高孔密度下泡沫铜的填充率对石蜡融化传热机理的影响

基于石蜡和高孔密度的泡沫铜制备了复合相变蓄热材料,设计并搭建了一套可视化蓄热实验装置,分析了高孔密度下泡沫铜填充率对石蜡相变过程的强化传热机理,得到了复合相变蓄热材料的综合传热系数。实验结果表明,当泡沫铜填充率为0、0.43%、1.29%和2.15%时,复合相变材料的综合传热系数先减小后增大,分别为1.26W/(m·K)、1.18W/(m·K)、1.44W/(m·K)和1.88W/(m·K),因此随着泡沫铜填充率的增加,复合相变材料的融化时间先增长后缩短。此外,随着泡沫铜填充率从0.43%增至2.15%,复合相变材料融化时传热机制中导热占比从17.26%上升到86.01%,自然对流占比从82.74%下降到13.99%。     

基于神经网络的液压材料试验机系统自适应PID控制研究

针对液压材料试验机运行过程的出现的精度不高、系统不稳定等问题,对该电液位置伺服系统进行了研究。首先建立了电液位置伺服控制系统的数学模型,运用Ziegler-Nichols传统PID整定方法进行了优化处理;此外设计利用了有监督Hebb神经网络学习算法,给出了基于Matlab语言的PID控制器的S函数,在此基础上建立了单神经元PID自适应控制器的Simulink仿真模型;在系统的稳定性和鲁棒性上,分别通过对传统PID控制方法或先进PID控制算法优化的系统动态性能进行了评价,并且进行了Matlab仿真模拟实验。研究结果表明:采用神经网络控制优化的电液位置伺服系统具有更好的稳定性和鲁棒性,优化解决了材料试验机运行过程中精度不高、系统不稳定的问题。     

基于MPC的自适应巡航算法改进研究

针对自适应巡航系统的前车加速度扰动问题,对跟车数学模型和模型预测算法的原理进行了研究。提出了一种估计器方法,基于前车的历史加速度信息,采用最小二乘的方法预测了前车未来加速度的变化规律,进而应用到跟车模型的模型预测框架中作为加速扰动预测值;建立了带有松弛变量的可执行约束条件,利用多目标优化求出了最优的期望加速度值;在静态驾驶模拟器对改进的模型预测算法进行了测试与验证,同时与传统的模型预测进行了对比分析。研究结果表明:改进的模型预测算法在对前车加速度存在扰动的情况下,能够实现良好的跟车功能。     

基于二次优化的商用车前桥轻量化

基于某型商用车前桥,提出了一种基于二次优化思想的轻量化设计方法。建立了该前桥有限元模型并进行仿真分析,结合疲劳耐久试验探究前桥真实载荷情况,验证了有限元模型的准确性。对前桥真实材料进行静载拉伸、弯曲疲劳试验,获得热处理后前桥材料的力学性能指标作为轻量化参考。前桥整体模型进行拓扑优化后基于力学模型进行二次优化,保证前桥结构满足强度、刚度和服役寿命的前提下,实现轻量化设计。最终总质量减少5.7 kg,达到轻量化设计目标。     

多元误差耦合下的法兰孔与轴配合间隙分析

法兰孔与轴的配合状态及法兰轴在孔中的位置误差对精密产品的装配精度有着重要的影响,针对现有研究成果中对孔与轴的配合研究大多忽略三维圆柱度误差的问题,提出一种接触算法,利用相等向量判断准则,有效的计算考虑三维圆柱度误差时的孔与轴实际配合间隙,分析了圆柱度误差和凸角数目对孔与轴实际配合间隙的影响,结果表明,三维圆柱度误差在孔与轴配合间隙分析中不可忽略。根据误差叠加和湮灭原理,综合考虑尺寸误差、三维圆柱度误差和垂直度误差多元误差耦合下法兰孔与轴的配合间隙,在产品装配之前,对法兰轴在法兰孔中的定位精度进行预分析,为后续的装配工艺提供指导,从而提高精密产品的装配效率与装配精度。     

水润滑下偶件表面粗糙度对碳纤维增强PEEK复合材料摩擦学性能的影响

以聚醚醚酮(PEEK)复合材料为销样,316不锈钢材料为盘样,在销-盘摩擦磨损试验机上考察了水润滑条件下偶件表面粗糙度对纯PEEK及碳纤维增强PEEK复合材料摩擦学性能的影响,并用光学显微镜观察了PEEK复合材料的磨损表面形貌。结果表明,在水润滑条件下,碳纤维增强PEEK复合材料的耐磨性能明显提高,磨损率比纯PEEK的磨损率降低了4~6倍。当偶件表面粗糙度R_a处于0.08~0.09μm范围内时,PEEK复合材料可以取得较低的磨损率;当偶件表面粗糙度R_a的值过高或者过低时,摩擦磨损机理将发生改变。     

利用焓-多孔介质法对垂直Bridgman生长CdTe的数值模拟

利用数值模拟研究了碲化镉在垂直Bridgman炉中生长时的固-液界面的形状．采用焓-多孔介质法,在固定网格上对碲化镉的固液两相用统一的控制方程进行了整场求解,用一特征参数确定界面的位置和形状．结果表明,当晶体的生长速率较低时,界面的形状与物质在固态和液态两相下的热扩散率有关．如果两种热扩散率的数值相近,界面的形状是平坦的．液态区自然对流是界面形状的影响因素之一,而积聚在固态区的结晶潜热是形成弯曲固-液界面的主要原因．     

基于二维切削的SiCp/Al复合材料表面损伤形成机制研究

目的 研究SiCp/Al复合材料切削过程中的表面损伤形成机制。方法 以SiCp/Al复合材料为研究对象,展开基于二维切削的仿真和实验研究,建立了包含铝合金2A14、SiC增强颗粒以及界面特性的SiCp/Al切削仿真模型,对作用于不同Si C颗粒部位的材料表面缺陷进行分析;接着利用高速直线电机搭建能映射二维切削条件的实验平台,在不同材料去除条件下,利用扫描电子显微镜和白光干涉仪对切削表面形貌进行测试,分析和验证切削表面损伤形成条件。结果 SiCp/Al复合材料切削表面损伤机理取决于SiC颗粒相对刀具切削路径的位置：当刀尖作用在Si C颗粒的顶部时,表面损伤主要为基体撕裂、颗粒破碎;当刀尖作用在Si C颗粒的中部时,表面损伤为颗粒破碎导致的裂纹和凹坑;当刀尖作用在Si C颗粒的底部时,表面损伤为颗粒拔出导致的凹坑。随着切削深度的增大,凹坑逐渐增多,表面粗糙度随之增大。结论 利用二维切削模型仿真方法和高速直线电机实验,可以有效研究复合材料切削损伤形成机制。Si C颗粒相对刀具切削路径的位置不同会导致切削损伤不同;SiCp/Al复合材料表面质量会随着切削速度的提升而有所提高。