胎压无源监测系统的电能发生装置研究

针对目前汽车行业中常用的直接式轮胎压力监测系统的供电问题,以超磁致伸缩材料作为核心元件,利用其磁致伸缩逆效应,设计一种可产生电能的发电装置。利用该装置为汽车轮胎压力监测系统的检测发射模块供电,可改变纽扣电池的供电方式。研究成果为解决汽车轮胎压力监测系统的供电问题提供一种有效方法,对实现压力监测系统的无源化具有一定的推动作用,为超磁致伸缩材料的应用提供一种新途径。     

高海况下收放装置动力学及控制策略

为了减小水下装置摆动和降低钢丝绳张力波动,以回收卷筒和防摇卷筒为执行机构,提出水下装置单边消摆和钢丝绳张力控制策略。将钢丝绳离散为有限梁单元,利用相对节点位移法建立钢丝绳动力学模型,并引入钢丝绳与卷筒的卷绕接触力模型。以自主开发的收放装置为研究对象,采用虚拟样机技术和控制技术相结合的方法,开展收放装置回收水下装置作业过程的运动学、动力学和控制策略研究。在RecurDyn环境中建立收放装置动力学仿真模型,在RecurDyn/Colink模块中设计单边消摆和张力控制算法,建立收放装置机械与控制联合仿真模型,并进行动力学及联合仿真研究,为提高水下装置回收稳定性和安全性、降低动态载荷、优化整体结构、指导收放装置及水下装置的方案设计等提供了理论依据和数据参考。     

一种基于液压效应的振动能量采集和转换装置的设计

设计了一种基于液压效应的振动能量采集和转换装置,能持续地采集环境振动能量,利用压电效应产生电能,为毫微瓦级传感器节点供电,实现了节点供电的免维护性。     

新型波浪发电装置的研究与开发

为解决海上偏远而分散的小功率用电设施的供电问题,满足波浪发电机在耐久性、蓄能性、高效率,以及低成本和安全性等方面的更高要求,设计了一种新型波浪发电装置,该发电装置的箱体可以固定在用电设施内部并跟随其摆动,利用发电装置内部的摆锤与箱体产生的相对摆动来收集波浪能,经超越离合器将主动轴的往复转动转化为两侧发电机的单向旋转从而...     

柔性直流输电供电无源网络的黑启动仿真研究

针对传统黑启动电源存在的自励磁、过电压及稳定性问题,提出一种基于柔性直流输电(VSC-HVDC)向无源网络供电的黑启动方法。首先,介绍了向无源网络供电时VSC-HVDC的数学模型;然后以Matlab/Simulink为仿真平台,搭建仿真模型;最后,以搭建系统为例进行了仿真验证。仿真结果表明,VSC-HVDC作为黑启动电源具有更好的故障承受能力,在提高供电质量的同时对交流系统的电能质量几乎没有影响。     

多向钢节点电弧增材制造摆动工艺参数优化

基于二次回归通用旋转设计试验方法对多向钢节点电弧增材制造摆动工艺参数进行优化。建立了摆动工艺参数送丝速度、焊枪移动速度及单边摆动幅度与堆积金属宽度和高度之间的3D响应模型,并分析验证了模型的可靠性。研究了单个摆动工艺参数和摆动工艺参数交互作用对堆积金属宽度和高度的影响。利用建立的3D响应模型优化了六向钢节点电弧增材制造摆动工艺参数,采用优化的摆动工艺参数电弧增材制造六向钢节点,制造的六向钢节点平均尺寸偏差为±1.30mm,成形精度较高。     

磁屏蔽舱内极弱磁测量装置结构设计与应用

为准确测量磁屏蔽舱内剩余磁场强度,搜索目标均匀区,开发了极弱磁位移测量装置,详细介绍了极弱磁位移测量装置主要设计参数、结构构成特点及测试方法,并通过有限元分析法对极弱磁位移测量装置进行了仿真计算和分析,得到了合理的极弱磁位移测量装置结构。结果表明,优化设计后的承载结构的变形量、应力满足高精度磁场测量传感器的测量要求,并通过该极弱磁测量装置针对项目设定指标25 nT对磁屏蔽舱进行了初始剩磁测量、消磁后剩磁测量、主动磁补偿线圈剩磁测试、磁噪声测试试验研究。     

