表面反弹特性对透平叶片冲蚀率及振频影响的研究

采用多种叶片材质对应的反弹恢复系数,结合气固双向耦合颗粒随机轨道模型,对双级烟气透平内颗粒与叶片碰撞形成的冲蚀行为进行数值试验,分析叶片材质对其冲蚀率和冲蚀分布的不同影响程度,并预测叶片自振频率因冲蚀而发生的变化。数值分析表明,不同反弹恢复系数,叶片内弧近中径的冲蚀率会有明显差异,较大的反弹恢复系数,冲蚀率数值较大,而反弹恢复系数的变化对叶片自振频率的变化影响却不明显。研究结果将为叶片材质、表面处理工艺、涂层等选用,实现冲蚀率和冲蚀分布控制提供依据。

驾驶员座椅悬架系统刚度调节特性研究

建立了一种含两水平布置线性弹簧的驾驶员座椅悬架系统垂向力与垂向位移特性关系的理论模型。基于此模型,分析了在悬架运动行程内,弹簧刚度对悬架垂向力-位移特性、垂向等效刚度以及振动固有频率的影响,探讨了通过对弹簧刚度的调节来实现悬架垂向等效刚度调节的可行性。研究结果表明,座椅悬架的垂向力-位移特性具有明显的非线性特性;在座椅悬架整个行程内,垂向等效刚度与振动固有频率随弹簧刚度的增大而增大,且其在悬架伸张行程内的值远大于其在压缩行程内的值;两弹簧刚度对悬架垂向等效刚度的影响程度具有很大的差别。因此,通过调节对垂向等效刚度影响较显著的弹簧刚度实现悬架垂向等效刚度改变的方法是可行的。

基于图树模型的飞机装配单元划分

飞机产品装配单元划分是确保装配质量、缩短装配周期的有效途径。针对飞机零部件结构特征,构建飞机图树装配模型。结合物料清单的分层特点,提出主体装配单元划分与未组合件划分两步进行的装配单元划分方法。阐述了主体装配单元划分过程,采用模糊综合评判方法实现了未组合件划分。

柔性并联机器人动力学特性的灵敏度分析

为了获得精确的柔性并联机器人动力学特性的灵敏度分析结果,通过对柔性并联机器人动力学模型的分析,提出了基于微分法的动力学特性灵敏度分析方法,计算精度比差分法提高25%,计算时间缩短了86%。分析了柔性并联机器人动力学特性对各设计参数的灵敏度。柔性并联机器人的动力学特性对连架杆的截面积、构件集中质量及各杆件截面的厚度比较敏感。利用灵敏度微分法计算了设计参数发生微小变化后的动态响应值及固有频率值,在误差小于7%的情况下,计算时间缩短了95%。以3-RRR柔性平面并联机器人为例,说明微分法是准确、有效的。分析动力学特性灵敏度对柔性并联机器人的弹性动力综合和优化设计有重要意义。

基于图像自动测量的航空发动机故障检测技术研究

孔探检测是航空发动机的一种重要无损检测方式,但在实际应用中,孔探检查一般依赖工作人员经验对零件的缺陷进行测量,测量结果准确性较差、效率较低。本文针对该问题,提出了基于样条插值的缺陷尺寸自动测量方法,实现了航空发动机的故障检测。实验结果表明,此方法能准确、快速的对发动机进行故障检测。

鱼雷多学科设计优化中的代理模型研究

代理模型是鱼雷多学科设计优化关键技术之一。首先研究了代理模型中的多项式响应面方法、Kriging方法和径向基神经网络方法。然后分别用这3种方法构建了鱼雷多学科设计优化外形学科的代理模型,并对这3种模型的效果进行了分析。最后结合鱼雷多学科设计优化的特点,给出了这些代理模型的基本特性和使用范围。

面向曲面重构的切平面法矢方向调整算法

提出一种基于法向距离的法矢方向调整算法。主要思想是根据法向距离阈值,把散乱点划分为平坦点和非平坦点两种类型;根据其邻近点是否有不平坦点来采用不同的法矢传播方式而无需建立散乱点法矢的Riemannian图;并提出了两次最近距离和一次k近邻遍历法加快了法矢的传播速度。应用实验球、切牙、磨牙、怪兽和全口牙模5个不同点云数据进行了算法验证,对怪兽和全口牙模法矢传播过程中遇到的死锁问题,使用三次最近距离法给予了解决。

