在采煤过程中,液压支架作为煤矿开采的支护设备,其强度性能决定煤矿开采的安全指数.前期研究表明液压支架的应力主要集中在柱窝处,其应力大小和立柱的结构有关,在此前提下,针对QY200型液压支架的立柱结构进行优化.在不改变柱窝直径大小的前提下,对立柱的结构尺寸进行优化设计,优化试验采用正交试验设计法,将液压支架整体应力接近最小作为优化目标.优化结果表明,液压支架最大等效应力随活柱长度的增加成增长趋势,为保证液压支架能够更稳定地工作,活柱长度越小越好,而大缸外径和大缸长度越大越好.该优化方法能够减小试验次数,提高设计效率.

在整个采煤过程中,液压支架作为煤矿开采的支护设备,它的高强度性和高安全性直接决定了煤矿开采作业的生产安全.根据目前对液压支架整体结构研究和实际采煤作业中发现掩护梁是液压支架整体较薄弱部位,特别是在顶梁受扭转载荷时更为突出.利用Hyperworks软件针对扭转载荷下的掩护梁进行了静力学分析和拓扑优化分析,在此基础上提出了结构优化方案,并对优化方案进行了相同工况下的静力学分析.对比优化方案的分析结果显示方案四使最大应力减小了24.46%,同时重量降低194 kg,最大位移也有所降低,优化结果最理想.对液压支架的整体优化提供了技术支持,完成了强化结构的同时液压支架总体轻量化的设计目标.

采用硅胶材料设计了一种网络式气动软体驱动器,软体驱动器在通气条件下可实现弯曲变形.设计了驱动器模具,并制作了驱动器样机,进行了驱动器静力学实验与有限元仿真.结果表明:软体驱动器具有较好的柔性和灵活性,最大弯曲角度可达到323°,为软体驱动器的进一步应用奠定了基础.

介绍了一种自主研发的新型关节,该关节主要有弹性气囊和约束元件组成,驱动装置和关节本体复合成一体结构,相当于三个人工肌肉并联,具有三个自由度,能够实现轴向伸长和空间任意方向的弯曲.对关节的轴向伸长和平面弯曲进行了实验研究,得到了关节变形特性曲线,为以后的进一步研究与应用奠定了基础.

据承弯杆件的力学模型,利用叠加原理,推导出计算支座约束力的数学模型,它是实现承弯杆件计算机程序设计的前提.

基于三维流动理论及计算流体动力学(CFD)对轿车扁平化液力变矩器设计及内部流场的流动状况进行研究,其研究成果对循环圆的设计和叶片设计提供了新思路和方法,通过扁平化液力变矩器流场的研究和分析,为变矩器的进一步优化提供了理论依据,其流场的CFD计算方法也为不同扁平率的液力变矩器计算提供了借鉴和方法.

复杂气动程序电控系统由于输入信号、约束和联锁条件多等原因,导致传统设计方法求解困难,或记忆元件较多等问题.通过借助串级法的基本思路——电路隔离,结合单稳态和双稳态换向阀的特性,以“优化组数”为目标,优化复杂程序电控系统的分组方案,并利用逻辑函数运算简化电路设计.经仿真和实验验证该方法不但设计科学、高效、简便、有规可循,而且设计的电气回路结构简单、具有故障诊断和排除简单直观等优点.

采用ABAQUS有限元分析方法对径向膨胀驱动器径向膨胀量进行了结构优化,基于Yeoh本构方程建立驱动器本体硅胶材料模型进行静力学试验与仿真试验验证其材料模型的正确性,利用ABAQUS有限元分析软件对5个结构设计因素进行了仿真分析,分析各结构因素对其径向膨胀量的影响,确定其最佳设计方案.结果表明限制层厚度c、形变层厚度b、气室高度h、圆角R是影响其膨胀量的关键因素,最佳设计参数为限制层厚度4 mm、形变层厚度2 mm、气腔数量4、气室高度12 mm、圆角8 mm.

工程教育认证的核心理念是提升教学效果、改进教学导向,教师赴企业实践锻炼的目的在于提升专业知识技能,将实际工程案例代入课堂,提高教学质量,两者相互关联,后者促进前者。围绕教师企业实践与《腐蚀与密封》课程教学改革的关系进行探讨研究。

以液压缸往复密封中的O形橡胶圈为研究对象,建立其二维轴对称模型.在摩擦系数为0.1,不同介质压力和不同预压缩率的情况下,运用有限元软件ANSYS workbench对O形圈的变形情况及应力大小进行分析.结果表明:O形密封圈在缸筒和活塞杆间隙处应力集中最明显,说明在此位置容易被挤进间隙,造成间隙咬伤,导致密封失效.在压缩率小于15%,介质压力小于15 MPa的情况下,剪切应力始终小于丁腈橡胶的剪切强度;在压缩率超过15%时,容易造成O形圈应力松弛,发生压缩变形;介质压力超过15 MPa,剪切应力急剧增加,在往复运动下,密封圈会不断地被摩擦磨损,很容易产生积累损伤,导致裂纹的产生或破损.