针对"液压传动"课程的教学特点和实验资源不足等问题,提出基于虚拟现实技术的实验教学改革思路。以Unity开发引擎和UG与3ds Max建模软件为依托,搭建了一个逼真、操作方便且具有交互功能的液压虚拟仿真实验系统,能够进行多项液压虚拟仿真实验,有助于提高教学效果并降低实验室运行成本。

分析了高聚物材料的阻尼机理,简要介绍了阻尼性能的评价方法,重点阐述了丙烯酸酯橡胶的共混、共聚、IPN、添加小分子及填充改性制备高性能阻尼材料的研究进展,指出对丙烯酸酯橡胶阻尼材料应用于耐高温环境的阻尼性能缺乏研究,还有待深入,研制集绿色和多功能为一体的新型阻尼材料将是未来高聚物阻尼材料又一个重要的发展方向。

针对基于时域组合特征的故障诊断方法的不足,提出一种基于小波包能谱熵分析的液压油缸内泄漏故障诊断方法。分析无杆腔压力信号的时域特征,采用小波包变换提取压力信号的能谱熵并输入到改进LM神经网络进行内泄漏的故障诊断。实验结果表明,无泄漏压力信号的能谱熵向量各元素分布较均匀;而泄漏信号的能谱熵向量各元素差异较大;改进LM神经网络在精度、准确率等方面高于传统BP、LM神经网络。与时域组合特征法进行比较,结果验证算法的高效可检测性。以不同分类器、不同小波基对算法诊断性能的影响进行分析,结果表明,该方法具有很强的稳定性和优越性。

我校机械类非液压传动专业的'液压传动与控制'实验课教学,在做完一系列基本的'验证型'实验,如双作用叶片泵性能实验、先导式溢流阀性能实验、液压系统节流调速性能实验和液压元件拆装实验之后,为了进一步让学生应用所学的液压理论和液压实验设计知识,提高工程实践能力、科学思维能力和创造能力,我们开发了设计型实验,即用气动来模拟液压基本回路的设计型实验,让学生自行设计液压回路,进行液气类比。

动态失速对直升机旋翼、风力发电机叶片等的气动性能有显著影响。该文利用脉动压力测量方法对NACA0012翼型在高雷诺数、高缩减频率情况下的动态失速气动迟滞效应进行实验研究,研究表明,雷诺数为1.50×106、缩减频率为0.035~0.139的条件下,迎角对应的角加速度和无量纲时间Δτ随缩减频率的变化分别近似服从二次曲线的变化规律和三次曲线的变化规律。实验结果对相关直升机旋翼、风力机叶片等开展高雷诺数、高缩减频率翼型动态实验研究有重要参考意义。

建立了基于MATLAB的航空飞行器气动设计与分析、飞行动力学建模与操稳特性分析的综合实验教学平台。平台融合了基于开源工具包Tornado的气动设计模块、Simulink动力学分析与建模模块、控制器设计模块,以及外接操纵杆和视景系统的人在环仿真模块,实现了航空飞行器气动初步设计和操稳分析的核心环节,实现了将空气动力学、飞行力学、控制理论等相关知识与实践的结合,有助于学生加深对理论知识的理解,提高对理论知识的综合运用能力。

为满足测控专业微流量计量教学需求,设计了一种基于压力位差式层流流量计的微型散热风扇气动性能测试实验平台。微流量测量单元选用层流流量计原理,提出压力位差式层流流量传感技术,采用层流组件交叉对称的双流道结构,抵消了毛细管进出口局部损失和层流起始段非线性压力损失,大大提高了测量精度。系统选用微型散热风扇为被测对象,参照ANSI/AMCA 210-07标准,采用LabVIEW进行上位机程序编写,测量了微型散热风扇出风量与出口静压之间的关系,绘制了P-Q曲线,实现了对微型散热风扇气动性能的测试。实验结果表明,该平台运营成本低、计量性能优异,教学效果良好。

基于工业生产中广泛使用的高速并联机器人应用背景,设计了一种三自由度气动并联平移机器人平台。针对气动并联机器人平移运动的需求,设计驱动臂机构驱动机器人运动,设计辅助臂机构约束机器人的转动自由度。采用MATLAB和ADAMS对气动并联机器人进行运动学仿真。针对气动并联机器人平台系统的非线性和不确定外扰,采用线性自抗扰控制算法进行机器人运动控制。利用该平台进行实验教学,可以培养学生的分析、综合、设计、探索和创新能力,提高学生的工程素养。

介绍了基于纯水液压传动的单相细水雾灭火实验系统的组成、工作原理及实验内容的设计,给出了部分实验实例。实验系统包括液压动力源、喷嘴或喷头雾化系统、控制系统和测量系统4部分,实验内容涉及液压传动、流体力学、机械设计、机电控制、光电检测等多学科知识。部分实验内容设计为开放式、研究性,因而通过本实验系统,不仅可以巩固液压传动知识,了解该领域的最新研究和应用进展情况,同时对交叉知识的综合运用亦有所了解,学生通过实验不但可以开阔视野,更有利于培养学生的创新意识和提高动手能力。

针对我国高校地质工程专业"钻探设备"等课程钻机液压传动与控制方面的教学效果不理想、缺少液压钻机实验平台的现状,以培养创新型人才为出发点,研制了多功能液压钻机实验教学平台。实验平台主要由主机、动力站、操控台3部分组成,体现了先进的电动操控钻机、变频电机驱动、钻机工作参数及液压系统参数检测等技术。该平台有助于学生充分理解课程的基础理论知识,培养动手创新能力和科研素养。