针对某客车集团一辆插电式混合动力客车在实车实验时出现的锂离子动力电池组温度过高的问题,在AMESim软件中搭建了该客车锂离子电池组的串联风冷散热模型,得到了锂离子电池组的实时温度变化情况,分析了电池组温度过高的原因,提出优化该客车原有电池组散热结构的必要性;针对原因进行散热结构的优化设计,利用Fluent软件仿真分析锂离子电池组的温度场和速度场,验证优化效果。结果表明所提出的优化方案能够解决本客车出现的散热问题,达到良好的散热效果。

为了实时获取疏浚钢管的壁厚值,基于B/S基础结构框架、运用PHP&Apache&MySQL平台,构建了疏浚管壁厚度实时监测系统。首先简要介绍了监测系统采用的开发环境;然后详细阐述了系统结构以及功能定位,并针对数据监测功能对数据库进行了设计;最后经系统整体测试,验证了该监测系统的可靠性,证明该系统可完成预期的监控任务。该系统便于工作人员及时获取不同工地典型位置钢管的实时和历史磨损信息,有效规避滞后换管引起的爆管停工风险,可辅助分析管壁减薄原因,延长钢管有效使用寿命,提高生产效率。

为提高滚动轴承故障诊断的性能,结合故障敏感特征的选择,提出了一种基于小波包变换(WPT)和监督NPE的滚动轴承故障诊断模型。首先,WPT对原始振动信号进行处理,利用终端节点的单支重构信号得到多域统计特征,构成原始特征集。然后,为减少特征集中的冗余信息和干扰特征,提出一种基于朴素贝叶斯的故障敏感特征选择方法(FSNB)。为了进一步降低冗余信息和运算复杂度,提出一种基于类别标签的监督邻域保持嵌入(SNPEL)方法,实现对高维特征集的低维表示。最后,利用K近邻(KNN)算法实现滚动轴承的故障诊断。采用12种轴承故障数据来验证提出的故障诊断模型的性能,结果表明,提出的模型可以实现较高的故障诊断准确度和较好的适应性。

对双螺旋输送机进行了离散元仿真,研究其在运输不同黏度物料时,不同参数和结构对其性能的影响并对现象产生的原因进行分析。分析结果表明适当的增大双螺旋输送机的螺旋转速和填充率可提高其输送能力;当输送机运输黏性物料时,两螺旋叶片间应采用大交叠量,错位量为半螺距的结构设计;当输送机运输无黏性物料时,两螺旋叶片间应采用无交叠量,错位量为半螺距的结构设计;双螺旋输送机更适合运输黏性物料;由于颗粒间的团聚作用,使得颗粒间碰撞以及颗粒和外壳间摩擦作用减小,颗粒的轴向平均速度增大,使得输送机整体功率消耗下降,输送量上升;颗粒间的团聚作用会在输送机底部形成空穴,所以其填充率不宜过大。以上结果可为双螺旋输送机工况选择和结构设计提供参考。

行星齿轮箱的诸多传动优点使其越来越广泛地被应用于诸多机械设备中,其振动响应比定轴齿轮箱更为复杂,相应的动力学模型建立及故障诊断成为近年来的研究难点和热点。目前对行星减速轮系的建模分析大多都是建立在正常状态下,缺乏对故障状态下的行星轮系建模研究;对行星轮系进行故障特性分析时,缺乏振动机理方面的研究。针对现有研究的不足,建立了考虑振动传递路径时变效应的行星齿轮系统动力学模型;推导了太阳轮断齿故障下的时变啮合刚度表达式,通过对行星齿轮系统动力学模型的求解,分析得到了太阳轮断齿时系统的频谱响应特性;最后通过试验信号的对比,验证了动力学模型分析结果的准确性。

为了进一步探究基于河蚌外壳表面结构的棱纹形仿生疏浚绞刀刀齿的减阻效果,利用SolidWorks软件设计了3种不同间距分布的仿生刀齿模型。根据仿生疏浚绞刀刀齿切削土壤的工作特点,借助ANSYS/LS-DYNA软件,模拟分析仿生疏浚绞刀刀齿切削土壤的过程,通过与普通刀齿的切削阻力作对比,得出棱纹分布间距为10.00 mm的仿生疏浚绞刀刀齿具有最佳的减阻效果,其减阻率为9.32%。研究结果为仿生疏浚绞刀刀齿的参数优化设计提供了参考。

为解决卷烟包装成本高的问题,提出基于数据挖掘的卷烟包装成本参数自优化与控制方法。首先利用数据挖掘技术对卷烟原材料耗费量等数据进行多维度分析,在此基础上采集卷烟包装加工成本数据,获得卷烟包装材料的实际成本;然后利用支持向量机预测模型获得卷烟包装加工成本和加工参数之间的关系,实现卷烟包装成本参数自优化与控制。仿真实验结果表明运用该方法对卷烟包装成本参数进行优化与控制,可以更全面、便捷地统计卷烟包装成本和利润。

现有的爬杆机器人在研究中常侧重于越障能力或负载能力某一方面,无法同时满足实际生产对这两方面提出的高要求,为此设计了一种新型关节-轮式爬杆机器人,兼具了轮式机器人较强的负载能力和关节式机器人良好的越障能力。建立了爬杆机器人在轴向、周向、翻转运动姿态下的整体力学模型和基于稳态侧偏理论的弹性车轮力学模型,研究了夹紧力对运动方向和稳定性的影响。根据理论计算结果,在ADAMS中对爬杆机器人虚拟样机进行动力学仿真,实现了三种姿态下的稳定运动,验证了机器人设计及力学模型的正确性。

针对硅棒在切割加工过程中加工精度不足、效率低等问题,研发了一款用于硅棒加工的金刚石切割夹具。为了使夹具系统的性能更好,使用Workbench软件对夹具进行了的静力学分析,求解出夹具的应力应变云图;根据夹具的频率方程,得出夹具前20阶自由模态固有频率,将求解结果与其工作频率进行对比分析;通过选择合适的设计变量,对夹具进行轻量化设计,获取夹具的最优结构尺寸。由于夹具在不同工况下所受的载荷不一样,所以结合VB和ANSYS软件设计了夹具工况分析系统,用于夹具的快速分析和优化,可有效提高夹具的设计效率。

基于电磁学理论分析了永磁涡流制动的基本原理,推导了感应盘在扇环形磁铁组中旋转产生的涡流制动力矩计算公式,并与起重机起升机构的结构特点相结合提出一种新型永磁涡流防坠落装置。结合某20UMQ门式起重机,建立了负载坠落永磁涡流制动的动力学模型。利用Ansoft Maxwell进行有限元仿真分析,探究了磁铁组与感应盘之间的空气间隙大小对制动效果的影响。仿真结果显示磁铁组能在负载无初速坠落和以额定速度超载坠落时达到制动效果,为起重机起升机构永磁涡流防坠落装置的设计提供依据。