空间星形双凸轮泵的设计与流量脉动分析

为保障民航飞机冬季运行安全,对飞机进行地面除冰至关重要。针对除冰供液系统中传统往复泵存在的流量脉动问题,设计了一种空间星形双凸轮泵。该泵采用两个凸轮180°对称上下布置,每个凸轮同时驱动具有规定相位角的3根活塞杆,使得整机呈空间星形多角度布局。修正五次项和正弦运动规律,设计出平滑无冲击的新型运动规律:推程为"正弦—等速—正弦",回程为"五次项—等速—五次项"。采用解析法建立凸轮轮廓曲线数学模型,对整机进行运动学仿真,进而精确设计凸轮轮廓曲线。计算流量脉动率,并通过试验数据验证了数值模拟的合理性。该新型泵能够降低流量脉动率,实现稳定均匀供液,为民航地面特种装备的研制提供理论基础。     

基于组合运动规律的新型圆柱凸轮往复泵的流量脉动分析

为防止破坏高分子除冰液的化学物理性质,现有国产飞机地面除冰系统采用传统往复泵进行供液。针对往复泵存在的流量脉动问题,设计了一种新型圆柱凸轮往复泵。该泵采用奇数缸空间对称的结构布局方式:在圆柱凸轮上均匀布置3根活塞杆,每根活塞杆左右对称驱动一组液压缸。对余弦曲线进行修正,设计了正弦加速—等速—余弦减速的组合运动规律,构造出一条平滑连续的新型加速度曲线。考虑多缸流量叠加平稳性,将各活塞杆运动的相位耦合,进而推导出圆柱凸轮的廓线方程。应用解析法建立数学模型,对比新组合曲线与余弦曲线的运动学特性,计算出流量脉动率。试验分析验证了仿真结果的合理性,该新型泵可有效抑制流量脉动,为民航除冰装备研制提供了依据。     

新型横纹螺旋盘管强化传热的数值模拟

为了增强螺旋盘管的传热性能,对现有的普通螺旋盘管进行优化设计,提出一种管壁向内凸起形成环肋的异型管,称为横纹螺旋盘管。通过数值模拟方法对横纹螺旋盘管和普通盘管内部流动和传热过程进行模拟。应用场协同原理对其速度场和温度场的协同作用进行分析。实验数据与仿真结果的误差在5%以内,验证了数值模拟方法的正确性。在不同Re(雷诺数)条件下,计算两种盘管的Nu(努塞尔数),进而与Gnielinski(格尼林斯基)修正公式计算结果进行比较,误差在10%以内。结果表明:环肋结构通过工质旋转流动破坏边界层厚度,改善了管内速度场与温度场的协同程度,从而实现了强化传热。在较高的Re范围内,横纹螺旋盘管的Nu为普通盘管的1.29~1.43倍。因此,横纹螺旋盘管具有更好的传热性能,为异型螺旋盘管的研究及工程应用提供一定的理论依据。     

新型飞机除冰液加热管的优化设计

飞机地面除冰系统是保障冰雪天气民航飞行安全的重要装备,加热管是该系统的关键元件。为满足对高黏度除冰液的快速加热需求,提出一种新型双螺旋梯形槽管。建立以槽深h、上底宽m、底角θ为结构特征参数的异型管数学模型,采用多项式函数构建响应面近似模型,综合考虑结构参数对努塞尔数、阻力系数和综合评价指标的影响。利用非支配排序遗传算法进行多目标优化,筛选得到结构参数的Pareto最优解集。结果表明:当h∈[1. 06,1. 08]、m∈[0. 17,0. 33]和θ∈[84. 06,84. 75]时,努塞尔数提高了78. 7%,综合评价指标提高了60%~62%。优化后的异型管可实现除冰液的快速加热,有利于提高航班正点率。     

剪刀架单元输入配置方式比较研究

剪刀架机构大量应用于民航领域特种设备中。从机构学出发,以剪刀架单元为研究对象,通过分析自由度和建立输出、输入运动方程,研究剪刀架单元的运动学位置方程。提出行程放大系数与最大行程两个指标,用来评价不同输入方式的效率。结合实际应用,对现有输入方式进行比较,结果表明支臂间输入方式具有最优性能。     

一种新型非对称并联机构的运动学分析

研究了一种新型非对称并联机构的结构特点，详细阐述了并联机构的创新概念及设计思想。在运动学模型基础上，计算了位置正解、逆解和速度。以雅可比矩阵条件数为指标，将该机构与SKM400机构进行了运动学分析对比。该机构具有良好的工业应用前景。     

并联机构SKM400的运动学研究

介绍了并联机构SKM400的结构特点,建立了运动学模型,计算了位置逆解和速度.以雅可比条件数及全域均值为指标,对其运动学性能进行了评价.理论分析表明,该机构简单有效,具有良好的应用前景.