一种龙门式加工中心横梁的动力学仿真研究

对一种国产龙门式加工中心的横梁关键部件,采用机械系统多刚体动力学仿真软件ADAMS和有限元分析软件ANSYS进行了静动态特性分析;在考虑重力和切削力作用下,由ADAMS计算出导轨与滑块间的作用力,从而计算出横梁部件的静态变形;通过动态测试和参数辨识方法获得导轨结合面特性参数并将其应用到横梁滑箱系统整体有限元模型中,经过模态分析得到系统固有频率和各阶振型图,并进一步分析了结合面参数变化对横梁滑箱系统整体动态特性的影响.     

基于SimHydraulics的水轮机调速器电液随动系统故障仿真与分析

为提高水轮机调速器电液随动系统运行可靠性,解决系统运行过程中常见故障在初发阶段难以判断的问题,提出一种基于SimHydraulics软件的水轮机调速器电液随动系统故障仿真与分析方法。首先基于SimHydraulics软件建立电液随动系统仿真模型;其次通过设置各液压元件的参数,模拟液压系统中常见故障;最后结合仿真数据的方差定量运算,分析系统在不同状态下活塞杆运动和响应特性曲线。仿真结果表明：该模型能够有效模拟电液随动系统的动态特性,通过对故障特征仿真进行结果分析,可直观判断出不同故障发生的位置、原因以及对系统运行的影响程度,可为后续检修及预防工作提供有效理论依据。     

湿喷机液压制动系统制动阀性能研究

为了研究串联式双回路液压制动阀对湿喷机制动性能的影响,根据制动阀结构及工作原理,考虑稳态液动力等非线性因素,采用键合图理论建立了液压制动系统的动力学模型,基于MATLAB平台仿真分析了制动阀的静、动态特性,并在湿喷机上搭建实验平台进行其制动性能测试。结果表明：制动阀输出压力具有比例特性,后桥制动响应快于前桥,且后桥制动压力约大于前桥制动压力0.2 MPa;制动阀双段制动压力梯度的设计可以满足湿喷机在高低速行驶时动能差别较大的制动需求;制动阀阶跃响应迅速,系统能在0.3 s内趋于稳定,且无明显压力超调,制动性能稳定;在制动阀复位阶段,制动油缸将工作腔油液迅速排入油箱,解除制动。制动压力的测试值与仿真值基本吻合,验证了所建模型的准确性。研究结果可以为制动系统的参数匹配和制动阀结构优化提供参考。     

结合运动仿真与阀信号检测的ESC HIL测试研究

为内置集成车辆姿态传感器的ESC能够进行完整的功能和故障安全策略测试,提出在硬件在环(HIL)仿真测试技术中融合运动仿真及电磁阀信号检测方法。三维运动转台通过模拟车辆三轴运动实现对车辆姿态传感器的运动激励;液压控制电磁阀信号检测单元通过霍尔传感器直接对线圈磁场强度进行感应,再通过参数标定实现对阀控制电流的准确采集,继而驱动液压调节器模型;基于悬架KC及轮胎动态试验等数据对整车系统模型进行参数化与调校,使之与实车特性具有较高的一致性;对功能测试内容及各类故障模式进行分析。构建的ESC HIL仿真测试系统平台能够为集成式ESC提供完整的虚拟整车运行环境,开发的测试评价规范可以作为对ESC控制进行评价的有效依据。     

基于热声效应的多功能声波制冷系统的研制

在详细分析了热声效应的微观工作原理的基础上,结合有关温度、压力等参数测量与控制技术。完成了以天然工质——空气为制冷工质的声波制冷主机系统、电气控制系统、高精度动态测试系统和高速数据采集系统的研制与开发,最终形成了一套相对完整的多功能声波制冷测试实验平台。在实验系统的运行范围内,温度测量的准确度为0．5K,通道扫描数为50／s,压力测量的准确度为量程的0．1％,最大采样时间为3μs。大量的实际运行结果表明：新研制的多功能声波制冷实验系统性能稳定,测试结果可靠,利用该实验系统既可获得声波制冷各个参数间的动态关联特性,同时可以完成声波制冷的综合性能测试及优化对比实验,为声波制冷的理论研究和实用化进程提供可靠的实验数据。     

