采煤机拖缆装置结构优化设计及仿真分析

拖缆装置广泛应用于采煤工作面,用于保护和拖动供电电缆及外部高压水管。从目前的使用情况来看,拖缆装置仍存在保护失效、电缆夹板偏移、不同类型的电缆夹板不能转接等缺陷,影响了煤矿的安全和高效生产要求。因此,依据采煤工作面的施工工艺要求,对现有的拖缆装置结构进行优化设计,并通过运动学仿真分析验证结构设计的合理性。优化后的拖缆装置避免了电缆夹板偏移现象、保护失效等问题,降低了采煤机的故障率,保证了采煤工作面的安全生产进程。     

磁流变软启动装置设计与优化

分析了磁流变软启动装置的工作原理,并列出其参数尺寸的计算公式。设计出一种圆盘式磁流变软启动装置,通过磁场仿真分析对其结构参数进行了优化。     

负压排屑装置楔形结构优化设计与仿真

为解决超大长径比深孔加工排屑困难问题,在分析DF系统负压排屑作用机理的基础上,建立负压射流模型,通过采用填充部分前/后分离区所占区域的方法,设计了一种位于射流喷嘴处的楔形结构,以减少前/后分离区的能量损耗。理论计算及Fluent仿真优化实验结果表明,该楔形尺寸在长度L1=75 mm、宽度L2=1 mm时效果最好,切削液流速增大约10.07%,湍流动能增大约11.39%,负压区压力值减小约79.26%,该楔形结构提高了负压排屑能力,最大程度地减少了前/后分离区的能量损耗。     

新型折叠装置的优化仿真

折叠机是现代大型洗涤服务行业的重要设备,折叠装置的机构优化设计与运动仿真在设计研发中的作用越来越重要.本文将虚拟样机技术和基于粒子群算法的优化方法相结合,对新研发的折叠装置进行了优化设计和仿真,通过工业试验表明,优化后的折叠装置简化了制造工艺.本方法可以提高设计效率和质量,显著降低了成本.     

基于计算流体动力学软件的型腔电解流场仿真

针对型腔电解加工中阴极流场设计分析的难点,应用计算流体动力学软件对型腔电解加工的流场进行仿真,得到加工间隙中流场的速度和压力分布,用以指导阴极的流场改进设计。经工艺试验验证,仿真结果较准确反映了型腔电解加工过程中的流场压力和速度分布,从而可以显著减少阴极流场设计中试验修正的次数,实现高效、低成本设计工具阴极流场之目的。     

吊管机工作装置的设计仿真与结构优化

吊管机是重要的管道铺设装备,在当今社会有着广阔的市场前景。工作装置是吊管机的核心部件,其设计水平的高低直接影响到整机的性能。采用虚拟样机技术,对大吨位吊管机的工作装置进行了总体设计,并对工作装置中的关键部分——配重机构进行了仿真分析。以液压缸最大驱动力最小为目标函数,对配重机构进行了结构优化。优化的结果不仅使液压缸的最大驱动力降低了24.9%,而且满足了初始举升力约束、传动角约束等条件,使机构启动更平稳,传动质量更高。     

基于计算流体动力学软件的型腔电解流场仿真

针对型腔电解加工中阴极流场设计分析的难点,应用计算流体动力学软件对型腔电解加工的流场进行仿真,得到加工间隙中流场的速度和压力分布,用以指导阴极的流场改进设计。经工艺试验验证,仿真结果较准确反映了型腔电解加工过程中的流场压力和速度分布,从而可以显著减少阴极流场设计中试验修正的次数,实现高效、低成本设计工具阴极流场之目的。

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撞击仿真弹射装置的控制与设计

介绍了一种用于撞击仿真实验弹射装置的研制,该装置可调压调速.实际运行表明,设备运行稳定可靠,较好地满足了仿真实验要求.本文就其控制原理与设计细节等作了比较详细的叙述.     

装载机八杆机构工作装置多目标优化与仿真

提出了一种实用性和可操作性较强的八杆机构多目标优化方法.将设计变量矩阵分解为两组耦合度较小的矩阵,提取重要度最高的几个优化目标,把其他优化目标转换成约束条件,建立起八杆机构多目标优化数学模型,同时创建了工作装置多目标优化流程.将该数学模型加载于系统动力学分析软件ADAMS,借助该软件的内建函数,把多目标优化转换成单目标优化,实现了优化过程的函数驱动与函数监测.最终实现了工作装置的快速优化与仿真.     

Confined fluid compressibility predicted using molecular dynamics simulation

Fluid compressibility is investigated using molecular dynamics simulation of three fluids with distinct molecular shapes confined to various film thicknesses and subject to a wide range of loads. The effects of film thickness and fluid structure are evaluated, and the simulated densities are compared to predictions of an empirical, bulk fluid compressibility model. Results show that thin films are less compressible than their bulk counterparts and that this difference is related to the effect of confinement on molecular ordering. Additionally, it is found that molecular dynamics simulation can predict bulk compressibility if the model film thickness is sufficiently large.     

耦合DEM-CFD法双入口磨粒流动力学模拟及加工试验

针对单入口磨粒流加工装置光整不均匀问题,提出了双入口磨粒流加工装置,为了解决传统CFD软件不能跟踪颗粒撞击壁面问题,结合DEM和CFD方法,通过耦合PFC和CCFD软件,利用DMP颗粒运动模型和标准k-ε湍流模型来模拟磨粒在流场中的运动.仿真中,通过PFC记录磨粒撞击壁面的速度和次数,通过CCFD记录流场运动状态,并应用Abaqus中Johnson-Cook模型分析了撞击速度和撞击次数对靶材质量损失的影响.数值模拟结果表明,双入口装置内两股流体撞击使得磨粒运动更为无序,磨粒撞击壁面次数大大增加,同时撞击壁面速度大于40 m/s的次数达到1 382次,远大于单入口的563次,使得加工面的材料去除速度更快.加工试验结果表明,加工30 h后,双入口装置加工的工件表面粗糙度Ra=0.35 μm,单入口装置工件表面粗糙度Ra=0.65 μm,加工效率明显提高.     

