基于有压反求实验方法的电动工具改良设计

为提高电动工具产品的使用舒适度、减少人体表面承受的压强峰值,自行设计了有压反求实验,制备了与不同压力下的人体曲面形状相对应的电动工具握柄模型.通过改进主观描述问卷方法.选择并提供主观描述词及其权值,得出了不同握柄模型与舒适度之间的定量关系.量化分析不同握柄模型与舒适度之间的关系.分析结果表明,在实验条件下,增加压力负荷值到某一特定值可以减小压强峰值并提升使用舒适度,进一步增加压力则舒适度下降.由此得到所研究的各类电动工具最佳压力负荷值.根据此负荷值设计对应的电动工具握柄.给出实验方法经评价可有效改善使用舒适度.该评价方法为分析电动工具握柄的使用舒适度提供了一种有效途径.     

一种服装面料接触舒适度智能检测机器人设计

以服装面料与人体皮肤之间的摩擦系数来定量地描述不同服装面料的接触舒适度,为此基于Lab VIEW和单片机控制器设计开发出一种服装面料接触舒适度智能检测机器人。该机器人末端由待检测服装面料包裹,具有平面内两自由度运动能力,通过力传感器分别采集正压力和摩擦力,根据库仑摩擦定律测算出摩擦系数;由于人体皮肤表面一般为柔性曲面,为保证检测过程中竖直方向稳定的正压力,基于导纳力控制方法实现了正压力的力伺服。最后,通过试验得到了几种常见面料与人体皮肤的摩擦系数;结果表明,该机器人可快速方便地实现服装面料的接触舒适度智能检测。     

工具手柄的手抓握有限元模型建立及研究

以获得工具手柄手抓握时的手部表面压力分布为目标,分析手部结构与运动特征,建立手柄手抓握情形下的抓握准则,建立面向手柄抓握的手部几何模型,通过ABAQUS有限元分析软件,划分网格、设置抓握进程和边界条件等建立有限元模型,最终分析得到手柄手抓握虚拟仿真情形下的手部压力分布状况,并验证了与实际的类似抓握情形相符,为手部表面压力测量寻求了一种新的虚拟测试途径.     

工具手柄舒适度评定方法的研究及其实现

针对手持式工具手柄舒适度评定的需求,建立了相应的评定模型和评定指标。根据手的生理特征及握持姿态,建立了6个断面,且每断面5个测评点的评测指标体系,并构建了测评点的评定值与手柄舒适度的计算模型,在此基础上开发了一套工具手柄舒适度评测软件。研究结果表明,该软件在一定程度上有效的实现了工具手柄舒适度的评定。     

基于ABAQUS的三维有限元抓握手模型的建立与研究

为了获取正常人体手部CT扫描数据,应用逆向工程原理,建立手外表面几何模型和手部骨骼几何模型,并对其进行处理,建立了包括正常人体手部骨骼及手部软组织的三维有限元模型,得到了有限元手模型对手柄模型抓握后手表面压力分布情况。     

枕头形状对侧卧睡眠舒适性的影响研究

通过对人体侧卧时头部及颈臂部压力分布测试、舒适感主观评价、相关性及方差分析、人体胸颈部脊柱定位点分析,研究枕头形状对侧卧睡眠舒适性的影响.结果发现:凸形枕和S形枕在使用时压力分布均匀,最大压强集中在臂部,颈部得到有力支撑,脊柱变形相对较小,整体舒适性较高；扁平形枕受力较为均匀,脊柱形成“/”形状,整体舒适感评价一般；凹形枕压力多集中在颈部,立方枕压力多集中在头部,压力较为集中,舒适度评价最低.     

离合器摩擦片摩擦特性实验研究

试验研究某车用离合器摩擦片摩擦因数与转速、压力间的关系,通过排除磨损量和温度对摩擦实验结果的影响,得到该摩擦片在不同滑磨速度和压力下的摩擦因数值,发现摩擦因数会随滑磨速度和正压力的增大而减小。对实验数据进行方差分析,结果证明实验结论可靠,并表明转速和压力对摩擦因数的影响相对独立,没有明显交互作用。利用回归分析得到该摩擦片的摩擦因数关于滑磨速度和压强的近似表达式以及摩擦因数变化情况的拟合曲面。通过对比拟合曲面和实验测量值,以及MATLAB分析结果,证明摩擦因数与压力和滑磨速度间的关系可以近似用二元二次方程表示。     