基于模型的汽车电控单元仿真测试技术研究

首先介绍了三种在环仿真测试技术:模型在环仿真,软件在环仿真和硬件在环仿真的基本原理,以及它们在车用电控单元研制过程中不同阶段的应用。在此基础上,作者研制了汽车电动驻车制动控制器软件在环仿真测试系统及汽车组合仪表电控单元通讯软件自动测试硬件在环仿真测试系统。前者实现了对电动驻车制动系统的全参数动态模拟,为电动驻车制动系统控制软件的开发测试提供了仿真测试环境;后者实现了对组合仪表电控单元通讯软件的自动测试。     

电流变液静压导轨系统静动态特性研究

研究了一种以电流变液为润滑介质的静压导轨系统静动态特性。利用液阻网络理论,在分析电场强度与电流变液黏性关系,综合考虑关联参数的基础上,建立了电流变液静压导轨系统的CFD计算数值模型。根据摄动理论,利用Fluent动网格技术,研究了在不同工作变量下电流变液静压导轨的静动态特性。研究结果表明:电场强度、负载因素与初始压力比等工作变量均会对电流变液静压导轨系统性能带来影响;电场强度增强会使系统流量减小,阻尼系数增大,但不会对系统静刚度带来影响;改变切削力载荷频率,导轨系统会出现共振现象,增强电场强度可显著提高系统动刚度,抑制共振时的最大振幅。实验结果与仿真数值一致,为电流变液静压导轨的设计应用提供了理论参考依据。     

波轮式全自动洗衣机振动模型的建立

为建立波轮式全自动洗衣机(以下简称波轮式洗衣机)显含悬挂系统设计参数的振动模型,首先分析了波轮式洗衣机组成结构,对各部件分类描述,并推导出相应的动能描述形式;进而在分析悬挂系统作用力成分的基础上,建立了悬挂系统空气动力学模型与摩擦模型,对其计算结果进行了讨论,并与实验结果进行了对比,两者非常接近;最后,结合悬挂系统模型,并引入液体平衡环的稳态平衡机理,应用第二类Lagrange方程,建立了整机振动模型.根据最小势能原理,应用遗传算法估算整机静平衡位置,在此基础上,采用四阶Runge-Kutta法求解整机运动轨迹,给出了仿真结果并分析了系统振动与悬挂系统中一些设计参数间的关系.     

基于AutoCAD与Maxwell的电阻型高压分压器建模与磁场仿真

由于高压实验的复杂性以及难以计算杂散电容的影响,高压分压器的研制可能与预期有较大误差,通过对高压分压器建模仿真分析判断其是否符合设计需求。将CAD建模软件与Maxwell磁场分析软件结合使用,首先利用AutoCAD强大的参数化设计能力,建立高压分压器的三维模型,再由两者间的接口,将所建模型导入Maxwell静磁场有限元分析软件中进行电磁分布仿真,可以有效地提高建模速度,提高模型质量,简化分析工作,以达到指导分压器设计制作的目的。     

不同边界约束条件下某汽车白车身静刚度分析

边界理想约束条件下,汽车白车身静刚度试验测试系统复杂、成本高,而采用边界全约束条件测试时误差较大,不能满足精度要求。为解决上述问题,建立了某一边界约束条件下某汽车白车身静刚度仿真模型,并对白车身静刚度进行了数值分析,同时利用物理试验验证了该仿真模型的有效性。基于已验证的仿真模型,建立了12种不同边界约束条件下白车身静刚度仿真模型,并对比分析了不同边界约束条件下的白车身静刚度。结果表明,有1~2种边界过约束条件,可替代汽车白车身静刚度仿真分析及试验测试中的边界理想约束条件,其误差在-2%~2%范围以内,这既能降低试验测试费用,又满足了精度要求。研究结果具备较好的推广价值,可以为汽车开发人员提供参考。     

