离心泵叶片仿生非光滑结构的布置位置

为研究离心泵叶片上仿生非光滑减阻效果与仿生非光滑结构布置位置的关系及离心泵水力效率对仿生结构布置位置的敏感程度,将仿生非光滑结构分别均匀布置于离心泵叶片的6种不同位置上.利用ANSYS软件进行数值模拟,研究了目标流量下6种方案离心泵的性能参数及叶轮内部流动情况,将根据数值计算结果得到的仿生非光滑结构的最佳布置方案与常见布置方案在全流量下进行对比分析,并在应用相同仿生非光滑结构布置方式的前提下,分析了粗糙度的影响.结果表明:该离心泵模型在目标流量下,应用仿生叶片后,其水力效率变化有限,而叶片壁面上平均剪应力相较于光滑壁面情况下降最大约12.7%;布置于任意位置的仿生非光滑单元均能在一定范围内产生减阻效果,相邻仿生单元对于同一壁面位置的减阻效果不具有线性叠加关系;在全流量下,将仿生非光滑结构布置于叶片背面的中部,相比于将其布置于叶片背面的出口部分,增效率与减阻率均更为优秀,且2种方案的增效率与减阻率随流量变化的趋势较为相近;粗糙表面尽管能和仿生结构表面一样在近壁面形成低速层,但无法实现减阻效果.该研究表明,仿生结构对离心泵水力效率的影响与模型本身有关,在使用一定个数的仿生凹坑单元的前提下,应尽量将凹坑布置在剪应力大处.     

一种多角度零件加工夹具的设计

【目的】设计一种可以实现一次装夹多位置、多角度加工的可调节式专用机床夹具,提高机床加工的自动化程度,进而提高企业生产效率。【方法】以卧式镗床加工套筒零件左右端面工序为例,设计专用卧式镗床夹具,可实现工件定位夹紧后的多角度旋转。在加工完一个端面后,无需重新装夹定位,可通过手摇杆、轴承等部件带动工件旋转至另一端面进行钻孔加工。同时,所设计夹具设计了由夹具头、手摇杆、轴承等部件组成的多角度调节机构,由电机、偏心轮以及滑轨组成的沿机床主轴垂直方向角度可调的角度微调节机构,通过上述各机构使得刀具在加工零件时可实现一次装夹多位置、多角度加工。【结果】显著缩短了加工过程中的辅助工时,进而提高了生产效率。     

基于汽车冷却系统智能监测辅助装置设计

【目的】提供一种能够对汽车冷却系统进行自动监测的智能辅助设备。【方法】课题组通过分析汽车发动机冷却系统的密封性、冷却液的品质、发动机的转速、发动机的温度提出汽车发动机智能监测装置,采用常出现的故障分析、技术对比和原理研究制定了汽车发动机冷却系统的智能监测辅助装置设计方案,并对现有装置的发动机转速机构、温度检测机构以及水箱内压力检测机构的结构进行了改进。【结果】该智能辅助装置可同时检测出各机构出现的问题,并且控制单元会控制报警器警示,在控制面板上会显示出机构出现的具体状况,并锁定控制面板,工作更可靠、更精确。【结论】汽车发动机冷却系统智能监测装置能够准确地监测出问题,减少问题出现对发动机的损坏,该装置结构简单、安装方便、操作容易、安全可靠。     

船式拖拉机凸包非光滑表面船壳减阻性能研究

为降低船式拖拉机在水田工作时的阻力,设计了一种具有凸包非光滑表面的船壳。利用有限元方法对凸包非光滑表面船壳在水田泥介质中进行数值仿真研究,计算比较凸包非光滑表面船壳和光滑表面船壳在速度0.5~4 m/s范围内的阻力值,分析其减阻机理并进一步研究凸包尺寸对减阻特性的影响规律。结果表明:凸包非光滑表面船壳有较好的减阻效果,凸包结构改变流体对船壳的粘性剪应力是其产生减阻特性的重要原因。该设计得到了减阻率达到9.33%的较好减阻效果,对船式拖拉机研究设计具有重要意义。     

