纵轴式掘进机截割头横摆时的运动学分析及其仿真

利用坐标变换,建立了纵轴式掘进机截割头横摆时的截齿运动轨迹,运动速度和加速度方程,通过计算机仿真了截割头转速和截割臂水平摆动速度对截齿运动速度和加速度以及其相对变化率的影响,根据仿真结果,截齿运动速度和加速度随截割头转速增加而快速增加,但其相对变化率在减小;截齿运动速度和加速度不会随截割臂水平摆动速度的增加而明显增加,但速度相对变化率增加很快,加速度相对变化率很小,这些为合理选择截割头工作参数提供了理论基础。     

直径17.70 m抛物碟式聚光装置的设计与研制

设计并建造直径17.70 m的碟式聚光装置,抛物镜面焦距为9.49 m,采光面积204 m~2。结合25 kW碟式聚光装置的研制经验,对聚光装置的部分结构进行新尝试,包括镜面单元采用铝蜂窝板基体,高度角机构采用下置式,镜面单元安装采用激光定位等。研制水冷平面接收靶,在视日跟踪状态对聚光装置焦平面的聚焦光斑进行测试,验证镜面单元安装及视日跟踪的有效性。配置S260型斯特林发电系统,运行表明DS-CSP系统的净输出功率与太阳直射辐照度(DNI)基本呈正线性比例关系,数据中DNI最大值为761 W/m~2,此时DS-CSP系统的净输出功率可达40.5 kW(测试时有效采光面积200 m~2),其光热转换效率为26.6%。     

新型回热器结构设计及换热特性研究

回热器作为斯特林热机的关键部件,对于太阳能斯特林热机整机性能有着重要影响。为克服传统金属丝网回热器结构存在的填料单一,制造成本较高,工艺复杂问题,采用实用等温分析法,以回热器的长径比、通流面积、填料种类以及孔隙率各项回热器参数为基础,设计了一种新型斯特林热机回热器,该回热器具有轴向压降小,换热性能高,结构稳定,加工制造简单的特点。开展了新型回热器和传统金属丝网回热器的换热性能对比研究,采用振荡条件下的局部热平衡方法研究回热器的传热过程,对比传统金属丝网回热器和新型回热器的温度变化,速度变化以及压力变化。结果表明:在整体孔隙率相同的条件下,新型回热器和传统金属丝网回热器相比,整体启动速率相似,但新型回热器压降减少0.04 MPa,速度出现分段式变化,有利于回热器的换热和结构稳定。因此,新型回热器不但在结构上优于传统金属丝网回热器,在换热特性上也优于传统金属丝网回热器。     

基于渐进结构优化法的碟式聚光器轻量化研究

采用多层次的优化策略,提出一种碟式太阳能聚光器桁架结构的优化设计方法。首先,基于渐进结构优化方法(ESO)建立聚光器机架的拓扑优化模型,针对拓扑优化中的棋盘格问题给出一种过滤消除方法。其次,根据机架结构的拓扑优化结果,提出一种桁架拓扑结构的特征线提取方法,将拓扑优化结果转换为可供截面优化的线单元。最后,对聚光器中桁架结构的截面尺寸进行优化。以38 kW碟式-斯特林太阳能发电系统为例,面向工程制造桁架结构开展轻量化优化设计。结果表明,自重下单件新型桁架和原有桁架的最大变形相同时,重量减轻了34.4%,优化策略为面向工程制造的桁架结构设计提供了新思路。     

G型π桥溢流阀试验研究

以π桥液阻网络理论为指导，研制了G型π桥溢流阀，对其稳态和动态特性进行了试验研究，研究表明，改变G型π桥溢流阀先导回路的液阻参数，可使该阀的稳态调压偏差△p为正、为零，也可以为较小的负值。在△p为正和零时，该阀具有良好的动态特性。当△p从零向负的方向增加时，其动态特性逐步变差并很快趋向不稳定。     

高污染受度液压泵的设计

控制或降低液压系统油液的污染度和提高液压元件的污染耐受能力是确保液压系统可靠工作的两个重要方面，本文分析了液压洋所在系统油液污染特性一定时影响泵污染耐受能力的诸我因素，指出了在结构形式确定的条件下设计高污染耐受度液压柱塞泵所要求的摩擦副材料与主要表面工艺。