依据金属橡胶材料细观结构变形的主要特征,对金属丝螺旋卷的空间位形、接触模式进行分析。提出基于变长度悬臂曲梁的单匝螺旋卷细观结构单元,结合接触作用模型,从材料的微元体出发推导承受压缩载荷金属橡胶材料的本构模型。该模型包含金属丝直径、弹性模量、螺旋卷直径、材料相对密度等基本的材料结构参数,从理论上解释金属橡胶材料力学特性的物理本质。通过圆柱形和长方形两种不同外形金属橡胶试件对所建模型进行试验验证,结果表明理论计算和试验数据吻合较好,说明该模型能够描述金属橡胶材料在加载和卸载阶段的力学行为。为进一步研究金属橡胶材料的力学特性,指导金属橡胶产品的设计提供理论依据。

根据摩擦焊接过程质量控制需要,在摩擦焊机原有开关控制阀组成的液压施力系统上,增设了压力与流量电液比例控制阀,并配置了相应的计算机测控硬件,在Windows操作系统下采用VC++编制了相应的测控程序,从而建立了摩擦焊接过程计算机电液比例闭环控制系统。静动态测试及应用表明,该系统静动态特性好,可靠性高,实现了摩擦焊接过程中轴向压力的闭环控制、滑台进给速度的开环比例控制,以及主轴转速、轴向压力、轴向缩短量、摩擦转矩(主电动机电流),以及界面温度的实时检测,能够满足摩擦焊接过程闭环控制系统需求,有广泛的应用前景。

针对现有液压阀流场(Computational fluid dynamics,CFD)仿真研究中,采用单相流模型进行计算,忽略了流体气化现象对流体密度及其流场的影响,仿真所得相对压力过低与实际不符的问题,运用Fluent软件,采用两相流模型,研究内流式滑阀流场分布,分析阀口开度、流量变化对于阀芯壁面压力分布及其稳态液动力的影响;设计一种壁面压力分布测量的试验方案,测量得到阀芯壁面的压力分布,并通过表面积积分法求出阀芯所受稳态液动力。结果表明试验所得的内流式滑阀的壁面压力分布及其稳态液动力与仿真结果趋势一致,壁面压力峰值随着阀口开度的增大而减小;阀口开度较小时,稳态液动力的方向为阀口关闭的方向,在阀口开度达到临界点时,稳态液动力的方向为阀口打开的方向;滑阀稳态液动力公式计算由于忽略了入口射流角的变化及其出口处的动量,得到的稳态液动力误...

比例电磁铁是控制比例阀先导级阀芯动作的电磁驱动元件,其性能在很大程度上决定比例阀的整体性能。针对传统比例电磁铁线性度差、比例范围短、隔磁环安装困难等不足,设计一种新型结构的比例电磁铁,这种比例电磁铁采用永磁体与线圈产生的复合磁场力驱动衔铁运动,同时新型结构的比例电磁铁中取消传统比例电磁铁的隔磁环结构,降低加工难度并且具有较传统的比例电磁铁更好的性能。对设计的新型电磁铁进行数学建模和理论分析验证其理论的可行性,并且对同等尺寸的比例电磁铁进行仿真优化设计,获得尺寸条件限制下的性能最佳的比例电磁铁设计。在理论分析的基础上,通过对样机的电磁力测试获得的试验数据与理论分析数据一致,验证了这种新型结构的比例电磁铁的实用性。

电液流量匹配控制系统采用电比例阀和电比例泵同步控制的方式,基本消除传统负载敏感系统中存在的泵滞后阀控现象,同时由于该系统无须进行压力闭环反馈控制,不用预设泵出口与最高负载之间的压力裕度,因此系统的动态性能和节能水平有很大的提高。以2 t挖掘机试验样机为研究对象,试验对比分析负载敏感系统和电液流量匹配控制系统的动态特性及能耗特性,设计阀前压力补偿型电液流量匹配控制系统的抗流量饱和控制器。试验表明,与负载敏感系统相比,电液流量匹配控制系统不仅弥补了负载敏感系统流量饱和时不能按比例分配流量的不足,而且泵与最高负载之间的压力裕度降低0.6～0.7 MPa,节能8%～10%,在提高系统动态性和节能性的同时,稳定性也得到明显增强。

