智能塔式起重机关键技术研究

传统的塔式起重机在作业过程中,存在作业效率低、安全隐患多、塔机检修困难等问题,为了解决这些问题,对智能塔式起重机进行了研究,探讨了塔式起重机智能化所需的关键技术。首先,提出了塔式起重机智能化的概念,归纳并分析了塔式起重机在各技术方面的发展历程;然后,提出了塔式起重机智能化应具备的关键技术,将同步定位与建图(SLAM)构建技术、实时动态(RTK)定位技术、故障诊断技术和云监管平台应用至智能塔式起重机中;最后,结合所提出的关键技术,提出了智能塔式起重机自动化作业系统的框架,对智能塔式起重机的自动化作业系统进行了定义和模块化处理,分别对系统框架中的各模块子系统进行了具体阐述分析,强调了自动化作业系统主要依托于关键技术。研究结果表明：今后塔式起重机将朝着智能化、自动化的方向发展,其研究核心是塔机的关键技术和自动化作业系统的框架。     

基于Isight集成平台的轨道弹条扣件优化设计

针对轨道弹条扣件断裂率较高的问题,使用ABAQUS进行有限元分析,计算弹条的应力分布和位移变化情况。为提高弹条优化分析效率,采用正交数组试验设计(design of experiments,DOE),获得对弹条性能影响较大的几何参数。基于Isight平台集成SolidWorks和ABAQUS,利用Python编写仿真流程脚本。在标准安装约束下,以几何参数为设计变量,以弹条优化指标为目标函数,对弹条进行优化设计。结果表明:优化后,弹条质量减少2.1%,最大应力减小9.1%,弹条优化指标提高12.3%,弹条性能提升且在相同弹程下,扣压力满足标准要求,可为弹条设计提供参考。     

基于模糊PID的升降机层门联动装置建模与仿真研究

针对由于升降机层门联动装置存在非线性因素,导致层门联动装置运动精度低和响应慢的问题,设计了一种非线性控制器。首先,建立了通用变频器和三相电机(采用恒压频比调速方式)的数学模型,在ADAMS中建立了联动装置的虚拟样机,在MATLAB的Simulink中建立了控制系统模型,并设计了模糊PID控制器,通过ADAMS的Controls接口模块与MATLAB实现了机电联合仿真,针对联动装置在实际中运行的两种工况进行了仿真分析,将仿真结果与传统PID的控制结果进行了对比。研究结果表明:相较于传统PID控制器,采用模糊PID控制器的控制系统提升了层门的位置控制精度和响应速度。在工况一中,系统的稳态误差下降至2 mm;在工况二中,系统的响应速度提升了36.4%,满足层门联动装置的控制需求。     

CO2/O2环境对柴油着火及燃烧特性的影响

为研究CO₂/O₂环境对柴油着火和燃烧特性的影响,以正庚烷为柴油表征燃料,利用CONVERGE计算了不同CO₂/O₂环境下正庚烷的着火和燃烧过程,并搭建了可视化定容燃烧弹试验平台进行了验证。使用高速摄影机记录了初始温度850 K,初始压力3 MPa,CO₂体积分数分别为35%、40%、50%和60%时正庚烷燃烧的自发光强度,利用CHEMKIN中定容均质反应器分析了CO₂物理和化学作用对着火的影响。研究结果表明：在CO₂体积分数35%时存在爆燃的现象,随着CO₂体积分数增长,着火延迟时间增长,着火位置远离喷嘴,稳态燃烧阶段火焰的长度和宽度也增大,CO₂体积分数在50%～60%之间时火焰自发光强度峰值明显下降;CO₂的物理作用抑制了着火,第三体作用对着火的促进作用大于直接参与反应对着火的抑制作用,造成CO₂的化学作用缩短了着火延迟时间,并且随着CO     

