往复压缩机运行中的振动噪声会对设备管理人员健康造成不良影响,而卸荷器作为压缩机流量调节执行机构,其动作速度是流量调节精度、冲击振动噪声以及部件寿命的交叉矛盾点。设计了一种流量调节执行机构缓冲液压缸,采用AMESIM软件平台构建了液压缸的仿真模型;以节流孔直径、缓冲活塞直径和缓冲活塞行程为探究关键参数,基于响应曲面法分析了不同参数对执行机构顶出撤回的冲击速度、动作完成时间以及气阀阀片撤回时间等调节性能的影响规律;通过实验验证了分析结果的正确性,为减小压缩机振动降低噪声奠定了理论基础。

对于环境温度不变的FDM成型机,成型机热源是保证精度的重要因素。通过ANSYS模拟仿真软件生死单元技术对成型机热源参数影响的成型件进行模拟,针对热床及喷头温度这两个重要热源进行热分析及热结构耦合单因素分析,得出成型件层间温度差及层间应力,选出合理参数水平。对热源进行二因素四水平耦合实验,实验时首先对桌面3D打印机根据实验要求进行改造,以保证实验时满足实验条件需要,根据模拟得出的参数进行实验,通过三坐标测量仪测量实验件得出结果,并利用响应曲面法进行分析,选出最优组合,对成型时成型机热源参数的选择提供了依据。

为降低冷却风扇的气动噪声并保证其气动性能不下降,参照试验,建立冷却风扇流场和声场的计算模型,通过计算流体力学(CFD)/计算气动声学(CAA)联合仿真方法,对风扇的气动性能和气动噪声性能进行仿真预测。将带有不等高、角度倾斜特征的叶片后缘锯齿结构引入冷却风扇结构设计中,进行参数化建模,结合正交试验研究了各参数对风扇风量以及噪声值的影响程度及影响趋势。结合响应曲面法(RSM),得到了叶片后缘锯齿结构优化方案,优化后的风扇模型气动噪声性能和气动性能都有改善,为车辆冷却风扇的参数设计提供了新的思路。

为了降低发动机冷却风扇的气动噪声值,并保证气动性能不被减弱,基于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)与计算气动声学(CAA)理论对冷却风扇的气动噪声进行求解,并将气动噪声试验的结果与其对比,验证了该气动噪声计算方法具有可靠性。借助该噪声预测方法,通过正交试验研究各平面叶型参数对风扇噪声性能与气动性能的影响程度及影响趋势。综合分析正交试验分析结果,经Box-Behnken试验拟合出噪声代理模型,求解得到最低噪声参数组合。CFD/CAA联合仿真结果显示,优化后的风扇模型的气动噪声性能和气动性能都有改善,为车辆冷却风扇的参数设计和降噪研究提供了新的思路。

以一款非道路高压共轨柴油机为研究对象,结合活塞温度场试验研究,建立了活塞组件运动学模型。着重研究了不同配缸间隙、开口端倒角对柴油机窜气量及缸内润滑油消耗的影响规律,运用响应曲面法分析了活塞环开口间隙对窜气量的影响,在此基础上对顶环及二环开口间隙参数进行优化,得到最优解。分析结果表明:配缸间隙的增大使得润滑油消耗增大,最大增幅为7.54%,配缸间隙对窜气量影响较小。顶环开口端倒角对窜气量影响较为明显,顶环开口端倒角从0增加到1 mm,窜气量增大13%。顶环及二环开口间隙对柴油机窜气量影响具有线性关系,油环开口间隙对柴油机窜气量影响较小。顶环开口间隙0.42 mm、二环开口间隙0.48 mm为最优解,此时窜气量为13.11 L/min。

基于有限元分析软件Abaqus建立旋转唇密封模型,计算得到其静态接触压力和径向变形影响系数矩阵,然后通过油封数值计算模型计算得到其泵吸率;在工况一定的情况下,分析理论接触宽度、前唇角、后唇角、过盈量、腰厚结构参数对密封性能的影响,并应用田口实验法进行正交试验设计,以信噪比作为衡量泵吸率稳定性的指标,得到影响密封可靠性的最佳参数组合;应用响应曲面分析,得到油封的极限状态方程,并通过蒙特卡洛法计算基于结构参数的油封可靠度。结果表明:各结构参数对泵吸率的影响排序依次是理论接触宽度、前唇角、后唇角、过盈量、腰厚;所研究油封的密封可靠度为0.999 87。

针对一种高压大流量插装式先导型溢流阀展开仿真分析与优化设计。首先对溢流阀主要结构参数进行初步设计计算;然后根据溢流阀内部结构建立AMESim仿真模型并进行仿真,对主阀阻尼孔、先导阀阻尼孔、主阀弹簧刚度、主阀弹簧预紧力、先导阀弹簧刚度、先导阀弹簧预紧力等重要参数进行特性影响分析;最后根据仿真分析结果,采用响应曲面与非支配排序遗传算法相结合的方法,求解一定范围内溢流阀最优结构参数,实现溢流阀满足高压大流量指标且调压偏差尽量小的要求。

为缩短热熔自攻丝工艺的连接时间,以铝合金材料E170和SF36为研究对象,使用响应曲面法(RSM)设计试验,建立了拧紧扭矩、减速阈值、拧紧转速3个工艺参数与热熔自攻丝工艺拧紧阶段时间之间的二阶响应曲面模型。通过分析该模型的二阶响应曲面,得到3个工艺参数对热熔自攻丝工艺拧紧时间的影响规律。采用Minitab的响应优化器对拧紧时间进行最小值优化,得到一组最优参数。对比试验表明:使用优化参数后,接头力学性能基本不受影响,但拧紧时间只有原来的46.6%,优化工艺参数有效。

为了研究钻削加工中切削用量和刀具几何参数对钻削质量的影响,利用ABAQUS软件模拟研究了碳纤维复合材料的钻削过程。以主轴转速、进给量、钻头顶角为设计变量,基于响应曲面法构建了钻削轴向力预测模型,并分析了各变量对轴向力的影响。结果表明轴向力随主轴转速的增加而降低,随进给量和顶角的增加而增加;对轴向力大小的影响顺序依次为进给量、转速、顶角。预测模型具有较高的置信度,在实际加工中宜采用较高的主轴转速、较小的进给量和钻头顶角,以降低碳纤维复合材料钻削轴向力,改善钻孔质量。

为探究DD5单晶镍基高温合金铣削表面质量,基于响应曲面法及水基微量润滑技术,采用四刃整体立铣刀在(001)晶面上沿[110]晶向进行槽铣实验.以主轴线速度、每齿进给量、切削液流速、空气压强及水油流量比为变量,表面粗糙度R a为评价指标,基于极差和方差分析,找出显著影响铣削表面质量的冷却和铣削参数,并对其交互效应机理进行深入分析.进而采用逐步回归方法和粒子群优化算法对铣削表面粗糙度进行预测和优化,并基于均匀化设计对预测和优化结果进行评价.