弹性元件参数优化对扑翼机构转速波动影响研究

以特拉华大学机械系统实验室所研制的样机模型进行建模,该模型传动机构采用曲柄摇杆机构.传动机构在运转的过程中,翅翼会在气动力和惯性力作用下产生周期性波动,导致电机转速波动增大,影响机构的平稳运行,产生振动和噪声.在仿真试验中引入弹簧元件,可有效降低电机转速波动,利用正交试验设计方法对影响电机转速波动的影响因素进行极差分析,得出弹簧的连接点位置是主要因素,弹簧的刚度系数是次要因素,弹簧原长影响最小.搭建了物理实验平台,验证了仿真结果和正交试验设计方法的正确性.     

麦克流量|高精度流量标定装置

应用背景:高品质电磁流量计的制造离不开高精度的流量标定装置。流量标定装置是计量部门和流量计制造企业进行量值传递、溯源与检定测试工作的标准设备。麦克团队研发建造了一套以高位水塔为稳压源,采用静态质量法与标准表法结合,专用于电磁流量计的标定装置。该装置不确定度优于0.05%的一等流体流量装置级别,通过了陕西省计量院鉴定审核。     

500 kV 开关弹簧机构支架螺栓断裂的原因分析及处理

HPL500B2型弹簧机构支架(BA)螺栓断裂可能导致开关分合闸失败,对其原因进行分析,发现BA螺栓由于预紧固力矩过大,接近其扭断力矩,使得作用在BA螺栓上的力偏高,BA螺栓安全系数仅为12%,安全系数较低。列出BA螺栓更换步骤及注意事项,并详细介绍分闸、合闸弹簧调整步骤,为类似事件的处理提供参考。     

组合桨搅拌槽内高黏流体混合特性的数值模拟

利用计算流体力学数值模拟方法,对直段桨为双螺带式和Paravisc式以及底桨为锚式和变径双螺带式的组合桨功率和混合时间进行了研究,并对其中最优桨型进行了放大规律的探索。通过数值模拟得到了4种组合桨中各单桨及组合桨的功率准数关联式,提出组合桨中各桨之间功率上的反作用关系。在10种组合桨中,Paravisc-锚式组合桨达到完全混合时所转圈数最少,且在相同转速下量纲一剪切量较大,混合特性最优,将其从体积为100 L的搅拌槽内放大至200 L和500 L搅拌槽中,发现其符合桨端线速度的放大准则。文中对各桨型的功率特性、混合特性和放大规律的分析,可为工业设计和优化高黏度流体组合桨参数提供重要参考。     

航空发动机仿真演示系统研究与设计

通过对航空发动机在油门角度变换情况下的工作状态的研究,构造某型航空发动机内部结构的三维模型,利用油门杆角度参数实时驱动发动机三维模型模拟运动,并对发动机工作状态下的空气流动、温度变化、喷油燃烧、喷射尾焰等效果进仿真模拟。     

水空两栖涵道风扇推进器推力理论分析及实验验证

由水空两栖机器人的应用需求出发,从理论计算、仿真以及实验三方面设计了一种涵道风扇推进器.通过理论计算,分析了风扇和电机在2种介质中的工作曲线,提出了风扇推力系数和转矩系数的预估模型.通过选取适当的预估参数,得到了风扇和电机的设计参数.根据理论计算结果,选取了一种较为合适的风扇和电机的组合方式.为了验证理论计算的可靠性,对仅考虑扇叶的理想情况进行了CFD(计算流体动力学)仿真分析.为了研究实际的涵道风扇推进器的工作情况,还对考虑涵道整体表面结构的实际情况进行了CFD仿真分析.最后,对该组合方式的涵道风扇推进器进行了实验,得到了涵道风扇在水下和空气中的实测推力系数分别为1.47×10-4和2.48×10-4,实际情况下仿真结果与其的相对误差分别为10.9%和3.6%,接近于实验本身的不确定度;得到的空气中的推力可达55 N以上,水下推力可达245 N以上,均可以满足2种介质中的使用要求.     

轮轨高频动力作用模拟中接触模型的影响分析

轮轨高频动力分析模型目前多沿用了传统的赫兹接触模型,其在高速轮轨系统上的适用性尚未得到验证。针对赫兹接触工况,建立基于多体动力学的车轮-轨道耦合动力学和车辆动力学模型,其中轮轨法向接触由赫兹弹簧表征,作为对比也建立基于显式有限元的三维高速轮轨瞬态滚动接触有限元模型,采用可考虑三维接触几何的"面-面"接触算法精确求解轮轨接触。对比150～500km/h速度范围内典型钢轨短波波磨(波长20～140mm、波深0.01～0.20mm)激励下的高频轮轨力结果,发现三种模型预测的幅值存在显著差异,但未发生轮轨脱离时(波磨尚浅),三种模型预测的幅值均与波深线性正相关。具体而言,相较于瞬态滚动接触模型,车轮-轨道耦合动力学和车辆动力学模型预测的垂向轮轨力更大,其特征幅值的最大差值分别为静轮重的39.2%和88.4%,三种模型预测波长30mm波磨的临界波深(恰好发生轮轨脱离)相应地高于0.2mm、0.14mm和0.05mm。开展高速、高频轮轨动力分析时,传统的赫兹接触弹簧会带来不可忽略的计算误差。