研究吸力面存在合成射流的情况下钝尾缘翼型TR-4000-2000流场结构的变化及其升阻力系数等气动特性参数的变化趋势。在相同射流入口速度条件下采用计算流体力学软件Fluent对相同来流速度不同攻角情况下翼型流场进行非定常数值模拟计算分析射流前后翼型升阻力系数变化及翼型表面压力的波动状况;在此基础上对不同射流频率和不同射流速度情况下翼型流场进行模拟计算寻求最佳射流参数。结果表明由于射流及尾缘涡的相互作用导致翼型的升阻力特性不断变化钝尾缘翼型吸力面合成射流有明显的增升减阻效果在15°攻角时尤为明显升力系数提高约40%阻力系数减小约25%。在量纲一射流速度和量纲一射流频率均为1时射流对翼型的增升减阻效果最佳。

高速面铣削过程中的噪声严重影响工作人员的健康偶极子声源是气动噪声的主要声源基于Ffowcs Williams-Hawkings（FW-H）方程建立高速面铣刀气动噪声预测模型采用计算流体动力学（Computational fluid dynamicsCFD）的方法对气体流动特性进行数值模拟进行高速面铣刀空转噪声测试试验噪声预测声压级比噪声测试声压级低4.0 dB左右。研究结果表明容屑槽区域和刀片前刀面是影响高速面铣刀气动噪声的主要因素高速面铣刀气动噪声在轴向具有明显指向性。结合频谱分析发现紊流噪声分布在较广的频率段决定了气动噪声的大小但旋转频率上离散噪声的强度往往很大。高速面铣刀气动噪声预测模型可为低噪声高速面铣刀设计和合理应用提供理论依据。

针对高速开关阀控气动位置伺服系统所具有的模型参数不确定性、不确定非线性以及外干扰为实现气缸的高精度运动轨迹跟踪控制设计了基于标准投影映射的自适应鲁棒控制器。该控制器通过在线最小二乘参数估计来减小模型中参数不确定性利用基于反步法设计的非线性鲁棒控制来抑制参数估计误差、不确定非线性以及外干扰的影响从而保证一定的瞬态性能和高的气缸运动轨迹控制精度。由于运用了标准投影映射以保证在线参数估计有界控制器的两个部分可以独立进行设计。试验表明所设计的控制器能获得良好的轨迹跟踪控制性能对干扰具有较强的性能鲁棒性系统跟踪幅值为0.09 m频率为0.5 Hz的正弦期望轨迹时最大绝对跟踪误差为1.51 mm标准跟踪误差0.72 mm。

低压涡轮是航空发动机的重要部件，其效率变化对发动机推（功）重比、耗油率有显著的影响，因此，为提高航空发动机性能的研发，有必要对低压涡轮内部流动及换热特性进行全面细致地研究。采用气热耦合计算流体动力学（Computationalfluiddynamics，CFD）计算方法，对某航空发动机低压涡轮高空低雷诺数下的流动特性进行深入研究，分析雷诺数对低压涡轮效率、流动特性的影响。结果表明随着雷诺数（Re〈2×10^5）的增加，附面层分离损失不断降低使得低压涡轮效率单调增加。

为获得高升阻比、低噪声水平的风力机翼型将气动噪声引入到风力机专用翼型的设计中。为评价翼型气动噪声水平对翼型自身噪声进行讨论和研究应用NASA基于大量试验而得到的翼型自身噪声模型进行建模。采用型函数扰动法对翼型廓线进行表示以翼型自身噪声水平作为优化目标将气动特性作为性能约束建立翼型的优化设计模型。设计过程中采用XFOIL获取翼型边界层参数及对翼型的气动性能进行评价。将流场求解程序和直接优化方法相结合采用复合形法进行搜索寻优用Matlab编制优化程序。以NACA 4415作为原始翼型进行优化设计得到一种具有高气动性能、低噪声水平的风力机专用翼型。