船式拖拉机底板非光滑表面减阻机理研究

基于Fluent软件对船式拖拉机底板建立三维模型,采用数值模拟的方法研究非光滑表面凹坑结构对机身底板的减阻影响。研究非光滑表面凹坑在不同深度、直径下滑行阻力的影响规律,选取最优的凹坑组合成等距排列、等差排列、菱形排列3种结构。分析凹坑结构的减阻机理,发现压差阻力增大、摩擦阻力减小是总阻力减小的原因。结果表明:船式拖拉机凹坑结构具有良好的减阻效果;相比光滑的船式拖拉机底板,非光滑表面凹坑直径为8mm,深度为5mm的等距排列结构的减阻率达到了5. 4%。     

凹坑形表面土壤减阻率试验及界面动态观察

利用切向粘附动态试验台，测试并研究了土壤含水率为35．1％条件下，玻璃和有机玻璃凹坑形仿生非光滑表面和光滑表面与土壤相互作用的摩擦阻力。采用二元二次回归正交组合设计试验方案，探讨当凹坑形非光滑表面和光滑表面在正压力和速度变化时，土壤摩擦阻力的变化规律，观察两种材料表面与土壤界面的动态变化，讨论试样表面形态与界面水膜及土壤摩擦阻力的关系。试验结果表明，在试验条件下，与光滑试样相比凹坑形非光滑表面玻璃试样减阻率为8．29％～24．65％，有机玻璃试样的减阻率为1．29％～8．18％。     

蔬菜花粉壁非光滑表面微结构及其仿生脱附

采用电镜扫描SEM对22个科62个属111种蔬菜植物孢粉壁表面结构进行观察分析，选出其中典型8个科10个属11个种的非光滑结构并进行特征描述；对蔬菜花粉壁非光滑微表面具有的脱附功能进行分析，不仅丰富了生物脱附理论，同时可为发展仿生绿色清洁技术提供理论依据及有益信息。     

55号钢仿生非光滑表面高温耐磨性试验

利用激光微细加工技术将根据仿生非光滑耐磨理论设计的仿生非光滑耐磨表面复制到55号钢模型试样上,在磨损试验机上进行影响凹坑形非光滑表面试样耐磨性多因素试验。采用试验优化设计技术中部分正交多项式回归设计试验方案,得出影响仿生非光滑凹坑表面耐磨性多因素回归方程。试验结果表明,各试验因素对耐磨性影响重要程度依次为温度、磨损时间、凹坑直径、转速和凹坑密度。最后对非光滑的耐磨机理进行初步分析。     

农业机械零件表面硬度强化的新型辉光离子氮化工艺系统研究

【目的】目前行业中关于机械零件表面硬度强化技术,公认辉光离子氮化技术最为先进,其精度高、加工费用低、材料变形量微小。为了保证农业机械中某些零部件的表面硬度及耐磨性,结合农业机械使用环境和零件结构,改进现有辉光离子氮化工艺系统。【方法】课题组针对辉光离子氮化技术与工艺系统在实际运用过程中的弊端进行技术改造,以目前辉光离子氮化技术系统为基础,研发真空式氨气分子高压电弧电解拆分器,设置分子与离子过滤网、氢离子强力吸附层,与市面上广泛使用的氮化工艺炉相融合并加以改造,制成全新的氨气分子电解拆分式辉光离子氮化特种热处理工艺炉。【结果】课题组提出了一种全新的技术改进措施,突破了目前辉光离子氮化技术的短板,将其应用于农业机械零件的表面强化处理,可显著提高材料表面的硬度,使农业机械具有高的耐磨性、疲劳强度、抗蚀能力及抗烧伤性等。【结论】本研究改进了辉光离子氮化工艺,提升了加工效率,能为企业带来新的经济增长点。     

