研究了液压压紧式牵引传动装置的变速原理,以及内、外摩擦副的牵引系数与传动比之间的变化规律,探讨了该传动装置的滑动特性分析方法.基于弹流动力润滑理论建立了传动装置牵引特性计算模型与研究方法,分析了不同滑滚比和法向压紧力下摩擦副的功率特性,在此基础上推导出了传动装置输入功率、输出功率与总滑动率的关系.结果表明在同一滑动率下,液压压紧式牵引传动装置的传动功率随着法向压紧力的增加而增大,当剪切应力接近极限剪切应力时传动功率趋于稳定;在同一法向压紧力下,传动功率随着滑动率的增加呈现先增大后减小的趋势;在传递相同功率时,可通过增大法向压紧力来减小滑动率,以提高传动效率.

针对传统康复机器人重量重、穿戴不便、运动柔顺性差等不足,基于轻量化、柔顺性、易穿戴和人体工学等设计原则,设计了一种柔性穿戴式上肢康复机器人。采用弹性布作为机器人基体,气动人工肌肉驱动的类拮抗式关节,实现了肘关节屈/伸及旋前/旋后运动。基于气动人工肌肉的力学特性模型,采用拉格朗日法建立了康复机器人的动力学模型。针对气动人工肌肉驱动的柔性系统易抖振、响应滞后的控制难点,设计了基于RBF神经网络的PID控制器;针对PID控制器初始参数依靠经验取值的问题,设计了模糊PID控制器以确定PID控制器的最优初始参数;最后通过仿真和实验研究对RBF-PID控制器的性能进行了验证,并与传统PID控制器进行了对比。结果表明RBF-PID控制器响应速度快,控制稳定性高,可实现该柔性康复机器人的稳定控制。

针对三幅邻近桥梁结构,在中幅箱梁和两侧对称组合梁的形心高差与中幅箱梁梁高比值(H/D0)为-2~+2之间的条件下,通过CFD模拟了三主梁的气动干扰效应并进行了风洞试验的局部验证。研究结果表明在一定高差范围内,下游组合梁对中幅箱梁的脱涡存在抑制作用;在工程实际的固定间距下,三幅邻近桥梁结构各自的气动力均值在文中研究的中幅箱梁高差比范围内均有明显且规律的气动干扰效应,其中中幅箱梁敏感性最强、下游主梁次之、上游截面受影响最小。

发动机冷却风扇是车辆冷却系统的重要组成部分,静压和轴功率是评价其气动性能的重要指标,而叶尖作为风扇做功的主要部分对风扇气动性能有较大影响.以发动机冷却风扇为研究对象,研究了风扇气动性能的计算方法和叶尖参数的优化方法.首先给出了风扇气动性能的计算方法,依据试验台建立风扇计算模型,利用模型仿真得到风扇在某一转速下的性能曲线,并与试验值进行了对比验证;然后以叶尖安装角、叶尖弦长、叶尖拱高为变量设计新风扇,基于正交试验法对各叶尖参数进行优化组合,给出了风扇叶尖参数的优化方法;最后通过风扇性能曲线、叶片压力图、叶片速度矢量图对优化结果进行分析,验证了优化方法的可行性.文中关于风扇叶尖参数的分析与优化方法,对发动机冷却风扇的设计具有指导意义.

针对偏转板伺服阀射流盘组件两腔恢复压力不对称和一致性差的问题,建立了考虑射流盘尺寸和形位误差时的流场仿真模型,采用多元线性回归分析方法研究了射流盘的形状因素与压力特性之间的关系;通过神经网络算法实现了不同尺寸和形位误差组合下的射流盘组件两腔恢复压力的预测,并研究了导致两腔压差超差的形状因素分布情况。结果表明:恢复压力的主要影响因素包括劈尖宽度、射流口宽度、射流盘厚度、接收腔圆角以及劈尖对称度;两腔压差的主要影响因素为劈尖对称度、射流口垂直度、接收腔圆角以及内角对称度;射流盘的两腔压差大小呈正态分布规律,压差超差主要是多个因素组合引起,但即使所有形状因素符合设计要求,也可能出现压差超差。实验结果与理论结果相符。

