基于MATLAB的微坑缸套润滑模型分析及参数计算

用超声波加工缸套内表面微坑，提出相应的微坑缸套-活塞环摩擦副润滑理论模型，运用流体润滑理论微坑单元进行分析，并运用MATLAB求解了该数学模型，得出了单个微坑内外的油膜压力、微坑承载力和摩擦力等相关参数。     

数控加工缸套工作表面微坑的方法研究

在数控机床上实现对微坑加工的自动化，提高微坑的加工效率，同时很好地控制微坑的深度，使加工出来的微坑均匀一致。由于微坑分布和结构参数可控，且所有微坑均匀分布，相互独立，可以在缸套与活塞表面建立动压润滑。     

缸套工作表面微坑数控加工的方法和效果

在数控机床上实现对微坑加工的自动化，提高微坑的加工效率。同时很好地控制微坑的深度，使加工出来的微坑均匀一致。由于微坑分布和结构参数可控，且所有微坑均匀分布，相互独立，可以在缸套与活塞表面建立动压润滑。通过试验验证了微坑的润滑效果。     

毛细管电极电液束加工微小凹坑试验研究

降低发动机的机械损失一直是研究热点。在摩擦副表面加工微坑,作为改善摩擦副表面摩擦学特性,提高润滑耐磨性能的方法已引起了研究者的重视。笔者提出了采用非金属毛细管作为管电极进行电液束加工微小凹坑的工艺方法。对加工过程的电流密度分布进行了有限元分析,并试验研究了电压、电解液浓度、加工时间、加工间隙和电解液压力对凹坑直径和深度的影响,对加工参数进行了优化选择,得到了形状规则、直径80μm,深度25μm左右的微小凹坑。并进行摩擦性能试验,结果表明采用该工艺在摩擦副表面加工微坑阵列可有效提高其耐磨性。     

表面微坑对高压轴向柱塞泵滑靴副油膜性能的影响

高压轴向柱塞泵滑靴副在油润滑条件下工作,零件的表面结构对接触面油膜性能有重要影响。选择锥形、圆柱形、方形3种不同形貌微坑开设于滑靴底部,探讨在高速高压工况下,当滑靴表面微坑形貌参数改变时,油膜承载能力及温升的变化规律。基于滑靴副静压润滑原理,利用有限元分析方法,研究在相同工况下,微坑形貌、面积率及深径比对35 MPa高压轴向柱塞泵滑靴副油膜压力与温度变化的影响。结果表明:锥形截面油膜承载能力最佳,在一定范围内,接触面平均压力随深径比的增加明显增大;方形表面在面积率小、深径比大时具有最小温升;合理倾斜微坑底面,优化表面形状,选择较大的深径比,能获得良好的油膜性能。     

薄壁缸套工作表面的储油结构

研究了薄壁缸套工作表面的储油结构及其对缸套耐磨性的影响 ,对比了松孔镀铬、平顶珩磨、自激振动加工、激光珩磨、冲击加工微坑方法的优缺点 ,提出了一种具有显著节油效果的高耐磨性薄壁缸套的观点     

上游泵送密封研究

采用有限元法对三种不同槽型的上游泵送密封结构进行了研究,编制出了用于上游泵送密封设计的计算程序,利用计算程序对上游泵送密封槽型结构进行了优化;根据优化结果试制出三种槽型的上游泵送密封进行实验室试验。试验结果表明,优化设计出的三种上游泵送密封结构性能稳定可靠,能够实现微泄漏、微磨损,达到密封的长周期运行;三种密封结构相比,螺旋槽密封结构的综合性能比斜线槽和人字槽稍微好些。     

表面微坑超声加工装置中超声电源的研制

介绍了表面微坑超声加工的基本原理，分析了相位控制频率跟踪的原理及实现方法，给出了表面微坑超声加工装置超声电源的总体结构。并采用HC单片机、74HCA046锁相环、UC3875移相控制器等器件设计并实现了具有频率自动跟踪、输出功率可调节的超声电源。表面微坑超声加工试验表明，该超声电源可实现频率自动跟踪，且工作稳定，满足表面微坑超声加工的要求。     

摩擦副工作表面微坑超声加工方法的研究

表面微坑超声加工方法在汽车、摩托车、拖拉机等产品生产中有广阔的应用前景。提出了摩擦副工作表面微坑超声加工方法，建立了表面微坑超声加工方法的数学模型，给出了储油量的计算公式，设计了表面微坑超声加工装置，对缸套工作表面进行了微坑超声加工实验。     

非导电工程陶瓷电火花单脉冲放电加工实验研究

提出了一种非导电工程陶瓷电火花磨削新工艺，为了对该工艺的加工机理有更清楚的了解，在非导电工程陶瓷工件表面进行了片电极尖端单脉冲放电的实验，测量了放电间隙大小并分析了其变化规律，给出了放电蚀除坑的形状，研究了各种参数对放电蚀除坑大小的影响关系，根据放电后电极的形状，分析叮放电的极性效应和放电通道的状态。     