恒力矩摆杆机构的设计

为了得到一种摆动力矩不会随摆动角度变化的自复位摇杆装置,设计了一种恒力矩摆杆机构。对设计原理进行了介绍,对恒力矩摆杆机构的结构、底板轮廓线、摆动角度范围进行了设计,并进行了Adams动力学仿真分析。     

基于磁隙式吸附机构的槽车清洗机器人

给出了一种基于磁隙式吸附机构的槽车清洗机器人机构设计方案,采用磁隙式吸附装置平衡清洗作业过程中高压水枪反向冲击力产生的倾覆扭矩,提高系统稳定性裕度。建立数学模型描述清洗作业力学行为,利用有限元仿真优化磁吸附模块设计参数,计算不同气隙高度下单个磁吸附装置产生的吸附力。根据仿真结果,当采用2块40 mm×40 mm×15 mm与2块80 mm×40 mm×15 mm的永磁铁,磁铁间隙为10 mm,轭铁厚度为9 mm,气隙高度为10 mm时,单个磁吸附装置能够产生693 N的吸附力,槽车清洗机器人能够在20 MPa的清洗水压下稳定地工作。     

基于双稳态磁耦合效应的瓦级高功率电磁振动能量收集器

提出一种基于双稳态磁耦合效应的高密度电磁振动能量收集器,通过引入导磁铁心绕组对中间悬浮磁铁产生非线性磁力,可以产生双稳态势能阱实现低频段工作频带的拓宽。同时,导磁铁心与悬浮磁铁之间的强磁耦合作用能够增强线圈内部的磁通量变化进而提高输出功率。针对双稳态磁耦合振动能量收集器进行动力学建模仿真和试验测试分析,结果表明悬浮磁铁与导磁铁心之间的非线性磁耦合效应促使磁铁在两个势能阱之间进行大振幅的混沌或周期性振动,将工作频率范围拓宽至8～18 Hz。在受到加速度为4g的正弦振动直接激励时,能量收集器的输出功率为1.082 W,达到瓦级高功率输出,有望实现工业物联网传感节点的自供电,助力万物互联。     

某型火炮协调器液压系统的仿真研究

以火炮协调器的液压系统作为研究对象,利用SimulationX软件对协调器中协调臂回路与摆动回路建立仿真模型。分析了协调器协调、摆入、摆出和复位过程中的压力及流量的动态变化,仿真结果满足协调器液压系统主要的性能指标,能够正确反映实际系统运行特性。在此基础上分析了摆动装置在摆入过程中对协调臂协调精度的影响,为协调器液压系统进一步的研究提供参考。     

磁致伸缩微位移进给传动的研究

微位移进给是精密加工中级为重要的问题之一。本文探索、研究了利用磁致伸缩效应来实现精密加工和电加工的微位移自动进给。文中论述了磁致伸缩进给传动的基本工作原理,设计了实验装置和供电、控制系统,分析了初步的实验结果。     

某型起重机回转机构动力装置的技术改造

<正>1.回转动力装置结构及存在问题(1)结构某型起重机于上世纪70年代进口,其回转动作的动力由磁力扭矩装置提供。该磁力扭矩装置由2个磁耦合器及供电部分组成。2个磁耦合器中,1个磁耦合器产生的磁力扭矩供上吊部分向右旋转,另1个供上吊部分向左旋转。供电部分由交流发电机、控制箱、旋转控制器(控制旋转速度)组成。(2)存在问题该起重机经多年使用后,其回转动作时有时无,且无法控制回转速度,严重影响了该起重机     

基于内部级数法的高均匀度磁传感器标定装置设计

在对磁传感器进行标定时,Maxwell线圈在磁梯度场均匀度要求高且对线圈空间尺寸有严格限制时并不适用,针对这个问题设计了一种具有高均匀度的磁梯度线圈作为磁传感器标定装置。应用内部级数法对单个轴对称线圈产生的磁场进行数理分析,进而得到其磁场梯度分布的一般特性,在此基础上计算出高均匀度磁梯度线圈的结构参数与均匀度。对线圈模型进行仿真分析并完成了磁梯度线圈装置的设计和制作。最后,根据仿真结果与实际测量得到的数据,验证了设计的正确性。     

