论筑路机械冷却装置液压驱动系统的设计

筑路机械是保证道路工程建设顺利实施的有利条件,各种大、中、小型机械设备的推广满足了不同道路施工的需求。社会现代化建设策略颁布之后,国内各地的市政工程数量日趋增多,机械设备在作业期间承担的负荷也成倍增加。冷却装置是调解设备温度的重要结构,通过及时输送冷却液以起到良好的降温效果,避免机械设备运行受到高温因素的影响。鉴于此,本文分析了筑路机械冷却装置液压驱动系统设计的相关问题。     

液压驱动机械臂的设计与关节驱动分析

设计了一种新型六自由度串联机械臂,并提出了基于液压摆动缸的机械臂驱动关节控制方法。机械臂驱动关节由两个输出轴相互垂直的液压摆动缸提供动能,驱动形式采用闭环液压驱动,闭环控制系统由上位机、信号控制卡、电位传感器等组成。建立了该机械臂的三维模型,应用D-H方法对其进行了运动学建模和正向运动学分析,最后对基于液压摆动缸的机械臂驱动关节控制方法进行了实验分析,得出了机械臂关节运行速度与脉宽调制(PWM)调速占空比的关系,根据实验结果得出了相应的运动曲线关系,为串联机械臂位置控制、运动路径控制研究提供了基础。     

新型四自由度3T1R并联机器人机构运动学分析与优化设计

目的 针对自动化生产线分拣需求,提出一种新型四自由度的三平移一转动（3T1R）并联机器人机构。方法 根据方位特征集设计理论验证并联机器人机构的运动性质。利用机构的构型特点建立运动学方程模型,对其进行位置正解和逆解的分析,通过数值法搜索得到并联机器人机构的工作空间图形和转动能力等高线图。同时分析并联机器人机构的雅可比矩阵JX以及奇异性。最后以工作空间最大化作为适应度函数,基于遗传算法对机构结构尺寸进行最优化分析。结果 该机构操作空间具有规则形状、无空洞、较大的特点,优化后的并联机器人机构工作空间性能提升45%。结论 操作空间内运动灵活性较好,优化后工作空间性能得到显著改善。在电子包装自动化生产线搬运分拣领域具有较好的应用前景。     

1-3型压电纤维复合材料结构参数对驱动性能的影响

采用有限元方法对1-3型压电纤维复合材料(Macro-fiber composites,MFC)建立微机电模型,讨论了交叉指形电极关键尺寸、两相结构尺寸对驱动性能的影响.结果表明:分支电极中心距P一定时,取较大的分支电极宽度w可得到较大的自由应变和夹持应力;当分支电极宽度w不变时,随p/w的增加,自由应变增加而夹持应力减小;采用交叉指形电极结构可使1-3型压电纤维复合材料具有较高的横观各向异性,横向效应系数可提高2.3倍.较小的聚合物层厚度a、纤维截面尺寸c有助于提高压电纤维复合材料的驱动性能,较小的纤维间聚合物宽度b有助于提高压电纤维复合材料的自由应变,但夹持应力则相应降低.     

基于可持续发展视角下的纸家具3R设计研究

目的从可持续发展的视角探究纸板家具的3R设计策略。方法分析纸板家具的特性,根据"减量化、再利用、可循环"的3R设计原则,提出纸板家具3R设计策略,并将纸家具的设计过程分为设计阶段—使用阶段—使用后阶段,分别提出设计阶段的减量化控制,使用阶段的再利用引导和使用后阶段的可循环技术支撑,以及各个环节具体要素的实施策略。结论将3R设计原则置入楞纸板家具设计,实现了绿色设计的双重保障,3R设计策略方法不但实现了材质本体在现代生活中的实际应用,同时加强了资源可持续使用的有效成果,节省了设计阶段和后期制作的成本。纸家具的绿色设计策略研究,对市场、资源、环境等有重要的现实意义。     

基于CSI 效应的高耸结构液压驱动ATMD风振控制研究

在高耸结构风振控制中,由于忽略控制系统与结构振动的相互作用（CSI）,造成实际模型与理论模型存在差异,往往造成实际控制效果与理论控制效果不一致,导致控制效果不佳。本文以某电视塔为对象,将CSI 效应考虑在高耸结构模型中,建立了考虑CSI效应的动力特性模型,并与不考虑CSI效应的理想模型进行了对比分析。基于结构动力特性模型,分析了在控制算法中,考虑与不考虑CSI效应对控制效果的影响。为高耸结构ATMD风振控制提供相关的工程建议。     