精密加工技术与机械制造工艺研究

【目的】精密加工技术和机械制造工艺广泛应用于机械制造领域、电子领域、冶金领域,具有技术类型多、全过程关联以及使用范围广泛的特点,引进和创新制造工艺及精密加工技术,对维持机械加工产业的稳定性具有重要作用。【方法】笔者分析了埋弧焊接技术、气体保护焊接技术、电阻焊接技术三种机械制造工艺技术以及超精密研磨技术、精密切削技术、纳米加工技术、微机械技术四种精密加工技术,并从零件类型和变形模式、合理应用CAD软件、几何数据模型三方面详细阐述了机械制造工艺和精密加工技术的具体操作措施。【结果】合理应用精密加工技术和机械制造工艺,可以保证生产企业能够按照产品的零部件特征制造满足客户多样化需求的零件,扩大市场占有率,实现跨越式发展。【结论】通过改进机械领域加工制造工艺,提高精密机械加工制造水平,可以推动科学技术发展,提升经济发展水平,提升我国综合国力。     

仿生非光滑表面脱附与减阻技术在工程上的应用

生活在自然界中的生物具有生物非光滑体表。根据大量的观察和试验,发现这种非光滑表面具有减粘降阻和脱附效应,这种仿生非光滑表面减阻脱附技术被应用到了空中、水中和土壤中,得到了很好的减粘降阻与脱附效果。但是目前,对生物的这种非光滑体表还只是被动的模仿阶段,对这种现象的机理没有形成系统的认识,针对这种情况,提出今后研究工作的重点与方向是：集中研究不同非光滑表面与不同介质之间脱附与吸附的机理和对非光滑表面的量化描述。     

一种电机轴螺杆加工专用的数控铣床机械结构系统优化设计

【目的】针对螺杆加工专用铣床存在自动化程度低、功能集成度不高、生产工艺周期长、机床结构形式陈旧、机械结构稳定性差等不足。【方法】课题组以数控铣床系统结构稳定性设计的研究为出发点,根据机床设计目标和各项性能指标要求,研究与加工工艺相适应的功能机构布局,设计机床总体结构方案,重点研究上下料机构、旋铣系统、传动系统、床身的设计。【结果】设计出具有性能优良、功能完备的高端电机轴螺杆旋铣设备,实现电机轴螺杆的自动加工,降低企业劳动生产成本,提高生产效率,增加企业经济效益。【结论】该数控铣床整机结构设计稳定紧凑,占地面积小,集成度高。     

硬韧材料旋转超声复合电解加工设计与试验

【目的】各类陶瓷、硬质合金等高硬、高韧材料机械加工效率低且精度差（甚至难以加工）,为解决硬、韧等难加工材料精密、高效加工问题,提出旋转超声复合电解加工新技术。【方法】设计、构建旋转超声复合电解加工系统,分析、探讨此加工方式的材料去除机理;对旋转超声振动装置中的旋转超声主轴、压电换能器、变幅杆进行设计;运用ANSYS工具对压电陶瓷堆进行模态分析和谐响应分析。【结果】对超声振动系统进行优化设计,实测系统超声振幅最大可达23μm,满足试验要求;对陶瓷（PZT）和硬质合金（YT15）进行加工对比试验,试验表明,旋转超声复合电解可加工出精细表面结构,同时加工效率可提高50%以上。【结论】所设计的加工系统能够实现硬、韧等难加工材料的高效率、高精度加工,提高加工效率和工件表面质量,具有显著的技术优势。     

仿生几何结构表面深松铲铲尖设计与试验

深松铲在西南红壤坡耕地作业过程中,由于土壤黏附性强且板结严重,造成土壤过度扰动和耕作阻力过大的问题.采用工程仿生的技术方法,将具有减阻优异特性的克氏原螯虾和砂鱼蜥体表作为仿生原型,以深松铲铲尖为研究对象,设计仿生凸包、微刺—凸包、仿生鳞片、微刺—鳞片和微刺—凸包—鳞片混合表面5种仿生几何结构表面.通过室内土槽试验,考察...     