基于直流电位降的高铁车轴裂纹检测研究

车轴是高铁车辆走行部重要的部件之一,其在服役过程中产生的裂纹会严重影响车辆运行的安全性。目前还未实现实时在线检测,现场检修时采用超声和磁粉方法存在检测效率低、操作复杂等问题。直流电位降(Direct current potential drop,DCPD)检测方法可靠方便,能够克服上述问题。基于DCPD检测原理,建立裂纹检测数学模型,结合稳定直流电场的Laplace方程,运用ABAQUS建立带裂纹的全尺寸车轴三维有限元模型,对一系列带不同深度半椭圆裂纹的车轴进行仿真。分析裂纹区域电位降信号,研究全尺寸高铁车轴电位降与裂纹深度的关系,并绘制电位降随裂纹深度变化的校准曲线,讨论影响校准曲线的相关因素,发现裂纹面相对于轴线的偏转角度和探针的相对位置均会影响校准曲线选择。该研究结果为高铁车轴裂纹的实时检测提供了实现思路和方法。     

智能办公桌手托及桌面设计

随着电子信息技术的飞速发展,智能办公桌可以为人们提供更加便捷舒适的办公环境.本文设计了智能办公桌桌面的机械系统及其控制电路,为智能办公桌的功能拓展提供了新的思路.     

基于改进局部均值分解和流形学习的齿轮故障诊断研究

为更有效地利用齿轮振动信号进行故障诊断,提出基于改进局部均值分解(Local Mean Decomposition,LMD)和流形学习(ISOMAP)的齿轮故障特征提取方法。该方法将局部均值分解、模糊熵(Fuzzy Entropy,FE)和流形学习相结合。首先,利用LMD对原始振动信号进行多尺度分解,并在原LMD方法上添加自适应匹配波形以缓解端点效应对分解结果的影响;然后,对LMD分解后得到的乘积函数(Product Function,PF)进行模糊熵计算,获得原始信号不同尺度下的模糊熵数值,组成高维特征向量;最后,利用ISOMAP对高维特征向量进行二次特征提取,得到低维向量,进行故障识别。实际齿轮实验数据的处理结果表明该方法可以有效的诊断辨别齿轮故障,具有一定的优势。     

直齿轮轮齿双侧裂纹对其刚度影响的研究

齿轮副的时变啮合刚度(Time-varying meshing stiffness,TVMS)是机械动力学分析中一个极为重要的参数,其准确程度直接影响着动力学分析结果的准确性。首先,从理论角度推导了剪切刚度的计算公式,并在案例分析中应用,将求得结果与有限元分析结果进行对比,结果显示相差较小;然后,建立了一种新的裂纹故障模型——轮齿双侧非对称裂纹模型;在基于精确全齿廓的能量法基础上,推导了轮齿双侧裂纹模型的时变啮合刚度计算公式,分析了裂纹形状参数对时变刚度的影响;最后,通过有限元法(Finite element method,FEM)进行了分析验证。结果表明,有限元法和能量法计算的结果基本一致。     

提升装置用离心触发式安全锁安全性能试验研究

按照《安全锁试验方案》要求和GB19155—2003《高处作业吊篮》标准规定,通过安全锁测试装置,对不同厂家生产的30型离心触发式安全锁分别进行了200次坠落试验,同时在试验过程中分别进行了2次解体试验,以及5 min、10 min、1 h、3 h、12 h、24 h、36 h、48 h静置滑移试验,通过3项试验发现:在200次坠落试验中,每次试验坠落距离均在标准规定范围内,随着坠落次数的增加,坠落距离平均值总体趋向逐渐增大;静置试验中,未发现安全锁滑移现象,滑移距离均为0 mm;解体试验中,试验前后安全锁完好,壳体未发现破损、裂纹等,关键零件磨损正常.综合坠落距离、静置滑移和解体3项试验结果,通过对比分析可得厂家2的性能最优,该厂家安全锁与其它2个厂家相比具有较优良的安全性能,能更有效地保证提升装置在工程使用中的安全.     

地铁齿轮箱箱体模态及谐响应分析

通过Pro/E三维软件对地铁齿轮箱箱体进行三维实体建模,然后导入Workbench中对箱体进行有限元模态分析,得出箱体的固有频率和振型;进行实验模态分析与有限元模态分析结果进行对比,检验箱体模态分析方法的可行性;在有限元模态分析的基础上进行谐分析,得出不同频率作用下箱体结构抗振性能。从而在设计过程中可以对箱体结构进行合理布置,增加箱体刚度,并为进一步进行齿轮箱的动态响应分析提供可靠依据。