三维多肽支架中前成骨细胞MC3T3-E1成骨分化的初步研究

在多肽EAK16水凝胶支架上接种小鼠前成骨细胞MC3T3-E1,采用倒置显微镜观察细胞形态,CCK-8(细胞计数试剂盒)检测细胞增殖情况。细胞在诱导培养基中培养1周后,观察不同时间段细胞碱性磷酸酶的分泌活性。采用ALP染色和茜素红-S染色作为定性实验研究MC3T3-E1向成骨方向的分化情况。结果表明,MC3T3-E1细胞在水凝胶支架EAK16上有较好的黏附和增殖能力,诱导培养后细胞有较高水平的碱性磷酸酶表达和矿化基质沉积。多肽水凝胶支架对前成骨细胞MC3T3-E1具有较好的生物相容性。     

Sn掺杂钙钛矿BaTiO3电子结构的第一原理研究：Ba（SnxTi1-x）O3

采用基于密度泛函理论（DFT）的全势线性缀加平面波（FPLAPW）方法,对Sn掺杂钙钛矿BaTiO3电子结构进行了第一性原理研究,构造了3个不同的超胞,分别为1×2×2、1×1×3和1×1×2,即：分别由4个、3个和2个单胞组成的超胞。研究表明：当X≤0．33时,随着X值的增大,相应的费米面会向Sn掺杂BaTiO3导带的更高的能量处移动,以适应掺杂电子数目的增多,其态密度的演化可以用一个严格的带状模型来描述,所以,掺入BaTiO3体系的每一个电子都对体系的导电过程有贡献,从而使其室温介电常数大幅度提高,介电损失相对减小。复合材料的态密度的重新分布主要是由O—P与所掺入的Sn混合后的杂化而引起的。     

中温固体氧化物燃料电池阴极材料SrCo1-xGaxO3-δ的制备及性能研究

采用EDTA-柠檬酸联合络合法制备了SrCo_1-xGa_xO_3-δ (x=0、0.1、0.2、0.3、0.4)系列阴极材料。通过 X 射线衍射、热膨胀测试、X 射线光电子能谱和电化学阻抗谱等方法对试样进行分析, 研究了Ga掺杂量对材料性能的影响。结果表明试样均为钙铁矿结构, 随着 Ga 含量的增加, 阴极粉体材料热膨胀系数、电导率和阴极材料表面的吸附氧逐渐减小。其中, SrCo_0.8Ga_0.2O_3-δ的面电阻最小, 600℃时为 0.73 Ω•cm², 以其为阴极的单电池在650℃的工作温度下的最大输出功率达 0.484 W/cm²。     

(1-x)CaTiO3-xLi1/2Sm1/2TiO3陶瓷的微波介电性能研究

采用固相法制备了(1-x)CaTiO3-x(Li1/2Sm1/2)TiO3系列微波介质陶瓷材料,研究了该体系的相组成、烧结性能和微波介电性能之间的关系.结果表明:在x=0.1～0.9mol范围内,(1-x)CaTiO3-x(Li1/2Sm1/2)TiO3体系均形成了单一的斜方钙钛矿结构;x=0.1～0.5和x=0.6～0.9组分的最佳烧结温度分别为1250和1300°C;介电常数εr、无载品质因数与谐振频率乘积Qf值、谐振频率温度系数Tf均随着x的增大而减小.当x=0.7时, 1300°C下保温5h烧结得到的材料的微波介电性能为: εr=116.5,Qf=3254GHz,Tf=42.43 ×106/°C.     

液压柔性机械臂运动及振动的鲁棒控制

针对液压柔性机械臂刚体运动和振动控制，本文提出了一种新的鲁棒控制器设计方法。该设计方法结合了反演控制设计方法、滑模控制理论及极点配置技术，对系统不确定性具有较强的鲁棒性。其中滑模控制主要是通过虚拟控制扭矩的设计，来实现在柔性臂端点负载不确定的情况下，对其刚体转角和柔性振动的控制；反演控制设计主要是完成系统的实际输入——液压伺服阀阀芯位移的设计；而极点配置应用于滑模平面极点的设置，获得期望的系统动态响应。基于Lyapunov稳定性理论的系统稳定性分析，证明系统跟踪误差将收敛于有限区域内。仿真实例表明了本文方法的有效性。     

一种采用R32的三联供系统

介绍一种带热水功能的R32热泵系统的专利技术及其实验研究与用户体验,该技术采用的制冷剂系统结构比传统的风冷热泵增加1个显热回收换热器,热水系统结构与传统的相比增加1个水路三通阀,其中热水箱含内置换热盘管,盘管内走循环加热水;能够实现单制冷、单制热供暖、制冷部分热回收、单制热水和制热同时制热水等5种运行模式;将R32排气温度高的缺点转化为优点,夏季可以得到75℃的热水,冬季可以得到85℃的热水,提高热水箱的使用效率。     

Assessment of creep rupture properties for dissimilar steels welded joints between T92 and HR3C

