新型单兵爬墙装备专用吸盘密封结构设计与仿真分析

为了提高现用单兵爬墙装备专用吸盘的密封性能,设计一种采用双层密封的新型密封结构,其外层采用丁腈橡胶来提供足够大的剪切强度和保证吸盘内部流场的稳定性,内层采用硅泡沫橡胶以便更好地补充墙壁的缝隙,减少真空吸盘的气体泄漏量。利用有限元分析软件Abaqus对2种吸盘的密封结构进行进行仿真分析,并比较2种密封结构陷入墙壁分格缝的变形量大小。仿真结果表明,新结构的缝隙填充率可以达到40%,远大于现用密封结构的缝隙填充率2%。利用Fluent软件对变形后的2种吸盘的内部流场进行分析,发现新结构的真空度提高了10%左右,因而从理论上证明了新型密封结构工作的有效性。     

脉动式无级变速器的混沌粒子群优化设计

针对脉动式无级变速器输出转速脉动度过高的问题,提出一种基于混沌粒子群算法的尺寸优化方法。首先提出一种混沌粒子群算法,即用混沌变异替代原速度和认知部分并增加惩罚项用于求解约束优化问题。其次,以尺寸参数为决策变量,以脉动度为评价指标,结合约束条件建立变速器的适应度函数。最后,应用混沌粒子群算法求解变速器尺寸参数最优解。结果表明,相对于基本粒子群算法,混沌粒子群算法精度和鲁棒性提高一个数量级,求解时间减少70%,优化后的变速器脉动度下降了41%。     

不同泄漏情况下真空吸盘内部流场仿真分析

真空吸盘内部真空度对其整个真空系统的可靠工作至关重要。为了研究真空吸盘泄漏情况对真空度的影响,应用计算流体力学(CFD)技术,实现了对存在泄漏时吸盘流场的仿真分析。仿真采用非结构网格对吸盘计算域进行网格划分,运用k-ε标准双方程作为湍流计算模型。通过对仿真结果的分析,找到了直接将吸盘泄漏面积与其内部真空度联系起来的方法,得到了两者之间的关系曲线。根据工作表面情况可以直接判断出内部真空度的预估值,从而确定真空吸盘是否能安全工作。     

基于运动链的脉动式无级变速器机构型综合

根据现有脉动式无级变速器拓扑构型,总结出7点脉动式无级变速器的设计要求,并通过类配综合计算出满足设计要求的运动链。对找到的运动链中构件和运动副逐一赋权,得到多种新型和部分现有的脉动式无级变速器机构构型,进而证明基于运动链的机构型综合方法和新构型的有效性和合理性。从多种新构型中比较选择,最终确定了基于齿轮连杆组合机构的脉动式无级变速器作为优选机构。