高端装备关重件多采用主轴式滚磨光整加工提高零件表面完整性,传统的用反复实验摸索滚磨光整工艺的办法存在工件提供难或数量少的实际问题。基于EDEM仿真主轴式滚磨光整加工可以为工艺制定提供有效的帮助,但模拟仿真与实际工况的差异性尚未可知。将滚抛磨块尺寸、滚筒转速以及加工位置作为影响接触力大小的评价指标,考虑仿真模拟与实验验证的可比性,设计构建了与仿真模拟完全相同的实验装置和工艺参数环境,选用Hertz-Mindlin无滑移接触模型进行模拟仿真,探究模拟仿真与实验测试得到的工件与滚抛磨块之间的法向接触力的规律性。通过量化接触对象球径比、加工位置以及滚筒转速对于接触力的影响,推导出接触力相关修正系数的表达式,进而建立包含接触对象球径比和速位影响系数的滚抛磨块与工件之间的接触力计算公式,并验证了不同径向......

防热瓦是高超声速飞行器应用最广泛的隔热材料,对其进行了热控性能数值分析,并就防热瓦参数变化对各部件表面最高温度变化的影响进行了研究。结果表明,防热瓦最高温度及其出现时刻由外部热流峰值及其时刻决定,增加防热瓦比热容、厚度、密度、涂层发射率及降低防热瓦热导率均可有效降低应变隔离垫和机体的最高温度,提高系统的防热性能。增加涂层发射率可降低防热瓦的最高温度,其他参数变化对防热瓦最高温度的影响可以忽略。

基于计算流体动力学(CFD)平台,以k-ε模型求解N-S方程的方式,分析了垂直轴风力机(VAWT)的三维结构,对分布式能源用小型垂直轴风力机的特性进行了建模与仿真计算,并通过结构对比分析,对结构进行了优化设计。在将现有叶片中的直平板改为流线型设计结构后,大大提高了该垂直轴风力机的风能利用系数。而在叶片中间加入小挡板后对提高垂直轴风力机的风能利用不明显。此外,对比验证了三种叶片结构风轮的性能,确定了该类垂直轴风力机最佳叶片数。为该类垂直轴风力机的设计与优化提供了借鉴和参考。

目前针对动力机械隔振系统传递率的研究主要集中于隔振器本身刚度或阻尼对系统的影响,但在部分实际应用的隔振系统中,阻尼减振器作为独立元件,其端部节点的刚度对隔振系统传递率有着不可忽视的影响。为了讨论阻尼减振器的节点刚度对动力机械隔振系统传递率的影响,采用理论分析与实验验证相结合的方式,对其进行了研究。研究结果表明在一个质量、隔振器刚度和减振器阻尼都一定的系统中,当动力机械设备工作在低频共振区时,随串联节点刚度增大,传递率明显下降,串联刚度大于一定值后,传递率趋于稳定;当动力机械激励频率远高于固有频率时,随串联节点刚度减小,传递率明显下降。研究可为变刚度隔振系统提供理论依据,也可为应用于隔振系统的减振器性能优化设计提供参考。

为解决风沙大、水源匮乏等环境恶劣地区光伏组件表面灰尘清洁困难的问题,本课题组提出了一种集起尘、掸尘、输尘于一体的光伏组件干式除尘双滚刷。首先基于该模型搭建实验平台,确定光伏组件干式除尘刷的旋转速度和沿着光伏板面的牵引速度两个重要工作参数的最优值范围,然后利用matlab优化工具箱,建立真实的非线性规划问题数学模型,通过计算获得最优的工作参数。结果表明,该光伏组件干式除尘双滚刷通过移动载体的牵引,达到了无水高度清洁的理想效果。

为了体现制造成熟度对微量润滑装置的优化效果,采用制造成熟度评价方法对微量润滑装置进行分析评价,并结合具体应用阐述了微量润滑的优势。在采用制造成熟度评价方法得出现有微量润滑装置的喷嘴位置会降低微量润滑效果结论的基础上,对喷嘴参数和结构进行了优化,使得微量润滑装置更加满足工业生产的要求。最后使用制造成熟度评价方法对优化后的喷嘴进行了评价,结果表明优化后的喷嘴比优化前的喷嘴在切削生产中的润滑效果更好,生产效率更高。

以新能源汽车用锂离子动力电池总成精细设计为目标,提出了面向整车应用的动力电池匹配开发流程,分析了锂离子动力电池单体选型及测试的重要性;提出了电池需求分析方法及锂离子电池单体性能测试方案,以某款锂离子电池单体的四种典型工况性能测试为例给出了测试结果;基于电池测试方案提出了用于电池单体选型的评价方法,相关研究可为新能源汽车锂离子动力电池总成的精细化设计提供有效的测试支撑,具有较强的实用价值和一定的创新性。

针对传统汽车圆柱齿轮精加工过程存在动态扰动、误差收敛控制较差,导致齿轮加工的稳定性及准确性较差、评估方法的可靠性较差的问题,提出基于虚拟环境的汽车圆柱齿轮精加工过程可靠性评估方法。构建汽车圆柱齿轮精加工工件表面稳定性控制参数辨识模型以及刀齿运动调控函数。分析刀齿振动引起的动态扰动因素,获取动态扰动特征,完成汽车圆柱齿轮加工表面稳定性调控及优化。在此基础上提取加工过程可靠性评估的状态参量,并对加工状态参量误差进行收敛分析。以工件特征、工序安排等为控制约束对象,结合虚拟视景仿真技术实现汽车圆柱齿轮精加工过程可靠性评估。仿真结果表明,采用该方法进行汽车圆柱齿轮精加工过程评估可靠性较好,加工误差较小。

为了提高无人机导航路径规划的精度和稳定性,提出了复合形引导蜂群寻优的无人机航迹多目标优化方法。使用坐标变换方法,将二维规划问题降为一维;建立了航迹规划的目标函数与约束条件;在传统人工蜂群基础上,改进了蜜源初始化方法,使前后航迹点相互关联,提高航迹可行率;为了提高收敛速度,改进了雇佣蜂和观察蜂的蜜源搜索方式,提出了随机搜索与最优蜜源引导相结合的位置更新方式;提出了Metropolis准则改进观察蜂蜜源选择策略,有利于算法跳出局部最优、保留潜在最优;使用复合形法引导蜂群整体向优质蜜源运动,提出了复合形引导蜂群寻优算法。经仿真验证,与传统算法和混沌扰动算法相比,复合形引导蜂群算法的收敛迭代次数分别减少了4倍和6倍,寻优时间降低了约一个数量级,且规划航迹更优、稳定性更好。

研究了轴向运动黏弹性Rayleigh梁的非线性受迫振动。运用广义Hamilton原理推导出梁和边界条件的非线性控制方程。通过复模态法计算固有频率和模态函数。运用多尺度法获得主共振的稳态响应,根据Routh-Hurwitz分析稳态响应的稳定性,同时得到粘性阻尼,力和非线性系数的影响曲线。如果存在不稳定区域,通过增加粘性阻尼或减小力可使稳态响应的稳定。运用微分求积法对轴向黏弹性梁的受迫振动进行数值分析,并与多尺度分析进行对比,以此来证明了多尺度法的结果的正确性。