Dissimilar steels welded joints, between ferritic steel and austenitic stainless steel, are always encountered in high‐temperature components in power plants. As two new grade ferritic steel and austenitic stainless steel, T92 (9Cr0.5Mo2WVNb) and HR3C (TP310HCbN), exhibit superior heat strength at elevated temperatures and are increasingly applied in ultra‐supercritical (USC) plants around the world, a complete assessment of the properties for T92/HR3C dissimilar steels welded joints is urgently required. In this paper, metallographic microstructures across the joint were inspected by optical microscope. Particularly, the creep rupture test was conducted on joints under different load stresses at 625 °C to analyse creep strength and predict their service lives, while their fractograph were observed under scanning electron microscope. Additionally, finite element method was employed to investigate residual stress distribution of joints. Results showed that the joints were qualified under USC conditions, and T92 base material was commonly the weakest part of them.     

Mg-3Zn-1Zr合金细径管材的挤压模具设计

基于Mg-3Zn-1Zr合金本构方程运用Defrom-3D软件对多种Mg-3Zn-1Zr合金细径管材的挤压模具参数的配合进行了有限元模拟分析。结果表明:挤压模入口圆角半径一定时,挤压模模角越大,挤压杆的载荷越小,挤压模圆锥段发生紊流现象越严重,挤压死区越大。挤压模入口圆角处的磨损最为严重,当挤压模模角为120°,挤压模入口圆角半径为2 mm时,模具磨损最小,挤压载荷和模具应力也较小。工作带长度超过4 mm时,随着工作带长度的增加,模具磨损深度显著增大,管材与模具易产生黏结,进而产生缺陷和变形不均匀。采用模拟优化的模具挤压出的Mg-3Zn-1Zr合金细径管材表面质量良好、尺寸精度高,说明基于Deform-3D有限元分析能够为实际模具设计与镁合金型材的生产提供可靠参考。     

从3R原则分析绿色包装设计

在当今世界环保大潮的冲击下,进行绿色包装设计已经成为包装业发展的必然趋势.通过对减量化原则、重复利用原则和再循环原则3个方面对绿色包装设计的原则和内容进行分析与探讨,为设计师提供了一个新的思考点和设计方法.     

地面运动激励下结构的动力学形状优化设计

通过推广和修改ESO方法来进行结构形状优化设计，以达到控制地面运动激励下的结构随机动力响应的目的，根据工程实际要求，用随机动力学理论构造具有白噪声功率谱的地面运动的随机响应表达式。基于特征导数的模态截断法和近似处理，导出了一套平均均方动响应的灵敏度公式，在优化软件上实现了形状优化算法，提供的算例显示了本方法的合理性和有效性。     

A variationally consistent αFEM (VCαFEM) for solution bounds and nearly exact solution to solid mechanics problems using quadrilateral elements

A variationally consistent alpha finite element method (VC αFEM) for quadrilateral isoparametric elements is presented by constructing an assumed strain field in which the gradient of the compatible strain field is scaled with a free parameter α. The assumed strain field satisfies the orthogonal condition and the Hellinger–Reissner variational principle is used to establish the discretized system of equations. It is shown that the strain energy is a second‐order continuous function of α, and the VC αFEM can produce both lower and upper bounds to the exact solution in the strain energy for all elasticity problems by choosing a proper α∈[0, α_upper]. Based on this bound property, an exact‐α approach has been devised to give an ultra‐accurate solution that is very close to the exact one in the strain energy. Furthermore, the exact‐α approach also works well for volumetric locking problems, by simply replacing the strain gradient matrix by a stabilization matrix. In addition, a regularization‐α approach has also been suggested to overcome possible hourglass instability. Intensive numerical studies have been conducted to confirm the properties of the present VC αFEM, and a very good performance has been found in comparing to a large number of existing FEM models. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于Ansys Workbench的机电产品木质包装箱的结构优化

目的为了节约木材资源,降低包装箱的生产成本,优化某型机电产品木质包装箱的结构尺寸。方法根据产品的外形尺寸、质量分布和运输要求,利用UG软件设计木质包装箱的结构,将其主要承载构件――枕木和纵梁的三维模型导入Ansys Workbench中,然后建立枕木和纵梁的优化模型进行迭代分析求解,获得枕木和纵梁截面尺寸、最大挠度和体积的最优解,再对优化前后的枕木和纵梁结构进行有限元分析比较。结果在满足弯曲强度和刚度的条件下,枕木的最优截面宽度和高度为0.044 m和0.032 m,纵梁的最优截面宽度和高度为0.148m和0.158m;优化后枕木和纵梁的总体积分别降低了41.324%和8.661%,包装箱总质量降低了34.79kg,实现了减少木材用量的优化目标。结论合理增大枕木和纵梁的截面高度可提高其刚度,适当减小枕木和纵梁的截面宽度可显著降低其体积和质量。