大马力推土机工作装置结构优化研究

鉴于目前国内对重型推土机工作装置受力特性的系统实验相对较少,以大马力推土机横拉杆式前工作装置为研究对象,采用理论分析和仿真分析相结合的方法,对其工作装置动力学性能和结构性能进行研究,并在分析结果的基础上利用相关工程应用软件对其进行优化研究.     

旋转式磁流变测试仪的设计与研究

由于磁流变液的应用前景广阔,而市场上磁流变液性能测试系统相对短缺,为了更好地促进磁流变液的工程应用,有必要研究磁流变液的性能测试仪.通过理论计算和实验验证的方法,设计了一种磁流变旋转式测试仪,用实测的办法验证了磁场理论计算的正确性.测试表明,当电流为1.6A时磁场达到0.5582T,MRF4的剪切应力达到70.12KPa,当电流为1.4A,磁场为0.5483T,剪切屈服强度51.6KPa.     

基于ADAMS的装载机工作装置动力学仿真方法研究

文中针对装载机工作装置进行动应力测试需要较高的时间与人力成本,以国产额定载重9t装载机为研究对象。提出一种应用虚拟样机技术快速获得装载机工作装置应力特性的方法。在ADAMS中建立了工作装置虚拟样机模型,对工作装置在不同工况下利用Step函数进行多刚体动力学仿真分析,得到的铰点载荷与实测载荷进行对比,验证仿真方法的合理性。利用Ansys生成动臂、摇臂以及连杆的柔性体文件,采用模态叠加法建立工作装置刚柔耦合动力学模型,导入不同工况下实测液压缸位移与铰点载荷,进行了工作装置动力学仿真分析,与Step函数仿真结果对比,结果表明：对于刚体动力学仿真分析,利用Step函数模拟铲装作业可以较好地反映铰点处的峰值载荷。对于刚柔耦合动力学仿真分析,基于实测载荷的最大应力与基于Step函数模拟的最大应力相对误差不超过26%,研究为装载机工作装置的强度分析与结构优化提供参考依据。     

轿车操纵机构空间运动仿真及试验

本文详细介绍了如何利用三维实体软件Pro/Engineer和机械运动学仿真软件Adams对轿车变速器操纵机构进行空间运动仿真,通过试验验证仿真模型的正确性.不仅能计算出操纵杆运动的轨迹,而且对宜人化程度作出定量地分析.     

降低车辆振动的悬架参数多体动力仿真分析和优化

针对悬架结构参数对由于路面不平而产生的车辆振动的影响,通过在多体动力学分析工具AD-AMS环境下,综合运用参数化设计、单变量和多变量的筛选实验以及正交实验优化方法,对建立的车辆1/4悬架模型作了分析和研究;最后以降低车轮最大振动加速度为优化指标,在极差分析结果的指导下,得出了实验约束范围内悬架参数最优解。研究结果表明,该优化方法有助于降低类似悬架等复杂系统的优化求解的难度,且优化效果明显。     

枢轴旋转式喇叭嘴支撑装置设计与优化

针对目前柔性棒料高速动态跟随切割支撑装置结构复杂,振动和冲击较大等不足,提出了枢轴旋转式喇叭嘴装置支撑原理,对装置进行了机构学和动力学分析。通过对喇叭嘴槽宽进行多目标优化,减小了柔性棒料所受剪力矩、扰度,以及刀片和喇叭嘴在棒料轴线方向最大速度差,有利于提高切割质量;综合考虑设计加工误差对机构动态性能的影响,提出了合理的装置支撑布置方案,有效地避免了在支撑时段内来自机构的冲击振动。该装置结构简单,支撑稳定,可以满足高速动态跟随切割的需要,具有较高的实用价值。     

计算流体动力学(CFD)中并行分区算法的应用

这里探讨了计算流体力学（CFO）中的并行分区技术，介绍了CFD程序并行化的区域计算模型及分区相关的概念，利用Fluent软件在搭建的并行计算平台上对离心式叶片泵进行了四个子分区，对其内部流场进行数值模拟，并得到了一些结论。     

凝结核粒子计数器的流场数值模拟及流量配比优化

为推进凝结核粒子计数器(CPC)的研发并提升其检测性能,系统开展了 CPC 粒子生长器内的流场数值模拟和流量配 比优化研究。 对粒子生长器的基本结构和分析模型进行设计建立,通过 Fluent 软件模拟研究了粒子生长器内流场的参数分布 情况,以及流量配比对饱和度等参数变化和 CPC 理论计数效率的影响。 模拟结果表明,鞘流结构能够约束气溶胶颗粒保持在 流场轴心处饱和度高的位置流动,且流量比越高,气溶胶颗粒的扩散范围越小;在一定范围内提升流量比可以增大蒸汽质量分 数以及饱和度的值,降低临界直径。 在最优化流量参数下,所设计粒子生长器颗粒扩散范围仅 4 mm,流场内最高饱和度值可达 7 以上。 基于数值模拟数据,自主研发了 CPC 测量系统,并开展了计数效率校准实验,结果表明在 7 ~ 200 nm 粒径范围内 13 个 点位的校准相对误差均低于 9% ,符合校准规范。 因此,基于数值模拟的 CPC 内粒子生长器结构设计及操作参数优化对 CPC 的 研发具有指导意义。