为了提高MEMS热膜式气体流量传感器的防尘能力,设计了一种基于气旋原理的除尘装置。运用正交试验的方法,在适当的范围内选取尺寸参数进行组合,以提高除尘效率为优化目标,通过仿真确定了除尘装置尺寸参数的具体数值,并且进一步分析了除尘装置的除尘性能。通过实验测量除尘装置的支路流量比例、压力损失和除尘效率,验证了仿真分析的结果,测定了防尘装置的实际工作性能。结果表明除尘装置对粒径在5μm以上的粉尘具有良好的除尘效果,除尘效率最高可达80%。

为提高跨座式单轨游览车的运行平稳性,改善乘客乘坐体验,基于多体动力学软件建立了DH10/12(4)Ⅱ型单轨游览列车动力学模型,以GB/T 5599—1985和UIC518—2009标准为依据,对单轨车辆的运行平稳性进行预测和分析。分析结果表明转向架原始设计方案不合理,应设置垂向减振器和降低弹簧垂向刚度。基于动力学仿真分析了减振器阻尼系数和弹簧垂向刚度对运行平稳性的影响,并为减振器阻尼系数和弹簧垂向刚度的选取提供了依据。修改后的设计方案使得单轨车辆的运行平稳性指标和振动加速度均满足标准要求。

以波音公司B-747客机为例,建立了多轮多支柱起落架动力学模型,计算分析了多轮多支柱起落架中单个支柱的缓冲性能,并分析了对称着陆和滚转着陆工况下多支柱起落架的载荷分配。针对在大俯仰角对称着陆工况下机身主起落架载荷过大的问题,通过提高机身主起落架缓冲器效率和缩短机身与机翼主起落架启动时间差对载荷分配进行了改进研究。引入关联支柱技术研究了支柱连通对多支柱起落架载荷分配的影响,并在支柱连通的情况下对起落架的缓冲性能进行了改进,为多支柱起落架载荷分配的研究奠定了基础。

鉴于轨道结构的多样性以及轨道结构参数变化导致的轨道结构振动频率特征的复杂性,建立了单轮对轮轨耦合有限元模型,分析了扣件垂向刚度变化对整体道床、隔离式减振垫浮置板以及钢弹簧浮置板轨道振动的影响,此外还分析了板下支座刚度变化对两种浮置板轨道结构振动的影响。结果表明增大扣件刚度,3种轨道结构在50.00 Hz以下频率段的振动加速度级变化差异较大,100.00~200.00 Hz频率段内的振动加速度级均增强;增大支座刚度,钢弹簧浮置板工况下的道床和隧道壁振动加速度级变化幅度较大,其中道床振动加速度级减小最为明显。

为了提高船舶的操纵性能,采用空间摆动缸机构(RSCS)和空间曲柄摇杆机构(RSSR)的组合,提出一种新型转舵机构。在转舵机构三维模型的基础上,利用解析法建立机构的运动分析模型,求解出机构输入与输出的运动方程。通过静力分析,求解运动副处的约束反力,得到原动件与执行件的静力平衡方程。编写MATLAB程序,绘制运动、力关系曲线,结果表明该转舵机构的输入输出线性度较好,受力均匀。

为了深入地了解机车牵引电机在线运行中所受到的冲击和振动负荷规律,对发生螺栓故障的某型机车开展了机车牵引电机冲击与振动及螺栓应变在线测试,对测得的振动加速度数据进行了筛选并统计出冲击响应峰值和响应时间,对冲击响应归纳冲击响应谱并进行对比分析。通过对比分析可知螺栓所承受的载荷较大。同时,对螺栓上的应变进行分析,进一步验证了螺栓受到较大冲击和螺栓强度偏低是造成螺栓断裂的关键性因素。实测数据的振动量级与GB/T 21563标准值的对比结果显示,牵引电机振动量级与标准值存在差异,垂向和纵向实测值大于标准值,而横向实测值小于标准值。

国内外的废金属破碎机为了保证生产安全都采用高厚度的壁面,而壁面并未受到废金属破碎机锤头的高强度冲击力。为使废金属破碎机样机的壁面具有合理的设计厚度,首先对废金属破碎机样机箱体内的可燃性气体进行了爆炸仿真,然后将产生爆炸的腔内流场和破碎机壁面进行流固耦合分析。通过对比不同厚度壁面的爆炸动力响应,确定壁面的合理壁厚。

高刚度六维力传感器研究已成为智能传感技术的主要发展方向之一。以Stewart型六维力传感器为研究对象,通过理论参数分析,优化了传感器基本结构参数。利用有限元分析软件ABAQUS建立Stewart型六维力传感器仿真模型,通过与试验数据对比,验证了仿真分析的可靠性。分析了上、下平台定位角αB,αA对传感器刚度的影响,研究表明,当αA=100°、αB=30°时,传感器刚度较优化前提升了13.91%~20.07%。

发动机转矩不足、不出转矩等发动机转矩故障可造成车辆驱动能力急剧恶化,有必要对其实施诊断并妥善处理。针对功率分流式混合动力汽车,提出基于行星齿轮转矩平衡数学模型的诊断方法,并提出了分级容错控制策略,最后对诊断及容错控制策略进行了仿真验证。结果表明,该控制策略能够在预期的时间内诊断出故障,并能够进行妥善处理。

髋关节是人体重要的负重关节之一,其容易受损伤。为帮助髋关节患者早日康复并实现自由行走,提出一种2-UPS/RRP调心式髋关节康复机构。基于螺旋理论建立了机构的螺旋矩阵,采用位置矢量法求出机构的位置逆解。利用三维动态法将数据点导入MATLAB中,求出了机构的工作空间。利用ADAMS对机构进行前屈/后伸和内收/外展的康复仿真。结果表明2-UPS/RRP调心式髋关节康复机构具有3个自由度,工作空间呈实心曲面状,机构前屈/后伸和内收/外展的角度分别可达58°/58°、19°/28°,可满足髋关节患者的需求。机构的调心功能保证了人机转动中心的一致性,使得康复过程更加安全。