为了提高四轮独立驱动电动汽车在低附着路面上的操纵稳定性,提出了基于粒子群优化PID参数的直接横摆力矩控制算法。控制器采用分层控制上层根据参考模型和车辆实际运行状态,基于粒子群PID算法计算车辆稳定运行所需直接横摆力矩;下层控制采用载荷估计控制方法对四轮转矩进行控制分配并结合电机查表模型和转矩约束条件获取最优输出力矩。并通过Carsim/Simulink联合仿真模型进行低附着路面工况试验。结果表明提出的方法在低附着路面下高速阶跃工况和低速正弦工况中能够有效提高车辆的操纵稳定性。

目前针对刀具非对称刃口的切削力理论模型甚少,其主要原因在于以往的复杂刃口形貌表征方法无法采用现有的理论进行切削力分析。对此,这里首先在形状因子对刀具刃口对称性描述的基础上对非对称刃口形貌进行表征,其次针对由刀具刃口作用产生的犁耕力,提出刃口简化模型,以简化犁耕力的分析,最后采用有限元仿真与铣削实验对所提出的刃口表征与简化模型进行铣削力验证,结果显示切削力误差较小,从而验证了所提方法的合理性。研究成果对于切削力理论模型的发展具有重要意义。

通过聚琥珀酰亚胺(PSI)与氨基开环反应,成功合成了一种新型聚氨基酸衍生型膦酸基减水剂(PSI-g-PEGAP),研究了该减水剂对水泥基材料的影响规律,并与聚羧酸减水剂(PCE)在硫酸盐耐受性方面进行了比较。此外,根据吸附测试、动态光散射表征等,分析了PSI-g-PEGAP与水泥颗粒的相互作用。结果表明:通过引入膦酸基,明显提升了减水剂的减水、保坍性能,且平衡吸附量可增大1倍;与PCE相比,流体力学直径明显增大约10倍,对硫酸盐耐受性也有显著提高。

设计不同的侧链长度、酸醚比和分子量制备了系列聚羧酸减水剂样品,采用GPC方法测试了系列样品的分子量和聚醚转化率。通过砂浆和混凝土性能评价试验表征了聚合物的分散性能和力学性能,用微量热仪监测了水泥水化18 h内的水化放热趋势。结果表明,聚羧酸分子中聚醚侧链长度、酸醚比和分子量均能明显影响砂浆的早期强度,分子结构综合影响早强效果。水化放热历程证明,优化聚羧酸分子结构能加速水泥水化,影响规律与砂浆强度测试结果一致。混凝土性能测试显示,聚羧酸减水剂系列样品能缩短混凝土凝结时间,增加早期强度,且不影响后期强度的发展。

采用二乙烯三胺、亚磷酸、甲醛在硫酸催化下通过曼尼希反应合成了两种有机膦缓凝剂(HR-1和HR-2),并通过与聚羧酸减水剂(PCE)复配研究了其对水泥砂浆及混凝土性能的影响。结果表明:合成的有机膦缓凝剂均能有效延缓水泥水化,具有较好的缓凝性能,且HR-2的缓凝效果比HR-1更好;有机膦缓凝剂与PCE复掺,虽降低了PCE的初始分散性能,但提高了保坍性能;有机膦缓凝剂的加入能减小机制砂对PCE分散性能的影响,提高PCE对机制砂的适应性。

研究了聚丙烯酰胺(PAM)对水泥浆体流动度的影响规律,测试了水泥颗粒的粒径分布、水泥浆体的流变参数和水泥颗粒对减水剂的吸附率,分析了PAM影响机理。结果表明:微量的PAM可使水泥浆体的流动度显著下降;PAM促进了水泥浆体絮凝、提升了水泥浆体的黏度是造成水泥浆体流动度不良的主要原因。

通过净浆流动度、流变特性、吸附行为对自研发的减水剂进行了评价,优选出了降黏型超支化聚羧酸减水剂(PCE)。结果表明:同掺量时,超支化PCE-2、PCE-3的流动度大于梳状PCE-1;随着时间的延长,PCE-1流动度逐渐降低,而PCE-2和PCE-3的流动度在60 min内不损失,且略有提升;相同剪切速率下PCE-2和PCE-3的剪切应力和黏度均明显低于PCE-1,PCE-1存在剪切变稠现象,尤其是低水灰比(0.2)时剪切变稠现象更明显;PCE-2和PCE-3的吸附量远高于PCE-1,低水灰比(0.2)时PCE-1的吸附量与PCE-2和PCE-3的差距变小,但PCE-1在20 min后吸附量增长缓慢,明显低于PCE-2和PCE-3。降黏型超支化聚羧酸减水剂在实际工程应用中效果较好。

针对水液压直驱球阀,研究了球阀的阀座上是否存在倒角的2种不同阀口形式对阀芯所受稳态流体作用力特性的影响;采用基于COMSOL Multiphysics的CFD仿真的方法,分别对2种阀口形式下,阀芯在不同阀口开度、不同进出口压差下所受稳态流体作用力进行了数值求解,并对比了2种阀口形式下的通流流量大小,最后,对仿真结果进行了网格无关性验证。结果表明,阀口形式不同时,阀芯所受的稳态流体作用力的大小和方向不同,阀口的通流流量不同;网格无关性验证仿真结果是可信的,此研究可用于指导直驱球阀的结构优化设计。

传统水液压节流阀阀口形式多为球阀式和锥阀式,具有良好的阀口密封性,但其存在着流量分辨率低和阀口特性线性度差等缺点。设计了一种新的非全周开口滑阀阀芯,其阀口形式由该非全周开口滑阀阀芯和空心圆柱阀套构成,具有阀芯行程大的特点。该研究进行了CFD仿真分析,结果显示,非全周开口的阀口形式保证了高线性度的阀口特性,阀芯行程的增大提高了阀口的流量分辨率,该阀口形式能够适应水液压传动系统高精度控制的应用需求。

石墨冲刺复合垫片具有良好的回弹性、压缩性、密封性、耐高温高压等优点,是发动机气缸盖常用的一种垫片。首先使用300T高温通用型密封件检测设备完成了20℃常温条件与100℃高温条件下复合垫片的机械性能试验。结果表明,常温条件下垫片的压缩率为21.33%,回弹率为28.30%;高温条件下垫片的压缩率为20.47%,回弹率为32.77%,满足发动机气缸垫技术要求。然后进行了垫片的密封性能试验,试验表明载荷为35 MPa时,泄漏率为0.08×10-3mm3/s,垫片的密封性能良好。最后采用Workbench软件对发动机停车、启动和正常运转3种工况下气缸垫的密封性能进行了模拟,分析表明螺栓预紧力应大于52.5 kN可满足密封要求。