水润滑轴承加载装置动态磁热耦合机理研究

针对水润滑轴承动态试验研究中电磁加载装置发热以及电磁力不稳定等现象,为了给轴承研究提供准确载荷,对电磁加载装置动态下的磁热耦合机理进行研究。首先建立了电磁加载装置能量损耗数学模型,对能量损耗进行理论分析;其次,构建了电磁加载装置物理模型,进行磁热耦合仿真分析,得到了磁感应强度、铜损耗以及铁损耗的变化规律;最后,进行电磁加载装置能量损耗试验。研究结果表明：动态下电磁力不稳定的主要原因是加载装置存在能量损耗,且以铜损耗与铁损耗为主;能量损耗与轴转速、加载装置激励电流以及初始温度有关,在激励电流1～3 A、转速0～1 800 r/min以及温度22～50℃工况下,电磁力试验值与仿真值最大误差为4.7%。     

基于ADAMS的双螺旋摆动液压缸动态特性分析

双螺旋摆动液压缸的双螺旋式传动结构具有承载能力大、结构紧凑、摆动角度大、回转精度高等特点。利用Pro/E三维设计软件建立了双螺旋摆动液压缸虚拟样机模型,并运用ADAMS专用接口技术(Mech/Pro)将其导入至ADAMS系统动力学仿真软件;基于传统拉格朗日方程对摆动液压缸模型进行动力学仿真计算。通过仿真,对双螺旋摆动液压缸的输出扭矩与负载启动特性进行了分析;并通过摆动液压缸力学实验,验证了动力学仿真结果的可靠性,为今后物理样机的设计与制造提供理论支持与技术借鉴。     

一种新型波浪能发电装置的性能

如何稳定有效地获取波浪能是海洋能研究方向的一个热点,设计了一种利用上下摆动叶片拾取波能的新型波浪发电装置。基于线性波理论,对叶片进行受力分析,得出计算装置拾取波能效率的方法,然后利用Fluent对装置模型进行模拟仿真,计算出模型的转矩,并且得到叶片的最优摆角。讨论分析了如何计算装置的发电功率,进一步验证了装置的可行性,为下一步定量优化装置,提供了理论依据。     

输入整形法在起重机中的应用

针对龙门起重机的吊重摆动问题,建立吊重摆动的动力学模型,利用输入整形法对龙门起重机吊重摆动进行控制.通过求解限制方程,得出输入整形器的参数,并以Matlab/Simulink为仿真平台建立龙门起重机防摇控制仿真模型,仿真结果表明,输入整形控制可以显著减小龙门起重机转运过程中吊重的残余摆动.     

轮式装载机工作装置虚拟仿真研究

利用CATIA 3D建模软件,建立DL503型装载机工作装置三维模型,通过转化文件格式导入ADAMS环境中,进行工作装置连杆系统的仿真研究。确定模型关键点为参数化设计变量,以铲斗平移性为目标函数,同时建立边界约束函数和性能约束函数。进行模型的优化分析,求解出工作装置连杆机构最优设计方案,得到铲斗平动性的优化曲线,大大降低铲斗摆动角度,改善铲斗平移性指标。     

钢轨漏磁检测仿真分析及试验研究

为保障高速铁路的行车安全,针对现有高速铁路钢轨轨面伤损检测的需求,设计了一种携带有漏磁检测装置的钢轨探伤小车,并分析了钢轨探伤小车的结构组成和漏磁检测装置的检测原理。同时,在有限元分析软件 ＡＮＳＹＳ中建立了钢轨轨面漏磁检测的三维有限元模型,针对钢轨轨面主要的裂纹类和圆柱形缺陷,在软件中进行了钢轨缺陷的漏磁场特征仿真分析。通过计算分析,得出钢轨缺陷漏磁检测信号与传感器提离值、裂纹类缺陷长度、裂纹类缺陷深度、圆柱形缺陷直径、圆柱形缺陷深度的对应变化关系。最后,通过制备人工裂纹类和圆柱形钢轨缺陷,搭建起钢轨漏磁检测的试验平台,通过漏磁检测试验,验证了软件仿真结果的正确性。