针对超临界机组高温高压(Suhtp)管道受异质界面反射作用的影响导致管道裂缝检测准确度低的问题,提出一种基于超声波检测的Suhtp管道无损检测方法。采用强穿透力的超声射线扫描技术对管道的均匀分布裂缝进行逐点扫描,分析超声波倾斜入射至高压管道异质界面上的折射纵波和折射横波等相关参量,得到管道的超声场损伤特征分布及无损检测统计量。根据超临界机组管道传输介质分界面两边的特征阻抗,提取反射波声压振幅与入射波声压振幅作为管道无损检测的统计特征量,实现无损检测。实验结果表明,该方法具有较高的准确率,抗干扰性较好。

爪式转子对爪式真空泵的使用性能产生极大影响。基于曲线啮合理论,建立了2种常用于爪式转子中的曲线的啮合模型,分析了全光滑曲爪转子和全光滑直爪转子的构建,完善了其构建方法与型线的参数方程,验证了2种全光滑爪式转子的啮合正确性;通过理论研究、力学分析和数值模拟,比较了不同的全光滑爪式转子真空泵的工作性能、转子力学性能和内部流场。研究结果表明全光滑曲爪转子真空泵的工作性能参数比全光滑直爪转子真空泵更好,全光滑直爪转子的力学性能比全光滑曲爪转子更加优越。研究结果为爪式真空泵的转子选用提供了理论依据。

为了探究民航涡扇发动机高高原起动失效机理,基于QAR数据对某型大涵道比涡扇高高原发动机冷发起动失效和热发起动成功时的关键性能数据进行了对比分析;针对发动机起动时燃烧状态,设计了航空发动机在翼尾气测量系统,测量分析尾气主要成分(未燃碳氢化合物、氮氧化物和一氧化碳)的实时浓度,结果表明高高原无论冷发起动失败还是热发起动成功,起动机均需要单独带动发动机运转较长时间,达到30%N2左右转速,发动机才开始供油,热发比冷发供油量多,由于燃油雾化质量差,冷发起动比热发起动着火耗时明显增长;冷发供油到着火这段时间,发动机供油规律为脉动式;受制于EGT的限制,冷发起动第三阶段供油量基本维持不变,造成起动悬挂;热发与冷发相比,EGT温度较高,未燃碳氢化合物和一氧化碳的排放浓度较小,氮氧化物排放浓度差距不大,热发的燃油燃烧更充分......

为了使排样方案更能满足设计者设计意图,符合企业设计规范,研究了一种基于粗糙集的矩形件优化填充排样方法。在实际的排样工作中,综合考虑工件成本、加工时间、施工效率与设计偏好度这些因素的情况下,提出了一种基于粗糙集理论的矩形件综合价值计算方法,将排样多边形区域划分为多个矩形子段,建立矩形件优化填充排样数学模型,采用基于最优子段排样的动态规划算法求解最大价值,以获取最优布置方案。最后,将其成功应用于铝模板智能排摸设计系统开发中,结合实例验证了该方法的有效性。

提出了一种新型配电自动化信息安全防护系统的设计方案,并应用到电网系统中,解决了配电自动化系统在不同地区之间通信以及数据采集问题,保障了配电终端在线率;在防范和处理信息安全风险中,使用多种安全防护措施,分别对有线和无线的网络架构进行设计。同时,对通信网络中的各个安全防护细节进行安全验证,保障配电信息安全与自动化系统的高可用性。实际运行结果显示与传统系统相比,新系统无线信号强度提高了11%,有线信号质量提高了2%,显示了新系统的通信优势。

为了提高连杆结构优化设计的收敛性和效率,从某柴油机连杆APDL语言参数化出发并结合Kriging模型的特点,提出了基于Kriging元模型的柴油机连杆结构优化设计方法。通过灵敏度分析,将连杆结构9个参数变为为6个参数,不仅减少了设计参数,同时减小优化器的负荷。采用拉丁超立方采样并建立了Kriging代理模型,再对其进行了准确性验证,在此基础上应用SQP求解器,经过5中初始方案进行优化,优化后连杆质量减小7.2%,并对结果进行仿真验证,说明了该文方法的可行性和有效性。

介绍了FDM工艺3D打印的工作原理。双喷头是FDM工艺3D打印装备核心的部件,提出了双喷头的设计准则,在设计准则的指导下,设计了无需借助任何外力的单电机送丝机构、利用丝料推力的内嵌式切换机构和半循环风冷系统,整个双喷头仅用一个驱动电机即可完成两个喷头交替送丝、切换等功能,实现两个打印头之间的自动切换打印,并且结构简单紧凑、动作精准。在实际生产中的应用证明了双喷头设计准则和设计方案是可行的,为FDM工艺的双喷头设计提供了依据,具有较高的工程价值。

为了研究高速精密磨削对渗碳淬火齿轮钢18CrNiMo7-6表面质量的影响,设计了以砂轮线速度、工作台速度、磨削深度以及砂轮粒度为变量的单因素试验。对比了磨削后表面的二维与三维粗糙度,分析了磨削参数对三维粗糙度的影响规律及影响程度,得出以下结论三维参数较二维参数更能反映真实表面信息;砂轮线速度和砂轮粒度的提高会导致算数平均偏差Sa、均方根偏差Sq、表面峭度Sku的减小以及表面偏斜度Ssk的增大,即表面质量提高,磨削深度和工作台速度的增加会使各参数有相反的变化规律;砂轮粒度对三维粗糙度参数的影响最大,工作台速度几乎没有影响。试验高速精密磨削工艺参数的选择提供了参考。

轨道交通车辆车体人工打磨方式存在诸多弊端,通过研究机器人打磨等核心技术,设计并开发了一种集成恒力控制装置的机器人末端打磨执行器。从打磨执行器功能需求出发设计了基本结构;具体阐述了打磨执行器接触力恒力控制组件的工作原理以及吸尘组件的设计过程;对打磨执行器框架进行静动态特性分析,验证了结构的合理性;最后通过打磨执行器可行性验证实验对该打磨执行器恒力控制和吸尘效果进行了评估,实验结果表明接触力恒力控制组件可以保证打磨过程中打磨执行器与工件接触面的法向力基本恒定,补偿作用明显。打磨执行器吸尘效果良好,保证了车间清洁,能够满足轨道交通车辆车体表面打磨制造要求。

为提高平地楼道两用攀爬清洁机器人底盘刚度、强度和稳定性,减小结构重量,总结了平地清扫和不同楼梯角度下的攀爬清扫四种典型工况的工作特征。分析了攀爬清洁机器人的组成和工作原理,建立了各典型工况下工作载荷的数学模型。采用拓扑优化的优化设计方法,对机器人底盘结构进行优化设计,得到了底盘的最佳材料分布。基于空间钢架的有限元分析法,获得了底盘钢架的最大弯矩、最大扭矩、剪力和最大变形,并建立了底盘理论力学模型。采用了一种多目标自适应混沌粒子群优化算法(MACPSO),以底盘重量、最大应力和最大变形为目标函数,对底盘的主要参数进行优化设计。优化结果表明攀爬清洁机器人底盘质量减小了54.2%,最大应力降低了17.5%,最大变形减小了28.5%,底盘质心位置前移了9.85%,提高了整机的刚强度和稳定性。