计数据的映射机制,实现了工艺评价孪生数据的创建;将孪生数据反馈到工艺设计系统,实现评价数据的流通性、实时性与有效性;提出了孪生数据驱动的工艺评价方法;并创建了孪生数据驱动的机械加工工艺动态评价模块。并以船用柴油机关重件为例,验证了所提方法的有效性。     

工夹具管理模型建立与系统开发

由于机械类加工中心所需的工夹具品种多规格杂,人工管理模式存在很多缺陷和弊端,易导致生产脱节等现象.因此,提出了以计算机代替人工的思想.阐述了基于SQL2000数据库并利用VB工具开发的工夹具管理系统的原理及方法.该系统可以很便捷地对工夹具进行管理;如工具查询、工具预测、工具编码、报表打印等一系列的功能.同时还简要介绍了工具管理系统的设计原则和主要功能,阐述了其应用效果,提出了发展方向.它能够很好地响应各部门的需求,从而缩短了产品的生产周期,显著提高了企业的竞争能力和效率.     

基于FBG连杆变形感知及三维重构方法研究

连杆作为柴油发动机的关键零部件,其变形直接影响动力装备的性能和寿命。因此,检测连杆变形对保证动力装备的使用寿命具有重要作用。文中提出基于光纤光栅(fiber Bragg grating, FBG)船用柴油机连杆的变形检测技术,根据有限元分析连杆变形特点,设计FBG栅点的传感网络,建立连杆受力变形下的三维重构模型,并开发基于FBG连杆变形检测的软硬件系统,实现连杆变形的可视化监测。实验结果表明采用基于FBG的感知和重构技术检测连杆的变形是可行的,为连杆性能的精确检测以及船舶动力装备其他关键件的变形检测提供了新思路。     

柴油机关键零件工艺规划支持系统研究

主要介绍了基于Eclipse平台的船用柴油机关键零件工艺规划支持系统的实现方法,详细讨论了该系统平台的功能配置和主要功能模块,论述了工艺资源的管理与建模,以及定位方案的分析与管理过程,切削模型的实现与管理过程,并讨论了某类零件的切削参数优化方法.这些内容都是以产品的高效高速切削加工为背景进行探讨的,并在企业中得到了成功应用,为将工艺规划技术应用于其它零件的工艺设计奠定了基础.     

基于项目式的机械电子工程专业实践教学模式探索

依据"卓越工程师"计划的人才培养要求,对目前机械电子工程专业的实践教学内容和模式进行梳理与分析,提出基于项目式和任务式的教学内容改革,并针对其教学方式、考核形式和制度保障方面进行了探讨,增强了机械电子专业学生的综合应用能力,最终满足了"卓越人才"的培养要求。     

封隔器金属密封元件设计及密封特性研究

采用NiTi合金材料设计一种用于压缩扩张式的封隔器的新型金属密封元件,建立密封元件及其组件的数值模型;提出采用最大应力、坐封力和接触应力对密封元件密封性能进行评价,并分析结构参数变化对其密封性能的影响规律。结果表明:最大应力随膨胀环半径和拱形半径单调增加,随承压环宽度、拱形厚度和卸载槽半径先减小再增大;坐封力随承压环宽度、膨胀环半径、拱形半径和拱形厚度单调增加,随卸载槽半径单调减小;接触应力随承压环宽度、膨胀环半径和拱形厚度非线性增大,随拱形半径和卸载槽半径非线性减小。拱形半径和拱形厚度对密封元件密封性能影响较为显著,且适当减小拱形半径或增大拱形厚度可提高其密封性能。