异质零件建模的核心是将几何结构与材料设计结合起来,使结构特征和材料组成有机整体,直接用于数字化制造。给出基于体素法的结构模型,使用细化后的网格和节点,建立STL模型均匀点云数据集,构建空间微四面体,形成结构模型;依据零件的物理特性和材料分布特征,使用节点间线性插值算法,对细化网格进行材料分布运算,获得不同材料的梯度分布,把材料信息添加到结构模型中,完成模型的设计。

提出了一种基于智能传感器技术的铁路轴温监测系统。引入灰度模型算法结合最小二乘法偏移原理,提出了融合权重参数的二乘灰度模型列车轴温分析及预警算法,有效解决了原始算法于极值点大概率误差过大的问题,提升了短时间预测的准确度。对比实验结果显示,该算法可以有效监测列车轴温,故障预警的准确率对比其他算法平均提高了7%左右,平均误差小于2%,具备较高的工程研究及应用推广价值。

动力鼠洞的作用是预存单根或立根,配合铁钻工和排管机实现接拆立根。动力鼠洞是自动化钻杆操作系统中的关键设备。介绍了动力鼠洞的结构设计要点,并对鼠洞结构进行了安全性分析。以可折弯的鼠洞为例,计算了一个5-1/2″钻杆立根(3根)从距鼠洞底部缓冲装置1 m高度处坠落时产生的冲击力,并利用ANSYS软件在坠落工况下对动力鼠洞各部位进行分析,校核动力鼠洞结构强度。经现场试验,验证了该结构的安全性。

为探究油污对热膜式气体流量传感器测量精度的影响,建立了传感器内部流道的三维几何模型以及基于厚度和位置分布的油污模型,仿真分析了不同流量条件下油污厚度和位置对传感器测量值的影响。进行了分阶段油污自然沉积试验,分析了各油污污染阶段传感器精度的变化。仿真和实验结果表明油污沉积在传感器芯片中间电阻上时,对传感器测量精度的影响显著,随着油污厚度的增加,传感器的测量误差逐渐增大。

现有的卷烟产品码垛机器人夹紧装置存在设计不合理、控制效果差等不足,无法满足卷烟制造业的可持续发展要求。在原有装置基础上对夹紧装置进行再设计,构建夹紧装置动力学模型,分析夹紧装置运行规律,完成了控制器设计与部件选型。结合夹紧装置的特性编写控制程序,并进行了夹紧装置控制对比实验。实验结果显示,与现有控制器相比,设计的控制器控制夹紧装置夹紧力偏差与位移偏差较小,码垛精度更高。

对某半移动式破碎站受料仓的载荷条件、材料特性以及有限元力学模型等进行了分析,根据作业工况对某半移动式破碎站受料仓的受力进行了理论分析和有限元计算,结果表明3种工况下该设备的强度都小于许用值,为半移动破碎站受料仓的设计和生产提供理论依据。

轴温是识别列车故障的关键指标之一,实时监测轴温变化并对故障及时预警对车辆检修、机车行车安全具有重要意义。在温度采集方面,采用射频识别(RFID)标签实现无源温度监测,分别设置数字信号处理芯片以及射频芯片控制信号的收发,实时、准确采集货运机车的轴温。在预警算法方面,采用回归系数算法进行车轴故障预警,结合采集的轴温变化数据,分析影响温度的成分因子,并经过特征降维处理后与温差实现多元线性回归拟合运算,获得回归系数后,使用改进的支持向量机模型进行故障预警。实验结果显示,该预警算法可以结合机车的运行速度、工况环境等,实现对故障的综合判断并预警,预警准确率可达97.67%。

针对展开式连杆机构载具存在载荷空间小、启动压力角偏大以及丝杠阻力扭矩过大等不足,基于SolidWorks Motion,选择展开角度、丝杠螺母位移以及丝杠扭矩作为约束及运动分析条件,利用GSTIFF类解算器,对展开式连杆机构建立运动仿真优化算例。经过优化后,载具空间增大,丝杠阻力扭矩比初始值减少60%左右,启动压力角减小,随之传动角增大,使得机构运转轻便高效;通过建立展开式连杆机构受力模型,对连杆的风阻工况展开了受力分析,优化后的丝杠推力较优化前减少76%左右。最后证明在100 m/s来流速度下丝杠所产生的扭矩可以支持承载叶片完全展开。

提出了轴系结构方案正向设计数字化方法,实现轴系由机构简图展开成结构方案的自动化设计过程。通过定义支撑点、载荷点之间的相对位置关系,实现轴系布局设计;根据轴承的定位和受载特性给出可行的轴承组合方式和配置方式,实现轴系支点结构化;针对不同的轴系方案形成统一的轴系力学模型,并建立计算机可识别的轴系方案数字模型;以轴系体积最小化为目标优化轴承型号、轴结构和载荷点位置。由此归纳出可以形成具有不同布局、结构、尺寸参数的多种轴系结构方案的数字化设计方法,为运动副结构的展开提供了数字化解决方案。

针对城市垃圾收集方式复杂及效率低等问题,设计了一种新型的侧装压缩式垃圾车机械手机构。对比分析了常见垃圾桶收集机构的优缺点,结合侧装垃圾车工作流程,阐述了新型机械手机构的结构原理;研究了滑动马达在提桶阶段所需的转矩,为滑动马达选型提供依据;依据机械手典型作业工况,采用有限元方法对机械手结构进行了仿真分析和优化设计。研究结果表明,机械手结构满足设计要求,优化后结构质量减轻7.6%。通过对机械手结构进行分析及优化,可以验证其结构可靠性,从而获得最优化设计方案。