为了对核电厂压水型核反应堆控制棒驱动机构的可靠性随其升降运行步数变化的规律进行分析及预测,提出一种基于动态Bayes网络的系统可靠性建模与分析方法。首先通过建立动态Bayes网络模型对驱动机构不同功能单元的状态随运行步骤发生循环变化的特点进行描述,进而基于所建立的模型对系统整体任务可靠性进行了分析,最后结合案例对提出的方法进行了验证。结果表明,建立的模型能够为控制棒驱动机构产品的可靠性设计分析工作提供参考。

以燃气轮机扭转叶片为研究对象,建立不同展弦比下的叶片结构模型,对叶片的固有频率求解,对叶片不同展弦比下振动特性进行讨论分析,得出各展弦比下叶片的固有振动特性规律。结果表明定宽度时,叶片的高阶次和小展弦比区域振动频率受展弦比影响更为敏感,且随着展弦比增加,叶片的各阶固有频率均降低;定长度时,叶片的弯曲振动频率,随着展弦比的增加而增大,而扭转振动频率却出现一定幅度的上升,同时叶片的扭转振动频率较弯曲振动频率变化更明显。

铲斗举升机构是保证货物装卸顺利进行的最重要单元,受力情况复杂。针对车辆的铲斗举升机构进行优化设计,根据机构的结构特点进行力学假设,对模型进行简化,获取受力情况特点,在此基础上对系统各主要单元的受力进行分析;基于有限单元法对系统各部分进行建模,以受力分析结果作为加载条件,分析三种典型工况下各部分的应力分布,获取应力最大点;从工艺和结构角度对机构进行结构优化;基于应变片法,对优化后结构的实车进行测试,以检验模型分析和优化设计的可靠性。结果可知举升机构可以满足强度要求,但存在部分位置应力集中的特点。在应力集中位置采用连接工艺和设计结构优化等相结合的方式,对应力集中位置进行改进;采用直角应变片对优化设计后的样车进行整个铲装过程应力测试,测试值与优化后的仿真值之间的误差小于3%,且比原设计仿真......

为了提高电动汽车用动力锂电池模型精度及荷电状态(SOC)估算精度,以PNGV等效电路模型架构为基础进行模型改进,考虑SOC估算精度主要受充放电倍率、温度及电池容量变化等的影响,结合改进模型及扩展卡尔曼滤波算法(EKF),对SOC估算输入参数进行加权修正处理,并在Matlab/Simulink中建立仿真模型。实验和仿真对比表明,改进模型能够较好地模拟电池充放电特性,与改进EKF算法的结合对SOC的估算精度较高,可将模型与算法进一步应用于电动汽车电池管理系统的研究中。

竹根挖掘机可以去除土壤中残余竹根,提高土地资源的利用率。支架结构是竹根挖掘机工作机构的主要支撑和工作部件,其结构强度对于竹根挖掘工作的保证至关重要。混合田口法和有限元法对支架结构进行多目标结构优化设计,在保证结构刚度的同时,进一步优化结构的材料分布。优化设计结果表明,优化后的支架最大偏移量比原方案减少了3.22%,同时质量减少了0.33%,优化了支架结构的同时有效提高了支架的性能,最后还制作了支架的物理样机。该研究为竹根挖掘机等农业机械的优化设计提供了参考。

为了保证电梯的安全制动,以直驱电梯安全防坠装置为研究对象,设计了一种安全钳防坠装置,并对安全钳制动可靠性进行了理论分析。最后,利用ADAMS动力学仿真软件对制动过程进行仿真,得到了安全钳的制动速度、加速度和制停距离的变化曲线。结果表明,该防坠装置具有良好的制动性能。

开展3D打印天然气喷嘴流场仿真研究,为小型化燃气轮机控制技术的提升奠定基础。利用Solidworks、ANSYS ICEM CFD软件进行3D打印天然气喷嘴模型建模和网格划分,基于FLUENT仿真完成不同压力工况下稳态天然气喷射流场的数值模拟计算。在天然气喷嘴外流场中形成的几何回流区会随着供气压强的增大而消失,中心回流区会随着工况压力的增大而逐渐向下游区域移动;天然气喷嘴的体积流量会先随着供气压强的增大而增大,供气压强大于0.15 MPa时体积流量逐渐饱和趋于平缓;质量流量随着压力工况的增大而呈线性增大;在距离喷嘴出口70mm处的不同压强工况下的不均匀度小于0.37。从仿真上研究天然气的分布以及气流的流动特性为3D打印喷嘴安全稳定运行及合理组织流场提供参考依据,为3D打印技术在燃气轮机制造中的应用提供了理论基础。

为降低活塞的温度,提高活塞组件的可靠性,以4100QBZ增压柴油机为例,开展了燃烧室偏置量、活塞顶厚度、火力岸高度对活塞最高温度、第一环槽最高温度和内腔顶侧最高温度影响的单因素实验,并以活塞最高温度作为优化目标,应用正交实验法优化了活塞头部结构参数。研究发现燃烧室偏置量、活塞顶厚度、火力岸高度均对活塞温度场有一定的影响,燃烧室偏置量和火力岸高度对活塞最高温度和第一环槽最高温度的影响较大,活塞顶厚度和火力岸高度对内腔顶部最高温度的影响较大。最优结构参数组合为燃烧室偏置量3mm、活塞顶厚度26mm、火力岸高度10mm,最优组合下,活塞最高温度为359.7℃,比原方案下降了7.7℃。该工作为优化活塞的结构提供参考。

通过对立式铣削加工系统进行动力学分析,建立相互垂直方向上的两自由度立式铣削动力学模型。在此基础之上,针对加工过程中刀具的振动,采用鲁棒混合灵敏度方法,选择符合模型的加权函数,设计了用于振动控制的鲁棒控制器。将该控制器加入铣削模型进行仿真实验,结果证明此方法在刀具振动的主动控制上具有良好的控制效果,能够提高立式铣削的质量。

针对某压缩机活塞,采用材料替换和结构优化的方法对其进行轻量化设计。首先利用SolidWorks三维软件建立活塞三维模型,将材料替换为7075铝合金,然后利用SolidWorks Simulation有限元分析方法对活塞进行静力学分析和模态分析。针对材料替换后活塞刚度不足的问题,采用增添加强部件的方法进行结构优化。结果表明,在力学性能不低于初始活塞的前提下,轻量化后活塞质量从834.31 kg降至479.37 kg,减重比例达到42.54%。