为了研究变位系数对超高转速、冲击载荷下齿轮系统传动系统的疲劳寿命的影响,文中采用三维建模软件NX10.0对现有绿篱机的高速齿轮副进行了建模,通过有限元分析软件ANSYS对其进行了变形量与最大主应力分析,以及完成了综合使用寿命的计算,根据木桶原理,得出现有变位系数选取不合理。文中分别对主、从动齿轮在对应的变位系数取值区间范围内进行多组取值分析计算,在等强度设计原则下,对此处齿轮副变为系数进行了优化。优化后的主、从动齿的最大变形量分别减小了1.16%,16.01%,以及该对齿轮副的使用疲劳寿命提升了9.01倍。这对该款绿篱机的后续优化提供了指导意义。

以化学气相沉积Co-Re合金涂层为对象,建立反应室内部数学模型采用计算流体力学CFD方法对化学气相沉积制备Co-Re合金涂层反应室进行三维数值模拟分析,前处理采用ICEM软件划分网格,在fluent15.0中计算了反应室中基底附近流场分布,数值模拟采用非交错网格系统SIMPLE算法,以提高涂层表面均匀性为目的,研究了不同进气口形状、位置、流量大小以及压力对基底附近速度场的影响,模拟结果表明当选用直型喷头、进气口距离基底下表面L为150mm时,进气流量为150mL/min能够得到表面质量相对均匀的涂层,并且压力的变化对基底附近速度场影响不大。

随着车载雷达运用得越来越多,车载雷达的布局设计显得越来越重要。从设备质量、体积以及车辆性能、重心、机动性等方面综合考虑,根据车载雷达各种设备的特点,总结出单车车载雷达、半挂车车载雷达的典型布局。对车辆、路面载荷和车速进行建模仿真,仿真结果表明车载雷达运输时,路面状况比车速对车载设备的影响大。

使用可拓神经网络构建人防工程空气质量评估模型,在考虑空气污染因素较多时,训练可拓神经网络的过程运算量大、收敛困难。针对这种情况,引入灰色关联聚类理论,综合考虑空气污染物之间的内在联系,提出了基于灰色关联聚类性能优化的可拓神经网络空气质量评估方法。首先,使用灰色关联聚类方法计算空气污染物之间的相关度,并进行聚类分析。然后,针对空气污染物聚类后的结果再利用可拓神经网络空气质量评估模型对人防工程空气质量进行评估。最后,对优化后的模型进行验证分析,结果表明使用灰色关联聚类对空气污染物进行聚类分析,再利用可拓神经网络对人防工程空气质量进行评估,能够保证在运算结果不失真的同时提升可拓神经网络的运算效率,为人防工程空气质量评估提供了一种新的思路。

为了探究链式机枪自动机的运动情况,以某链式机枪为研究对象,在符合各个机构设计要求的情况下,通过UG建立三维模型,再导入到ADAMS软件中建立虚拟样机进行仿真模拟。经过对不同射频条件下链式机枪模型的动力学仿真得到机框的运动曲线,并对该运动曲线进行分析,最终结果验证了链式机枪的可靠性。

影响稀土灼烧工艺的因素十分复杂,关系产品质量稳定及能耗,现行工艺存在优化空间。通过剖析灼烧窑中温度和湿度分布状况,运用κ-ε双方程湍流模型、流体传热、多孔介质传热等理论,按特定组分运输模式,建立灼烧过程质量、动量和能量耦合传递数学模型。设置不同边界导入Fluent环境对数学模型进行仿真试验,完成数据处理实现工艺参数优化。结果表明所建模型能准确反映灼烧窑中温湿度场分布及变化,且最终仿真结果与实际灼烧后的产品湿度含量相符合。

建立了该装置的三维几何模型,HyperWorks有限元模型。运用HyperWorks软件对绿篱修剪装置进行多种工况下的有限元静态分析和自由模态下的振动分析,得到位移和应力云图,以及各阶模态下的振幅、频率和振型,验证设计的合理性。根据有限元分析结果,对绿篱修剪装置进行尺寸优化,并对优化后的修剪装置进行验证分析。结果表明在满足强度、刚度指标且不发生共振的前提下,绿篱修剪装置减重11.6%,实现了轻量化设计。

针对挤出式FDM 3D打印喷头结构进行优化设计。采用数值模拟方法,建立了喷头有限元分析模型,分析了不同的加热套材料、不同加热棒数量、不同材料腔直径对喷头温度分布的影响规律,确定了优化的结构,并制作挤出式FDM3D打印喷头。用红外热像仪对喷头温度分布进行了测量,喷嘴处实测温度和模拟温度偏差为0.59℃,推杆与材料腔的配合间隙在预测范围之内。在150℃加热条件下采用PCL(聚己内酯)颗粒材料进行挤出测试,出丝过程连续、均匀、推杆上下运动灵活、材料腔内没有材料溢出,推杆及材料腔的配合间隙满足设计要求。

为减少在山西中部引黄工程中应用的某翻转式闸门的制造成本,利用ANSYS软件对其进行结构轻量化设计。采用APDL建立该翻转式闸门的参数化有限元模型并对其进行静力分析,通过比较在不同开启角度下闸门所受应力和变形情况,确定出最危险的工况,并在该工况下对闸门模型进行优化分析。优化选择对闸门重量、应力和变形影响较大的参数作为设计变量,以闸门的最大应力和最大位移作为约束条件,闸门的总重量作为目标函数,通过采用几种不同的优化算法对其进行优化分析。优化结果显示优化后闸门的总重量减轻13%,优化效果显著,且符合该闸门的强度和刚度要求,验证了该优化方法的可行性,为研究翻转式闸门的结构轻量化设计提供了有效参考。

研究偏心率及不同供气压强条件下,气体静压径向轴承节流孔附近的气膜流场特性及承载力变化情况,并通过优化节流孔张角,提高轴承承载力。建立气体静压径向轴承三维模型,划分网格并确立模型的边界条件,采用Fluent软件对轴承内部气膜流场进行仿真计算。计算结果表明,气体静压径向轴承偏心率的增加,会导致区域气膜的压力差增大,从而提高轴承的承载力。轴承承载力同样会随着供气压强的增大而增大,但增幅会随着供气压强的增大而逐渐变小。但当供气压强增加到临界值时,由于节流孔附近激波的出现,将导致承载力随着供气压强的进一步增大而降低。通过改变轴承节流孔张角,可消除轴承气膜内的涡流现象,并改善气膜流场特性,降低能量损失,提高轴承承载力。经过分析对比,发现最优节流孔张角介于50°到60°之间。