针对小型深沟球轴承装配中的合套工序,提出了一种以游隙和回转精度为目标的轴承元件选配优化方法。首先,从深沟球轴承内部几何关系入手,建立了轴承回转精度数值模型;然后在此基础上,研究了以轴承径向游隙及回转精度为约束条件的轴承元件选配方法。结果表明,轴承元件的不同组合方式对轴承性能具有不同的影响,与传统的轴承合套方法相比,所提出的轴承元件选配方法能够有效提高轴承合套率以及轴承回转精度。

以入口处增设多孔扰流板作为卧式滤筒除尘器流场优化方法,研究其对除尘器流场的优化作用。以综合流量分配系数ΔKξ作为流场均匀性评价指标,采用正交试验法进行CFD数值模拟设计,研究扰流板的孔面积占比率f、扰流板B面与滤室壁面之间的距离ΔL、孔型T对流场的影响。结果表明,适当增加f和ΔL可降低ΔKξ,圆孔的优化效果要优于方孔,影响ΔKξ的程度排序为f>T>ΔL,以f=30%、ΔL=150 mm、孔型为圆孔作为最优参数组合优化流场,优化后ΔKξ降低了67.5%。

针对复杂工况下齿轮箱的全寿命周期振动信号进行早期异常检测分析。首先,使用时域同步平均算法对原始数据进行预处理;其次,为了减小工况变化对信号的干扰,基于齿轮运行残差(GMR)信号去除基础啮合频率及其谐波信号,运用EVIEWS软件建立向量自回归(VAR)模型并计算残差;最后,通过计算残差的峭度、标准差和均方根等判断齿轮异常发生的时间点,并与基于时域同步平均的方法进行对比。结果表明,所提方法能够在第109号文件检测出齿轮箱发生早期故障,比现有方法提前20个文件发现异常,为齿轮箱的早期故障诊断和维修决策奠定了基础。

针对弧面分度凸轮机构模型及加工工艺进行研究,基于共轭曲面原理,运用齐次坐标变换方法建立圆柱滚子弧面分度凸轮廓面通用方程式,推导共轭方程式,求取共轭接触角,通过MATLAB软件编程计算轮廓面坐标点数据,然后导入NX 12.0软件中建立弧面分度凸轮三维模型,再进行弧面分度凸轮加工工艺分析及编程。VERICUT虚拟仿真加工结果表明,弧面分度凸轮加工精度满足预期要求。

为解决稠油因黏度及密度较大而难以实现油水分离的问题,借助轴流螺旋式分离器研究稠油分离性能,并利用群体平衡模型和box-Behnken design对结构进行优化设计。研究表明与溢流管插入深度相比,轴流螺旋式分离器的旋流腔长度、螺旋流道数、锥角及溢流管直径对油水分离性能有更大的影响;螺旋流道数和锥角对除油效率的交互影响大于其他结构参数,而螺旋流道数和溢流管直径对压降的交互影响更大;分离器优化后的除油效率为85.44%(增大3.56%)、底流含油体积分数为2.01%(降低0.3%),溢流、底流压降分别为0.724 MPa(降低0.234 MPa)和0.348 MPa(降低0.337 MPa)。设计得到的轴流螺旋式分离器可为稠油采出液分离装置设计与应用提供重要参考。

针对现代柔性制造生产车间存在的任务类型多、AGV种类多、AGV数量多的问题,从多任务学习、单车任务与协同任务问题混合下的数学建模和任务调度算法三方面对AGV协同多任务规划问题进行研究,将AGV协同多任务调度问题抽象为多种约束条件下的优化问题。提出一种改进遗传算法(IGA),在构建初始种群时引入随机函数并对重复基因使用覆盖法增加初始种群多样性,在交叉变异中采用自适应迭代模式防止陷入局部最优。仿真结果表明,该算法能有效完成任务调度,与传统遗传算法相比优化性能更高。

支撑翼布局飞行器因其具有较大的展弦比和较小的耗油量,有望成为下一代绿色环保飞行器。应用MATLAB编程技术、结构有限元分析方法和OpenVSP开源软件,在参数化建模的基础上建立了适用于支撑翼布局飞行器的气动分析、质量估算、性能分析、操稳分析等分析模型,开发了一种面向支撑翼布局飞行器的总体参数分析程序,可用于在概念设计阶段确定其主要参数。以波音公司的支撑翼布局客机为基准,验证了该程序的合理性,并在此基础上进行了优化分析。结果表明,以起飞质量最小为优化目标时可采用展弦比较小的设计方案,以油耗最小为优化目标时可采用展弦比较大的设计方案。

针对小型巡飞弹在开发和验证过程中难以采用风洞进行气动参数测试的问题,在对某型9 kg级串列翼巡飞弹进行总体设计的基础上,提出一种气动仿真/地面跑车/飞行试验相结合的巡飞弹设计及验证方法。由飞行试验数据可知,实际巡航空速均值(31 m/s)与设计巡航空速(30 m/s)相差3.3%,实际巡航油门比例均值(0.70)与设计巡航油门量(0.66)相差6.1%,俯仰及滚转姿态误差≤3°,证明该方法合理可行,为该类型飞行器的设计及验证提供了一条思路。

翻料机构在石油管材生产线中应用较频繁,为使翻料机构运行更加平稳、安全,研制了用可编程逻辑控制器(PLC)控制的气动挡管装置。挡管装置主要由支架、可伸缩式管柱、挡管组件等构成。实际运行表明,安装气动挡管装置后,PLC自动控制挡料组件与管体接触后分离,以减轻大口径管体对翻料机构的冲击力,降低翻料机构的故障率。

点云三角网格重建是逆向工程领域重要的研究内容。网格模型的细节特征是评判三角网格重建算法的重要指标,如何通过点云数据重建完整的网格模型并保证模型表面的细节特征不丢失是点云重建的难点。为了解决这一问题,引入多尺度概念,在点云数据的低频尺度空间中进行网格重建,保证点云数据的重建率,从而保证有高质量的重建结果。在进行网格重建过程中,采用自适应半径搜索策略进行邻域点搜索,减少了网格模型的孔洞。实验结果表明,所提算法三角网格重建质量较高,具有较高的点云数据重建率,有效保证了重建结果细节特征的完整性。