磁共振无线能量传输拓扑结构特性研究

研究磁共振无线能量传输拓扑结构的一般特性,即变输入(激励、损耗)条件下谐振能量在时域上的存储、振荡的谐振规律。建立了基于输入项的链式拓扑结构、分支拓扑结构的能量谐振模型,通过求解两种拓扑结构变激励、变损耗输入条件下的能量振荡时域解,分别得到链式拓扑条件下的距离增强条件和分支拓扑结构下的能量分配条件。以单一中继拓扑结构和两负载拓扑为实例,在相隔线圈无耦合、负载之间无耦合的假设条件下,建立了基于能量的最大传输容量模型和负载间能量"抢夺"模型,实验验证了链式拓扑结构最大传输距离增强条件和分支拓扑结构能量分配模型的正确性。     

定模动辊机电系统动力学分析

动力学分析对定模动辊成形装备的设计具有重要意义.论文基于能量原理,针对驱动电动机、传动机构、模具-轧辊系统与成形高强钢板材组成的机电系统,提出一种包含电磁场、机构驱动力场及高强钢板连续塑性变形过程动态能量场耦合机电系统动力学分析新方法.通过推导系统各部分能量数学表达的理论研究,获得定模动辊机电系统动力学方程.采用有限元法获取定模动辊成形过程中的反力矩,以此作为载荷并用Runge-Kutta法求解系统微分方程,揭示了驱动电动机、传动机构、模具-轧辊系统与先进高强钢板材变形组成的系统运动机理,全方位展示装备动特性规律,求得各轴载荷及电动机驱动力矩等系统性能参数,实现先进高强钢变截面定模动辊成形工况匹配设计与精确运动控制.设计的定模动辊成形机与分析结果进行了可行性实验验证.     

高强钢变截面辊弯成形轮廓曲线插补算法与速度规划

针对进给步长为单位短直线逼近实际曲线会引起弓高误差,提出一种限制弓高误差和根据曲率半径变化调整插补步长的轮廓曲线插补算法。鉴于单纯考虑轮廓曲线时,可能会导致单道次的最大速度,最大加速度超出设备极限值,综合分析多道次速度分布规律,找出速度敏感点,分析最佳加减速控制点,并考虑曲线连接点和变速距离等,提出加减速前瞻控制算法。回弹是板材成形内应力的释放结果,为了保证尺寸精度提出回弹补偿算法,试验结果表明,新的算法显著提高了轮廓曲线的插补精度、速度协调性和尺寸精度。     

基于STEP7功能块的PID控制仿真

PID控制器和西门子300/400 PLC(可编程逻辑控制器)在现代工业中用途广泛,但在现场调试过程中基于很多不确定因素调节时间长,成本高。对PID控制的基本原理以及参数调整的方法进行了,创新点在于介绍了一种利用西门子编程软件STEP7,WINCC和PLCSIM等相关的软件对简化的工业数学模型进行功能块编程模拟被控对象的输出和反馈,从而实现整个闭环控制的模拟,并且通过WINCC组态调节部分参数然后可以观察到变量的变化震荡曲线,从而证明了方法的可行性。     

基于缺陷控制的DP980高强钢三维变截面辊弯成形有限元仿真

三维变截面辊弯成形时,辊组共轭空间曲线扫出空间曲面时仅能控制该曲线上的一点,存在非控制区,因此造成变截面辊弯过程中底部腹板具有"自由变形区",出现成形缺陷。基于双齿条单齿轮轴系结构的三维变截面辊弯成形装备,提出缺陷控制方法,并基于ABAQUS有限元仿真软件,建立缺陷优化仿真模型。针对DP980双相钢材料进行某汽车构件成形全流程有限元仿真,获得板材成形过程中复杂的变形规律、轧辊成形力与回弹预测。仿真结果表明,缺陷控制方法效果明显,成形件质量较好。通过成形实验进一步验证了缺陷控制的有效性,成形质量与仿真结果基本保持一致。     

单道次三维变截面辊弯成形装备运动学研究

为了开发三维变截面辊弯成形装备的控制算法,分析了三维变截面辊弯成形的基本原理和运动形式,给出了单道次三维变截面成形装备的机构简图,基于D-H方法建立了该机构的正运动学方程,并结合成形轨迹曲线求解了各关节的位置逆解方程.然后,对某型轿车的B柱加强板零件进行了数字实例仿真,获得了相应的各关节的位置曲线,仿真结果表明,本文所提出的运动学分析方法有效、可行,为后续三维变截面成形装备的控制系统开发提供理论依据.     

变高度构件辊模成形有限元仿真

利用ABAQUS软件对变高度构件辊模成形过程进行有限元仿真。基于动力显示算法,使用固定模具,轧辊一边平动一边旋转的模拟方式,建立变高度构件辊模成形有限元模型。分析了模型建立过程中成形速度选择对计算时间的影响,分析步、接触方式和边界条件设置等关键问题。对成形后构件的等效应力、等效塑性应变的特点做了重点分析。得到了轧辊成形反力、转矩大小随时间变化的规律。对比了Q235和QP980两种材料的模拟成形结果,并通过实验,验证了有限元模型的有效性,为类似构件的辊模成形工艺开发提供了参考。     

高温变比例双向拉伸试验机测控系统研究

获得金属材料高温条件下的双向拉伸力学性能,是研究超高强钢局部加热变截面辊弯成形机理的前提,以材料热双向拉伸试验的核心需求为背景,研发一套能够获取材料在不同温度、不同加载路径下的力学特性实验设备。通过对比不同的加热方式,最终采用PID控制高频电磁加热方式,实现对试件加热区恒温控制;开发视频引伸计,代替接触式引伸计,检测试件测量区的实时形变量;根据实验要求,基于PID算法,对双向四轴进行速度规划,实现变比例载荷控制。对QP1180超高强钢在350℃下进行7组不同加载比例的双向拉伸试验。对试验结果进行误差分析,温度控制平均误差0. 30%,视频引伸计测量标定误差0. 71%,变比例载荷控制平均误差0. 56%。结果表明,该热双向拉伸试验机方案有效,控制精度达到实验要求,具有一定的工程应用价值。