基于S3C2410X的车辆制动监测装置研制

根据车辆104空气制动机的参数特征,研制了一种基于S3C2410X处理器的车辆制动系统监测装置,该装置可实现车辆制动系统常见故障的检测,并对检测结果及制动系统状态数据进行大容量存储,实现对制动机维护的计算机管理。监测装置由气体压力传感器和32位嵌入式计算机两部分组成。压力传感器检测列车制动管、制动缸和工作风缸的压力值。嵌入式计算机通过对传感器提供的信息进行分析处理,实现故障的判别、显示和报警。在单车试验台上进行了车辆制动机故障模拟试验,实验结果表明,该监测装置能够实现常见制动故障的实时检测和报警。     

鼓式制动器制动不稳定时变特性分析

由于工作环境复杂多变,制动器工作不稳定而导致振动和噪声,鼓式制动器制动时的温度变化对制动不稳定性影响较大,研究制动不稳定性影响因素及其制动不稳定时变特性具有实际工程意义。基于鼓式制动器四自由度接触模型,分别在Hypermesh和ABAQUS中建立鼓式制动器制动鼓和制动蹄总成模型与摩擦制动接触模型并进行试验验证;通过热机耦合动态分析,研究制动鼓温度对制动应力的影响;分析弹性模量和热膨胀系数对鼓式制动器制动不稳定时变特性的影响。分析表明：制动不稳定性是摩擦力耦合所致;制动过程中制动鼓温度与应力相互作用且均先快速上升后缓慢下降;鼓式制动器制动不稳定时变特性主要体现在不稳定模态个数及不稳定倾向系数（tendency of instability, TOI）值的变化,制动温度变化导致弹性模量变化,引起不稳定模态个数和TOI值略有变化,弹性模量对鼓式制动器制动不稳定时变特性影响较小;制动温度变化导致热膨胀系数变化,引起不稳定模态个数和TOI值先大幅降低后略有升高,热膨胀系数对鼓式制动器制动不稳定时变特性影响较大。研究结果对改善汽车制动声品质具有一定指导意义。     

飞机刹车用长寿命高摩擦特性炭/炭复合材料制备技术(英文)

以针刺炭纤维准三向结构整体毡为预制体,经丙烯气体狭缝定向流的"外热内冷"、"内热外冷"径向热梯度CVI工艺致密技术,优化组合的热解炭/树脂炭双元炭基体技术,通过调控高温处理技术等三大关键技术制备了A320系列飞机炭刹车盘材料。与现用的A320系列飞机进口炭刹车盘进行了地面台架对比试验和装机应用。结果表明:自主开发的炭刹车盘其设计着陆能量和超载着陆能量的摩擦特性与国外相当,但在高能载(RTO)刹车时,其摩擦系数提高了21%～48%,静摩擦系数提高了28%;装机应用寿命平均达到2700次以上,比国外产品寿命提高了23%,凸现出长使用寿命和高摩擦特性的特色。     

Non-uniformity in braking in coaching and freight stock in Indian Railways and associated causes

Non-uniform braking of wheel sets in locomotives and coaches/wagons can have disastrous consequences e.g. from wheel locking leading to derailments or thermal cracking, particularly under emergency braking conditions. Currently, while rigorous testing is used to characterize brake block characteristics and brake application time, no methods exist to determine the “variability” in braking across the different wheel sets, e.g. from differences in brake block characteristics, brake rigging, and performance of distributor valves. In this work, temperature rise in railway wheels is used to gauge normalized heat input coming in to wheels from braking. Two sets of field trial data are used to investigate variability of braking: (i) continuous rim temperature data for locomotive wheels and (ii) one time measurement of wheel rim temperatures of all wheels. The data is used to pin point the causes for non-uniformity in braking and to characterize the extent of non-uniformity. Non-uniformity in braking is found to be particularly severe in freight trains as compared to passenger trains. Faulty distributor valves are seen to result in maximum braking effort on wheels that is as high as seven times that of average braking effort in freight trains.     