缸套旋转抛物面形微坑织构参数优化研究

在缸套表面制备旋转抛物面形微坑织构,在经典雷诺方程的基础上对微坑-缸套-活塞环系统进行研究,建立微坑动压分布函数。采用Matlab软件分析微坑深度、坑口半径对旋转抛物面形微坑润滑性能的影响。结果表明,随着微坑深度、坑口半径增大,平均油膜承载力呈现先增大后减小趋势,活塞环所受平均剪切应力呈现逐渐减小并趋于稳定,这是因为活塞相对缸套运动过程中,微坑区域内的楔形效应、空化效应导致了平均油膜承载力和平均剪切应力的波动。通过研究得到了旋转抛物面形微坑优化参数。     

应用竞选算法的缸套微坑结构参数优化

在薄壁缸套表面的微坑结构参数影响分析基础上,确定了影响动力润滑的设计变量,以瞬时最小油膜厚度最大化和润滑油损耗量最少为优化目标,建立了优化模型。将竞选算法用于缸套微坑结构参数优化求解,很快地获得全局优化解,结果表明该方法是可行的。     

基于电场和流场耦合的微坑电解加工数值研究

表面织构技术能够有效降低摩擦副表面摩擦和磨损。以方形微坑电解加工为对象,充分考虑加工中电场与流场相互关系建立了耦合场理论模型,采用数值计算方法得到了耦合场电势分布、电流密度分布和体积分数分布等,探讨了入口压力与出口最大氢气体积分数的影响关系,研究结果可为方形微坑电解加工提供一定的参考。最后开展了方形微坑电解加工实验,得到了方形微坑实验件。     

Two-stage design process of a frame-panel land vehicle structure employing topology and cross section optimization

A new structural design technology has been recently developed to build a new type of land vehicle in military use. While thick panels are only employed in conventional land vehicle structures, solid frames combined with relatively thin composite panels are employed for the new type of vehicle. The structural integrity of the new vehicle structure type is mainly guaranteed by the solid frames while composite panels are used to protect passengers and equipments of the vehicle. To design such a frame-panel structure, frame design needs to be done first. In this paper, a two-stage design process is proposed employing topology and cross section optimization methods. Overall frame arrangement of the new vehicle structure is obtained by the topology optimization in the first design stage and the detailed dimensions of the frames are obtained by the cross section optimization in the second design stage.     

一种电站用超(超)临界锅炉调节阀临界流流场特性分析

针对超(超)临界电站锅炉调节阀在国产化进程中汽蚀失效问题,结合某电站调节阀出现的阀门管配系统底板汽蚀击穿现象,基于两相空化流动控制方程和Fluent流场数值模拟手段,展开对该调节阀及其管配系统流场特性分析并进行了结构优化。模拟结果表明,原锥压式调节阀在开度较小的情况下介质发生了严重的汽化现象,气化率达90%以上,介质速度高,以至于底板被冲击至击穿。根据电站锅炉用给水泵流量结构特性,提出一种笼罩式调节阀,优化结构在喉口区域含汽量减少了32.75%,盲板附近的速度降低79.03%,管配系统安全。模拟结果较好的展现了阀门流场的分布规律,为该类调节阀结构设计与优化提供了理论指导,对该类阀门国产化起到积极的意义。     

基于MATLAB多轴挂车转向机构优化设计

对组合式多轴挂车的转向机构进行分析后，建立了挂车转向系统机构的优化设计模型应用MATLAB的优化工具箱对设计模型进行了优化求解，给出了针对任意一轴线上转向机构的MATLAB优化程序一使用该优化程序对某专用车辆厂生产的多轴挂车转向机构进行了优化设计，计算结果表明本方法是正确的、实用的。     

气动空间弯曲柔性关节运动功能实验研究

介绍了一种自主研发的气动空间弯曲柔性关节。该关节相当于三个独立的人工肌肉并联而成,具有三个自由度,能实现空间弯曲和轴向伸长。重点研究了该关节的结构功能和工作原理。搭建了实验系统,对关节的空间弯曲角度和方向进行了实验研究,得到了关节的变形特性,为以后的进一步研究与应用奠定了基础。     

电解转印法加工凹坑阵列结构试验研究

为得到降低摩擦副表面磨损所需的微小凹坑阵列结构,提出电解转印法加工凹坑阵列的工艺方法。对电解转印法加工过程进行有限元仿真,分析光刻胶膜厚度对凹坑尺寸和形状的影响。用光刻的方法制作尺寸均一,单个孔径为100μm的阴极平板。进行微细电解加工试验,试验分析脉冲电源频率和脉冲占空比对加工结果的影响。结果表明,采用电解转印法加工微小凹坑阵列结构,可以获得平均直径为200μm,深度10μm的凹坑阵列。     

基于水平集方法和von Mises应力的结构拓扑优化

结合水平集方法和形状灵敏度分析，用梯度法实现柔性目标函数的结构拓扑优化设计。该方法通过基于隐含表示边界的水平集方程推动几何边界，引入von Mises应力准则作为产生拓扑结构的策略。给出了多孔结构初始化和没有初始化情况的算例，根据von Mises应力的大小开孔，产生新的拓扑结构。算例结果表明，根据von Mises应力的大小产生新拓扑的方法消除了拓扑优化结果对网格和初始拓扑结构猜测的依赖性，同时也弥补了水平集方法不能开孔的缺点。