结合阀控系统响应速度快和泵控系统能量效率高的优势,提出了一种泵阀并联系统,并研究了该系统的智能控制方法。首先针对泵阀并联系统中的泵控子系统设计了可以实现权值自适应调节的单神经元PID控制器,然后针对泵阀并联系统中阀控子系统的参数不确定性和外负载干扰问题设计了RBF神经网络滑模控制器,并利用Lyapunov函数证明了闭环系统的稳定性。最后搭建了泵阀并联电液位置伺服系统的Matlab/Simulink和AMESim联合仿真模型。仿真结果表明,泵控子系统的单神经元PID控制器相比于传统PID控制器具有更好的转速跟踪控制性能,阀控子系统的RBF神经网络滑模控制器相比于传统PID控制器和传统滑模控制器具有更高的位置跟踪精度和更强的抗干扰能力,所提出的泵阀并联智能控制方法有效改善了系统的控制性能。

前置级不对称现象是导致射流管伺服阀零偏的主要因素。考虑两接收孔大小不相等、射流管与接收器不对中、接收器接收孔中心不对称等几何结构因素,建立了射流管伺服阀前置级的数学模型;针对接收器接收孔中心不对称的工况,建立了基于定积分的修正模型;考虑前置级接收面积的不对称度,提出了压力特性以及射流管伺服阀零偏值的定量分析方法。分析结果表明:前置级加工、装配和环境因素作用将造成几何结构的不对称现象,并直接造成伺服阀的零偏;射流管与接收器的初始装配误差和接收孔半径初始误差将严重导致伺服阀产生零偏;当右接收孔尺寸小于左接收孔、射流管存在向右偏移误差、右接收孔轴线与垂直方向夹角小于左接收孔与垂直方向夹角时,伺服阀产生正向零偏。文中还通过试验验证了理论的正确性,在伺服阀的加工和装配过程中应尽可能...

基于柔性盘抛光的材料去除模型,提出了沿摆线轨迹的曲面抛光参数控制方法.首先确定柔性盘与表面的接触状态,采用支持向量机方法建立下压力预测模型,确定接触区的压力分布规律,并依据Preston方程建立材料去除模型,进而依据摆线半径和步距的相对关系,将摆线分为单周期内存在2个交叠区与3个交叠区两种情况,在去除模型基础上将单道摆线分为两部分单独叠加,再根据交叠区宽度作总叠加,控制摆线轨迹参数实现最优去除率分布效果.去除率仿真实验和工业机器人抛光实验结果表明,精抛后工件表面粗糙度达0.57μm,说明提出的摆线轨迹参数控制方法适用于高精度曲面抛光.

针对开环条件下液压多路阀结构拓扑需满足多种工况下性能复合的流固耦合设计难题,本研究提出了面向多路阀结构拓扑设计的多工况综合性能评价方法.以液压挖掘机多路阀回转联为对象,将阀芯换向过渡过程分为微动、比例调速以及全开口节流3个开启区段.设定其阀芯节流槽结构参数为变量,分别以3个开启区段的性能为评价目标,构建了面向多路阀结构拓扑设计的多工况综合性能评价的多目标优化设计模型.在验证多路阀流场仿真结果与其台架实验结果基本一致的基础上,对上述优化模型计算结果进行仿真.结果表明,优化所得结构拓扑形态对应的稳态综合性能得到明显改善,说明本方法对于此类复杂工况条件下多路阀结构拓扑设计问题具有参考价值.

为了对轮式装载机驱动桥进行抗疲劳设计和疲劳可靠性评估，在获得ZL50G轮式装载机驱动桥输入轴实际工作扭矩载荷谱和转速统计的基础上，对驱动桥扭矩载荷谱进行了等效疲劳强化处理和正反转加载疲劳试验，并对驱动桥进行了极小子样疲劳可靠性评估.结果表明：驱动桥疲劳破坏主要发生在主减速器螺旋锥齿轮处，螺旋锥齿轮以弯曲疲劳破坏形式为主；轮边行星齿轮以接触疲劳破坏形式为主.在给定工作寿命的条件下，基于疲劳寿命试验结果的极小子样疲劳可靠性评估，获得了驱动桥工作时间与可靠度的关系曲线.