强约束喷嘴内部流场的数值模拟与实验研究

针对磨料射流抛光硬脆材料工件曲面中的射流束发散与冲击损伤的问题,提出了强约束磨粒射流抛光新方法。为验证该方法的可行性和有效性,设计了一种新的抛光工具头。基于欧拉-欧拉多相流模型和标准k-ε湍流模型,利用FLUENT软件对喷嘴内部磨粒流进行了数值仿真,计算得到抛光工具头内部的磨粒流速度和压力分布。在仿真的基础之上,根据硬脆材料工件曲面的加工特点搭建抛光加工实验平台,确定加工参数并进行实验。仿真和加工实验结果表明:抛光工具头的结构设计能有效提高磨粒流的出口速度,并且减小磨粒流的压力损失;出口处的速度以平行于工件表面的剪切速度为主;明显降低了工件表面的法向冲击损伤,提高了工件表面质量。     

埋地管道近场外爆载荷计算与管道响应研究

以埋地管道为研究对象,建立了管道、内部流体与土体三维有限元模型,对埋地管道外爆载荷及管道响应进行了计算,得到管道、管道内流体、管土间耦合方式对爆炸冲击波及管道响应的影响情况。计算结果表明,由于管道结构对爆炸冲击波的反射作用,使得管道表面的爆炸压力增大;管土间采用罚函数耦合方式要比完全耦合方式下的外爆峰值压力减小80%以上,而管道受到的最大应力峰值减小70%以上;由于管道内流体对爆炸压力的缓冲作用,使得管道表面承受的外爆载荷降低,管道应力峰值降低10%左右,管土间采用完全耦合方式下管道最大应力发生在管道迎爆面正对爆心一侧,管土间采用罚函数耦合方式下管道最大应力发生在管道上下侧面。     

空间应用高速转子轴承润滑特性分析

针对空间用高速转子轴承的润滑失效问题,综合考虑接触几何、真实粗糙表面形貌、弹性变形、润滑剂流变特性以及滚珠高速自旋特性等因素的影响,建立角接触球轴承的混合润滑统一模型;分析转速、载荷、真空、高低温等工况环境条件对轴承微观传动界面接触与润滑特性的影响规律,并针对算例给出各种润滑状态之间的临界转速。结果表明:随着转速的提高,轴承接触界面润滑状态逐渐改善;除了极低转速,轴承接触界面压力峰值总体随载荷增大而增加;油膜厚度随着大气压强的增大而增大,界面压力峰值随着大气压强的增大而减小;油膜厚度随着温度的增加而减小,界面压力随温度的升高而增大;低速条件下离心力、微重力引起的入口区域乏油对润滑特性影响较小。     

可重构闭链步行平台的设计与越障策略研究

为解决闭链步行平台重构调节后越障攀爬效率与平顺性问题，基于Watt型闭链腿机构设计了包含机架杆长和倾角参数的耦合调节机构，在保持单重构动力的同时减小质心波动并降低驱动功率需求。建立了越障概率模型计算越障期望，研究了双参数重构下全周期障碍攀爬策略，进行了样机设计并开展了行走与越障试验，结果表明，双参数耦合调节设计可增加平台与障碍接触面的贴合度，提高越障平顺性。     

车辆振动对乘员舒适性影响的研究

振动是影响车辆舒适性和安全性的重要因素,是车辆人-枳-环境考核的重要指标之一.研究了在几种不同路面激励下,某轮式车辆驾驶员座椅处的振动,分析了这几种振动的谱频率成分和对驾驶员舒适性的影响情况.     

互联悬架液压参数灵敏度分析及优化

针对液压参数对互联悬架输出响应影响程度大小的问题,建立了四自由度液压互联悬架半车侧倾耦合频域模型,通过计算系统的传递函数及施加路面激励,得到了悬架模型在垂直模态和侧倾模态下的加速度谱密度响应。采用基于模糊灰色关联的灵敏度分析方法对悬架垂直模态和侧倾模态进行分析,得到了各液压参数的灰色关联度。运用多目标优化算法NSGA-Ⅱ,以两种模态下的悬架响应为优化目标,对灵敏度大的液压参数进行了优化。优化后两种模态下加速度功率谱密度峰值及加速度均方根值均有减小,液压互联悬架平顺性得到提高。     

