针对改型设计的平板型双流道太阳能空气集热器,搭建了实验平台,利用Fluent软件开展了关键参数对集热器集热性能的试验及模拟研究。结果表明模拟所得太阳能空气集热器集热效率和出口空气温度与实验值具有良好的一致性;出口空气温度受太阳辐射强度的影响较大,而集热效率受太阳辐射强度影响较小;最优空气质量流量为0.06 kg/s;随着进口空气温度的增加,出口空气温度也增加,但进出口空气的温差在缩小,集热效率在下降;适当增加吸热板厚度可以有效提高出口空气温度和集热效率,但过量增加吸热板厚度不能持续提升集热系统的性能,推荐的吸热板厚度为0.35 mm。

井下作业工具作为一种可靠性要求极高的入井工具,在设计、制造过程中必须对其进行地面模拟井下工况的性能试验。采用感应加热技术革新常规导热油加热模式,研制一种模拟地层温度压力环境工况的直井井下工具模拟试验装置,实现不同规格油套管和工具的加热、加载、加压、扭转、钻进、循环等井下工作工具试验测试功能。直井模拟试验装置可实现最大1000 kN、120 MPa、15 kNm的井下工具联合拉压扭模拟钻进试验,试验效果良好,120℃、70 MPa常规试验周期缩短近1/2,温度控制精度为0.3℃,具有加热速度快、试验效率高、安全环保的优点。试验装置投入运行后,整体运行稳定可靠,各项技术指标良好。

在吸能盒碰撞仿真中,准确的应力-应变曲线是获得可靠仿真结果的前提。为获得准确的应力-应变曲线,以吸能盒在实际压缩中测得的力-行程曲线为参考,采用了试验设计、近似模型和遗传算法相结合的反求优化方法,对吸能盒仿真应力-应变曲线参数进行二次反求优化计算,将二次反求优化得出的仿真应力-应变曲线参数输入到仿真模型中,与试验数据进行对比。结果表明仿真求解与试验得出的力-行程曲线整体变化趋势基本吻合,仿真求解和试验得出的触发力、平台力的偏离度较小。

点阵结构是一种先进的轻质功能结构,在航空航天领域应用越来越广泛,设计出满足特定功能需求的点阵结构来拓展零件功能,是当前需要解决的关键问题之一。基于拓扑优化原理进行点阵结构的设计,对多种点阵结构的性能进行了仿真分析和物理实验分析,并对实验结果进行了对比。对主要受拉压应力的连杆填充相应的点阵结构进行轻量化优化设计,结果表明,采用点阵结构填充后的试验件质量减小了1/3,比刚度是原来的1.9倍。

基于隧道电缆的运行维护与日常管理工作带来的困难,针对目前已有的电缆隧道巡检机器人存在的缺陷,提出了一款基于单轨吊的新型电缆隧道巡检机器人设计方案。该方案使用1对导向轮、2对悬挂轮、1个齿轨驱动轮实现行走机构的设计,使用TSM57-36V-10步进电动机和整合式单板嵌入控制系统作为系统行走部的控制系统,步进电动机和齿轨驱动轮之间使用90°转向的1∶1齿轮连接器连接,实现速度最大为2.73 m/s、最小为0.04 m/s的行走控制。仿真结果表明,该系统可实现大部分行走状态的功能转化,且各行走状态的行走速度误差不超过±2.3%,但当系统在最大速度行走时,如果立即切换到逆向最大速度,系统可能出现较大的温度上升,对系统有一定的破坏作用并造成安全隐患。

镍基高温合金Inconel 718因其具有优异性能而被广泛应用于发动机热端部件,然而其可切削加工性低,切削力大、切削温度高等使得工件质量得不到保障。基于有限元分析软件Deform_3D模拟镍基高温合金Inconel 718的车削过程,研究其车削过程中切削力和切削温度的变化以及切削速度、进给量、背吃刀量对切削力和切削温度的影响规律,结果表明背吃刀量对切削力影响最大,其次是进给量,切削力随背吃刀量和进给量的增大而增大,随切削速度的增大而减小;切削速度对切削温度的影响较大,切削温度随切削速度和进给量的增大而增大,随背吃刀量的增大先增大而后减小。

在分析阀控液压缸动力机构工作原理的基础上,应用流量和力平衡方程建立了阀控液压缸动力机构的非线性状态方程数学模型,并运用该模型分别对某六自由度实验平台的对称阀控制非对称缸电液伺服系统和某实际非对称阀控制非对称缸电液伺服系统的压力特性进行仿真分析,通过仿真和试验结果的对比,验证了所建阀控液压缸动力机构非线性状态方程数学模型的正确性。该数学模型具有通用性,可用于各类阀控液压缸系统的仿真、设计和控制策略等的理论研究。

液压泵由于自身的结构特点,故障信息微弱,依托单一信源进行故障诊断效果不佳。为此引入融合思想,探索一种面向多层级信息融合的液压泵故障诊断系统设计方法。首先对液压泵工作原理和故障模式进行研究,从不同层面对信息融合必要性进行具体分析;然后以此为基础,设计面向多层级信息融合的液压泵故障诊断系统基本框架,从数据层、特征层以及决策层研究、设计多层级信息融合模式,为改善液压泵故障诊断效果提供技术支持,为设备状态监测提供一种新的思路和方法。

为实现油田修井作业过程中液压油管钳上卸扣作业的自动化,设计了一种机械式液压钳推拉装置,并运用ANSYS对其关键零部件进行受力分析,校核其强度,实现了油管上卸扣的机械化操作,具有较好的推广前景。

介绍了一种重型车尾门液压翻转装置,并对该系统主要液压元件参数进行了推算。经实车验证,该系统可在10s内实现尾门的开/闭动作,达到预期效果。该推算过程对后续进行重型车尾门液压翻转系统的设计具有一定的参考意义。