大型汽轮发电机定子端部绕组的动态优化设计

将大型汽轮发电机定子端部绕组及支承简化为连续锥壳——板组合结构。在ANSYS平台上设计了几何建模和模态分析的参数化程序,建立了定端结构的参数化动态仿真模型,以支承板的数量及位置、锥壳的半锥角为设计变量,进行了定端结构动特性的灵敏度分析和动态优化设计。通过大量计算分析得出了最佳结构型式为支承板均布且数量为17、锥壳的半锥角为24.6°。这种定端结构型式具有良好的动态特性,且安装制造方便,为300 MW和600 MW大型汽轮发电机定子端部绕组的固定提供了重要的设计手段和依据。

微型动态被动阀效率分析及其优化设计

为提高现有三角结构微型动态被动阀的效率,先对动态被动阀效率表达式进行了研究,得出其效率取决于流体逆、正向损失系数比的结论,而后基于这一结论建立了一种优化模型,并与普通三角结构进行了效率比较。数值计算与对比实验的结果表明,优化模型的效率提高到三角结构的两倍。

基于网格的边界元容错处理算法研究

注塑模冷却过程模拟大都采用边界元方法,采用型腔的表面模型来取代中心面模型虽然可以解决CAD和CAE的无缝集成。但在实际应用中,由各种CAD模型生成的求解域表面网格STL文件往往存在多种缺陷和错误,导致边界元矩阵形态变差,所得到的方程组难以收敛甚至无法求解。为此本文提出了边界元容错处理算法,该算法基于网格和边界元矩阵的特点,提出了几何影响因子的概念,基于网格分区信息,采用面积法来判断源点是否和场单元重叠,在矩阵计算前就查找出对矩阵形态造成致命打击的网格错误,保证了线性方程组具有良好的收敛性,实现边界元对网格的容错处理。

平面2自由度并联机器人的动力学设计

通过对平面二自由度并联机器人动力学的研究和系统存在耦合原因的分析,得出了机构设计的五点措施。采用这些措施对提高平面二自由度并联机构系统的动态特性、易控性,以及增强系统运行的稳定性和精度等都具有重要的作用。最后,通过两个算例验证了这些措施的可行性和效果,经过参数调整后的系统大大降低了驱动力矩和能耗。

动力合成式混合传动系统结构分析

优越的混合传动系统是混合动力汽车开发的关键,直接决定整车各项性能的研究开发潜力。本文从动力合成系统自由度的角度分析混合动力汽车动力合成系统的合成方式与原理,分析当前几款经典混合动力汽车的混合传动系统,并对各种动力合成方式各方面可表现出来的优略进行总结与对比分析,为车用混合传动系统的设计开发提供参考。

悬架变动对水陆两栖车性能的影响

为了提高我国两栖车的航速,采用收起车轮的方法实现减阻提速。通过降低悬架系统,提高横臂摆动的范围来增大车轮收起的幅度,达到最大程度降低水对车轮的阻力的目的。利用AD-AMS对悬架和整车建模仿真,分析悬架降低前后性能。对比仿真结果可知:悬架系统降低后的两栖车抗侧倾和抗制动点头、加速抬头的能力下降,行驶平顺性有所提高。

迟滞非线性振荡压实系统动态响应分析

分析了振荡压实中材料发生弹塑性变形而表现出的迟滞非线性,建立了一种新的振荡压实非线性动力学模型。在一次近似的前提下,利用等效线性化方法,将迟滞恢复力转化为等效刚度和等效阻尼表示,根据谐波平衡原则求出了单自由度振荡压实系统的频响方程。数值求解表明,随着激励幅度的增大系统出现软化趋势,共振点随激励变化而漂移。将等效线性化的结果推广到二自由度振荡压实系统,得到了频响方程组。

支持向量回归法在抽油机系统效率信号经验模式分解中的应用

应用经验模式分解(EMD)方法分析抽油机系统效率变化的趋势项。讨论了EMD方法的端点效应。为了解决EMD的端点效应,首先应用支持向量回归(SVR)方法对抽油机系统效率测试数据进行回归和预测,与实测数据对比表明SVR回归和预测具有较高精度;然后应用SVR方法对系统效率测试原始数据进行双边延拓,对延拓后的数据信号进行经验模式分解。延拓前后分解所得的效率变化趋势对比表明,SVR方法可以有效地解决EMD的端点效应,提高抽油机系统效率变化趋势的预测精度。

基于CATIA的齿轮三维设计系统的研究

实现了齿轮强度设计及其三维建模的三维设计系统;阐述了在VC环境下,运用CAARADE对CATIA进行二次开发的基本方法和步骤,并以标准渐开线直齿圆锥齿轮为例,对运用CAA API三维建模的关键技术进行了探讨。

《机械科学与技术》征稿简则