重型卡车驾驶室乘坐舒适性研究

建立了包含车架弹性振动的15自由度重型卡车整车振动模型，通过计算机仿真模拟了路面随机输入响应；通过改进驾驶室悬架参数，显著改善了驾驶室的乘坐舒适性。     

四轮轮毂电机驱动电动汽车电液复合制动平顺性控制策略

液压制动与电机再生制动的时域响应差异导致电动汽车在制动模式切换时产生冲击感,影响驾驶员驾驶感受和乘坐舒适性。以四轮轮毂电机驱动电动汽车为研究对象,提出一种基于分层架构的电液复合制动平顺性控制策略。针对"高压蓄能器+电机泵"式电子液压制动系统(EHB),上层控制器提出基于模糊控制的轮缸压力控制策略;针对制动模式切换过程中产生的冲击,下层控制器提出包括液压介入预测模块和电机制动补偿模块的电液复合制动平顺性控制策略。通过Simulink-AMESim联合仿真平台进行仿真试验验证。结果表明,轮缸压力控制策略能够保证轮缸液压力较好地追随目标压力,且稳态误差不超过2%;电液复合制动平顺性控制策略能够有效提高制动系统的响应速度,同时显著降低制动模式切换时的冲击,能提升车辆制动平顺性和乘坐舒适性。     

北京某建筑中庭冬夏季空调环境的数值模拟分析

对北京某工程建筑中庭的气流组织进行数值模拟分析。对该中庭冬、夏两季,在3种不同空调送风方案下的室内气流分布和热环境进行数值模拟,分析各层平均温度、中庭垂直温差,通过有效吹风温度评价室内热舒适度,确定最优方案,为工程设计提供参考。结果表明,均匀送风时,中庭垂直温差较大,部分楼层平均温度偏离设计值,热舒适度较差;改变首层和顶层送风量,或各层梯度变化送风量,可降低垂直温差,使各层热舒适度达到要求。     

Study on validation for accelerated life tests of pneumatic cylinders based on the test results of normal use conditions

This paper presents a validation method for Accelerated life tests (ALTs) of pneumatic cylinders. Two ALTs using each temperature and pressure stress were performed. Weibull analyses for these ALTs and their combination data were conducted. The comparison analysis was carried out between predictions based on ALTs and results obtained from normal use conditions. In other words, the validation of ALTs was conducted by applying hypothesis tests and confidence intervals for Weibull parameters. Finally, the Weibull shape parameter, the acceleration index of pressure, the activation energy for temperature, and the life cycles (B ₁₀ and characteristic) under normal use conditions for pneumatic cylinders were obtained.     

高压冷却下锯齿形切屑几何表征试验

理论分析了锯齿化程度、锯齿化频率与锯齿化步距等几何表征模型;在高压冷却条件下进行了聚晶立方氮化硼（PCBN）刀具切削GH4169镍基高温合金试验,并对不同切削用量与冷却液压力下的切屑进行试样制备及抛磨,以分析锯齿形切屑的形貌及表征;分析了不同切削参数下锯齿形切屑几何表征的变化规律。试验结果表明：随着切削速度、进给量和背吃刀量的增大,切屑的锯齿化程度和锯齿化步距增大,而锯齿化频率减小;随着冷却液压力的增大,切屑的锯齿化程度降低,锯齿化频率增大,锯齿化步距先增大后减小;在高压冷却条件下切屑的断屑能力得到了提高,且随着冷却液压力的增大,断屑效果进一步提高。     

电动车用电机式主动稳定杆多模式控制策略研究

电动车在行驶过程中,路面及车身等情况不断变化,为了兼顾车辆在不同行驶工况下的行驶平顺性及侧倾稳定性,针对电机式主动稳定杆系统提出了三种工作模式,控制器根据车身的状态信号选择合适的工作模式。基于MATLAB/Simulink,建立了14自由度整车模型和电机式主动稳定杆模型,在多种工况下进行了仿真分析。仿真结果表明：电机式主动稳定杆系统根据不同的外部条件或行驶工况选择合适的工作模式,能有效提高车辆的侧倾稳定性与行驶平顺性。     

铰接式自卸车橡胶弹簧悬架系统的动力学建模与分析

基于XAD250铰接式自卸车悬架结构拓扑关系，建立了橡胶弹簧悬架系统及整车的非线性数字化模型；在ADAMS软件中生成了等级路面后，以不同载荷和车速对样机进行了动力学仿真分析。分析结果表明：前悬架橡胶弹簧刚度的非线性特性能满足驾驶室在不同载荷下具有等支承频率，从而保证稳定的行驶平顺性要求；后悬架系统在轻载荷下较之重载荷具有较高的支承频率，这会影响到车辆的整体行驶平顺性。对后悬架橡胶弹簧刚度进行了优化，优化后橡胶弹簧的非线性刚度曲线能够使车辆保持稳定且有良好的平顺性。