基于螺旋理论的3自由度并联机构运动学分析

【目的】满足汽车表面加工与车漆喷涂的任务需求,利用机器人进行协同甚至自主完成加工、美化工作,提高工作效率。【方法】设计了一款具备多自由度的汽车车身制造与喷漆机器人,采用3-RPS并联机构作为执行部件支撑件,针对机器人的结构设计特点,主要对机器人末端3-RPS并联机构支撑部分的机构构型和整体运动采用螺旋理论进行分析,利用闭环支链建立机构运动学模型。【结果】利用MATLAB和Admas View软件分别完成了运动学方程求解和运动学仿真,两者结果误差在3%以内。【结论】仿真值与分析值的误差较小,在可忽略范围内,所建立的设计机构运动学方程有效可行,可以利用此结果进行进一步的机器人运动控制设计与相关研究。     

机械零件加工精度影响因素分析

在工业生产中,要生产出合格的产品,就必须重视机械零件加工精度,因为只有精确的零部件组合在一起才能够生产出合格的产品,尤其是对于一些精密仪器的制造更是如此。笔者结合多年的实践研究,详细分析了机械零部件加工精度,研究它们都是因为哪些因素的影响从而导致精度与预期出现较大的出入,也希望这篇文章能对于其他人有所帮助。     

基于FNAUC数控系统G71循环指令的应用研究

【目的】为了使数控加工相关人员比较容易掌握FNAUC数控系统G71循环指令的具体应用,提高数控加工效率。【方法】本研究阐述了G71指令代码意义,解析了G71相关参数代码、注意事项及程序格式,并举例说明了该指令的用途及使用方法。FANUC-Oi数控系统中复合固定循环G71指令通过定义零部件的加工刀具运行的轨迹来进行零部件的粗车加工循环,数控系统会在数控机床系统内部自动计算出刀具的加工轨迹路径,全程按照机床指令完成车削加工。【结果】只有理解透彻该固定循环指令G71的加工的功用、加工的特点及加工的使用方法,尤其是在数控车削加工中复合固定循环指令G71的I类和II类零部件切削加工类型的特点,在编写轮廓具有凹凸形状变化的轴类零部件程序的不同之处时,将数控加工参数合理赋值并且加以正确应用,才能够最大化地简化程序数控加工的编程,提高零部件加工效率和加工质量。     

仿生非光滑技术在小型水田犁犁壁上的应用试验

水田犁壁田间作业时由于土壤对犁壁的粘附,导致犁耕阻力增加,降低生产效率.研究人员根据大量的观察和试验,发现自然界中的生物的非光滑体表具有优良的减粘降阻和脱附效应,并据此研究开发了仿生非光滑犁壁.通过田间测试,仿生非光滑犁壁与普通光滑犁壁相比,减阻率为7.88%～13.46%,翻垡好,碎土率高,有较好的推广前景.     

液态料发酵装置的设计与研发

【目的】针对目前市场上液态饲料人工配比加工时,配比误差大,无法精准把控,导致成料品质下降等问题。【方法】课题组设计了一种养殖用液态饲料发酵装置,该装置由混料罐、下料斗、称重器、电控阀、发酵罐、分流管、传输泵、搅拌罐以及传输管等部件组成,该装置集精准配比、多重搅拌、多层过滤、温度检测等功能于一体,能够有效解决液态饲料发酵、配比、控制等一系列问题,并且本机构结构紧凑,系统集成程度高,具有良好的可拓展性,可应用于各种液态混合物的发酵或加工中。【结果】该发酵装置不仅可以解决现有技术中液态饲料配比时误差大的问题,而且能较好地控制发酵时的环境状态。【结论】该发酵装置的设计极大地提高了液态饲料的发酵品质,更为其他液态混合体的发酵提供了良好的借鉴。     

仿生耐磨减阻深松铲的研究现状

深松铲在作业过程中存在工作阻力大、磨损严重的问题,因此良好的耐磨减阻性能和冲击韧性对改善深松铲的作业效果、延长深松铲的使用寿命具有极其重要的意义。仿生是深松铲优化设计的一种有效方法,本文归纳了仿生深松铲研究的生物仿生原型以及采用的仿生方法,从动物爪趾形态仿生、生物表面特殊几何结构仿生和复合仿生的角度,对仿生深松铲的耐磨减阻性能研究现状进行分析和总结。并基于已有研究提出仿生深松铲在未来的研究中向生物的力学特性仿生、功能特征仿生方面拓展,可以将鸟类、植物等的耐磨减阻特征作为新的仿生探索领域,也可以尝试将仿生设计与表面改性技术等其他技术方法相结合进行研究,以期为仿生深松铲的耐磨减阻性能研究提供参考,促进深松铲的耐磨减阻性能优化设计研究。