针对现有铁路车辆轴温探测系统(THDS)存在温度检测盲区、实时性差、故障点指示效率低等不足,设计了一款铁路车辆无线轴温报警仪。该设备以STM32F103C8型单片机为控制核心,采用NE555定时器设计了发光闪烁报警电路;采用RF24L01模块实现轴温历史数据无线查看功能;采用K型热电偶加MAX6675、LM75A芯片实现轴承温度与环境温度的检测。为保障轴承温度检测的准确性,以铂电阻温度计为标准,采用最小二乘法对K型热电偶温度计算函数进行了曲线拟合。实验结果证明,该设备可以满足铁路车辆轴温检测的要求。

基于简化弹性流体动力润滑模型和Greenwood-Tripp微观固体接触理论,建立了一种高速铁路轮轨界面存在水介质时高速轮轨黏着特性三维数值模型,其可以同时考虑热效应和轮轨表面粗糙度对黏着特性的影响。通过数值求解获得了轮轨表面温度分布情况,讨论了速度、表面粗糙度和边界摩擦系数对黏着系数的影响,并与等温三维模型结果进行对比,从对比结果看出,温升情况下黏着系数高于等温情况下黏着系数,并且在滚动速度较大时,随着边界摩擦系数增大,温度对黏着系数的影响变大。研究结果表明,相比于其他因素,速度和表面粗糙度对黏着系数影响较大,且界面温升会使黏着系数增加。

以典型风电机组主轴传动系统构型为例,根据轴系的结构特点构建了轴系的力学模型。选择轴承的体积、寿命作为优化指标,构建多目标优化函数;综合考虑轴承内部及轴承之间的几何结构约束与性能要求,建立优化约束函数;确定优化设计变量,建立了主轴轴承优化模型。将建立的优化模型应用于某型号主轴轴系的优化设计,对比了不同优化目标下的体积、寿命的优化结果,通过RomaxDesigner进行验算,验证了模型与算法的有效性与合理性。

以摩擦轮提升机中的绳轮机构为研究对象,构建其数学模型并推导得到经典欧拉公式。基于摩擦轮提升机的动力学特性如绳轮包角、摩擦系数及加减速过程的力学分析,建立了摩擦轮提升机防滑条件的数学模型,根据静张力比系数判断系统的防滑状态及合理的紧急减速度阈值范围。利用MATLAB对解析模型进行仿真分析,得到给定减速度条件下静张力比系数与绳轮摩擦系数及包角的关系,可用于判断不同绳轮结构在紧急制动下的防滑状态。

废金属破碎机是一种大型的废金属回收机械装备，目前还没有一套成熟的寿命预测方法。基于废金属破碎机的三维模型，利用有限元分析技术，建立废金属破碎机主轴系统有限元分析模型并进行计算。基于科尔顿-多兰公式提出适用于破碎机工作情况的疲劳寿命计算模型，将有限元仿真数据代入疲劳寿命模型进行计算，并与实际运行情况进行对比。结果表明，计算得到的疲劳寿命与实际工作寿命基本一致，验证了模型的正确性，为金属破碎机设计与开发提供了一定的理论依据。

基于非介入式测量方法对X光机的管电压、曝光时间和管电流进行了测量研究。结果表明,运用非介入式测量方法测量X光机的关键物理量,操作简便、结果准确。经过试验验证,利用该方法检测X光机中关键物理量符合医用诊断X射线计量学仪器行业标准。

轨道交通高等减振和特殊减振措施均具有良好的减振效果,在城市轨道交通中被广泛使用。为了解高等减振和特殊减振措施下车内不同位置的振动特性及其对乘客产生的影响,引入建筑学振动烦恼率,基于实测数据对乘客烦恼率进行量化分析。结果表明采用高等减振措施更有利于减小列车运行时的车内振动,且相较特殊减振其对乘客烦恼率的控制效果也较优;两种减振措施下不同测点处的振动频率主要成分在人体某些部位的自振频率范围内;从对乘客影响的角度来看,特殊减振措施对车厢贯通道中央地板面处的振动控制效果较差,该位置的乘客烦恼率值达到了37.85%,部分乘客可能会有不适感。

基于对产品造型设计虚拟仿真实验教学展开的价值认知,阐述其教学设计思路、流程与教学特征。通过参数化生成设计、数字化三维形态推导、造型结构仿真、实验结果分析等方法,搭建起产品造型设计虚拟仿真实验平台与教学系统的基本架构,以便更好地推动传统工业设计教学体系的改革。

UVMS作为一个动力耦合系统,机械手以不同的加速度方式运动时会对ROV的位姿偏差产生不同的影响。首先建立了UVMS的动力学模型;然后基于机构学中的凸轮曲线理论推导出等加速度型、5次多项式型、摆线型、合成正弦、变形正弦、变形梯形等多种曲线方程;最后分析和研究了机械手在不同加速度运动方式下对ROV位置偏差和角度偏差的影响。结果表明机械手以不同的加速度运动方式进行关节运动对ROV的位置偏差和角度偏差产生的影响存在较大差异,在控制ROV位置偏差和角度偏差极值方面变形正弦方式效果最好,其次为摆线型、合成正弦和5次多项式型,再者是等加速型,最后为变形梯形;而从ROV位姿变化平稳性来看,变形梯形方式是比较好的选择,其次为合成正弦、摆线型和5次多项式型,再者是变形正弦,而等加速度型最差。

为克服传统设计中拓扑优化与尺度设计分离造成的性能缺陷,提出一种基于桁架结构优化的复杂零件构型设计方法,实现了构型和尺寸的同步设计,在满足性能需求的前提下,实现了结构轻量化。首先,通过简化桁架基结构生成过程提高基结构生成速度;其次,以杆件横截面积为优化变量,将拓扑优化问题转化为带有边界约束的尺寸优化问题,实现桁架结构构型与尺寸的同步设计;再次,基于桁架结构的设计方法进行复杂零件构型设计;最后,以某加工中心立柱为例,以质量和静态变形为评价指标,分别利用上述方法及拓扑优化设计方法对立柱进行构型设计。结果表明采用该方法得到的结构较拓扑优化的结构减重5.4%,变形减小10.28%,验证了该方法的有效性。