超深矿井提升机制动盘热性能分析与优化

超深矿井提升机制动盘在紧急制动过程中由于受到摩擦循环热载荷的作用，内部产生较大的热应力，同时高温会导致制动盘和闸片摩擦制动性能下降甚至失效。针对制动盘制动热性能问题，根据热传导理论和有限元分析方法，建立了制动盘组件三维有限元模型，采取直接耦合方法对制动盘制动过程中的热应力场进行模拟研究，并通过实验验证了仿真参数设置的正确性。分析了闸片数量和排布方式对制动工况下制动盘温度和应力分布的影响。结果表明，在制动阶段，制动盘摩擦面温度先急剧上升，后缓慢下降，摩擦面温度呈现锯齿状波动性变化，制动过程中应力变化规律与温度变化规律相同。原制动盘在制动过程中的最高温度为134.8℃，最大应力为230.2 MPa，高温和大应力区域集中于摩擦面附近；增加闸片数量的制动盘最高温度为142.4℃，最大应力为251.1 MPa，高温和大应力区域同样集中于摩擦面附近；改变闸片排布方式的制动盘最高温度为86.5℃，最大应力为119.1 MPa，高温区域和大应力区域范围较小。由此可知，改变闸片排布方式更能显著降低制动盘温度和应力，并且温度场和应力场分布更均匀。研究结果可为制动盘热性能优化设计提供理论参考。     

基于实时温控系统的鼓式制动器设计

针对货车制动器失效问题设计了一套自动降温双核控制系统制动器,主要是对制动器的温度控制系统、主副双单片机之间通信的软硬件进行了设计,通过温度传感器测试刹车片实时温度,经过信号转换传给单片机进行分析处理,控制继电器淋水阀喷水降低制动器温度,系统加设双单片机进行控制,以提高鼓式制动器的可靠性,保证行车制动安全。     

完善对滚筒反力式制动检验台的“检定”

分析了同一辆机动车在不同型号的制动台上由相同检验员检测,会得到不同的结果的原因。通过"机械"或"电子"方法对滚筒反力式制动检验台进行"模拟制动力"加载,经实验验证,是对滚筒反力式制动检验台原"静态检定"工作的一种有效、可靠的"完善"和"弥补"。通过"模拟制动力"加载试验,能发现滚筒反力式制动检验台或计算机联网中存在的问题。提出滚筒反力式汽车制动检验台在生产、使用中应注意的问题。     

基于PLC的生产线输送速度分时段控制模型

目的 生产线输送过程中,由于忽略了实际值和模糊论域之间的数值转换,导致分时段生产线输送速度效果差,稳定性低,影响生产线输送设备的运转,为此提出基于PLC技术的生产线输送速度分时段控制模型.方法 根据PLC技术特点,计算生产线输送速度分时段控制量化因子和比例因子,实现输入指令实际值和模糊论域之间的转换;根据工厂对生产线输送速度的实际需求,建立生产线输送速度分时段控制模型,并将量化因子和比例因子计算过程代入,分时段控制生产线输送速度.结果 实验结果表明,对生产线输送速度的控制效果、电机转速波形收敛速度和模型的稳定性进行测试后,与实际控制指令产生的速度阶段变化完全一致,电机转速波形收敛速度最高可达到1100 r/min,幅值裕度维持在10 deg/dB.结论 此次研究的生产线输送速度分时段控制模型,可以根据指令分时段控制生产线输送速度,且在控制生产线的过程中,具有较快的响应速度和较高的稳定性.完成了生产线输送速度分时段控制,为生产线智能化提供参考.     

制动器动态特性的仿真研究

采用ADAMS建立双块式电磁制动器的动力学仿真分析模型,并对其进行模拟仿真,产生制动臂在制动过程中各个方向的加速度时域图。经过对各种曲线图的比较,明确在制动过程中弹簧的刚度系数、制动时间以及制动臂振动之间的相互关系。