基于应力—强度干涉理论的燃气电磁阀疲劳可靠性分析

燃气电磁阀作为燃气管路系统的关键零件,其疲劳可靠性的分析至关重要,本课题小组基于UG建立了电磁阀的三维模型,利用Ansys workbench对其进行网格划分、加载和求解,得到了等效应力、等效应变和变形云图和最大值位置,基于应力—强度干涉理论,得到了电磁阀的疲劳可靠度为0.95,结果表明电磁阀满足可靠性设计要求。本文提出的方法为电磁阀类零件提供了理论基础和准确的数据支撑,降低了产品的研发周期和成本。     

离心泵内部四面体网格的优化算法

归纳了四面体全自动网格生成时产生的畸形单元的类型,提出通过数值计算判断不同的畸形单元类型的准则,并分析了离心泵模型网格剖分后产生的畸形单元的类型、分布及原因.通过对现有网格质量函数的研究并考虑边质量约束推导出错误函数,采用错误函数作为基于优化算法光顺的目标函数,通过应用变尺度法（BFGS）求解错误函数最小值问题对四面体网格进行光顺.将改进的基于优化算法的光顺与智能Laplacian光顺和交换技术相结合,用以解决前沿推进法（AFT）和Delaunay三角化方法产生的畸形单元问题.通过某离心泵算例进行验证,结果表明,优化后的网格质量趋近于0的最差单元基本被消除,同时网格的整体质量也得到显著提高,该算法可以很好地应用在离心泵内部四面体网格的优化中.     

基于正交设计的燃油蒸发系统电磁阀综合性能优化

脱附电磁阀是汽油轿车燃油蒸发控制系统中关键零部件之一,电磁阀的动态响应特性对燃油蒸汽的脱附速率有着重要的影响,同时,电磁阀衔铁的撞击噪声和电磁阀的通电可靠性与电磁阀产品的性能也有重要关系。为此,首先针对脱附电磁阀进行适当的模型简化,采用电磁场模拟软件Maxwell建立数学模型,通过仿真手段与试验结果进行响应特性标定对比,从而验证数学模型的准确性。而后基于正交设计方法,研究了不同铁芯材料、线圈匝数、线圈直径、工作间隙以及衔铁质量等结构参数对电磁阀的动态响应特性、撞击噪声以及能耗量的影响,并进行电磁阀综合性能的最优化设计,获得了最佳的综合性能。最后通过试验手段对最优化方案进行验证,并对其撞击噪声、响应特性进行了分析,结果表明通过正交设计方法的模拟预测与试验数据有较高的一致性,从而为电磁阀的综合优化提供了可靠的方法。     

基于ANSYS Workbench的多功能旋耕机机架的模态分析

针对多功能旋耕机工作过程中出现振动大、可靠性差、作业性能不稳定等问题,对旋耕机机架的有限元模型进行模态分析。利用三维设计软件Solidworks对机架进行实体建模,再将机架实体模型导入到ANSYS中,并在ANSYS中进行单元类型的设置、网格划分、施加约束和载荷、求解和结果分析,得到机架前6阶固有频率和振型,找出机械振动规律,为后续的设计研究提供必要的理论依据。     

薄板成形切边回弹模拟的切边算法

为保证薄板多工步冲压成形切边回弹有限元数值模拟精度,提出了一种基于切边单元自适应模板的切边算法.首先进行三维切边线与零件网格的求交计算,生成有序截面线;然后进行单元取舍判断;最后沿截面线路径逐个单元调用自适应模板执行切边操作.算法避免了边界锯齿、对称约束和边界缝隙等缺点,并实现了多条切边线对加密网格进行一步切边,提高了切边效率.将算法集成到冲压成形分析软件KMAS系统切边回弹模块,通过对NUMISHEET 2005提供的国际标准考题--某汽车底板横梁拉延件的切边数值模拟,验证了算法的适用性和可靠性.     

基于动网格与UDF方法的稳流器流场数值模拟研究

基于动态网格技术及UDF(用户自定义函数)方法,对某稳流器流道内流场进行数值模拟,得到流量、水头损失和上下游压差力等参数之间变化的关系,并与物理模型试验的结果进行对比.结果表明,数值模拟所得结果与模型试验基本吻合,从而验证了数学模型的可靠性和精度,并得到适应于该稳流器的动网格数学模型,从而为稳流器结构的后续优化提供理论依据.     

计及供气波动的燃气发动机空燃比鲁棒控制

研究了计及燃气供给系统压力波动的燃气发动机空燃比鲁棒控制问题。基于燃气发动机气路和油路的动态方程,设计了空燃比鲁棒控制器,以抑制燃气供给系统压力波动对空燃比控制精度的影响。通过数值仿真验证了所设计空燃比鲁棒控制器在3种工况下的有效性。仿真结果表明,所设计的空燃比鲁棒控制器的性能指标均优于开环控制器,且能够将燃气供给系统压力波动的影响抑制在所设定的水平之下。     

柴油机高速强力电磁阀的数值模拟

高速强力电磁阀是影响柴油机电控燃油喷射系统性能的关键部件。通过高速强力电磁阀驱动特性的理论分析和数值求解喷油器电磁阀的磁场分布，对电磁阀动态响应特性进行了数值模拟计算。试验验证了模拟计算结果的正确性。     

拖拉机自动转向系统设计及仿真

以TN654拖拉机为平台,基于原车液压转向系统,设计一套比例方向电磁阀组和电控单元(ECU),构建了能响应程序控制的自动转向系统。通过建立阀控缸动力系统数学模型,利用Mat Lab对该系统PD控制性能进行仿真分析。仿真结果显示:系统最大迟滞0.24、1.8s内均能达到平衡点,表明系统具有良好的控制精度和响应性,符合拖拉机自动驾驶作业需求。     

基于嵌入式Linux内核移植设备驱动的微喷自动装置

为了实现精准灌溉和节约用水的理念,提出了基于嵌入式Linux内核移植设备驱动的温室微喷自动装置。通过分析温室参数和作物生产信息,利用传感器网络采集温室内温、湿度等环境因子,采用微喷灌调节和控制温室内环境,为农作物生长提供最有利的条件。文中重点研究了嵌入式内核系统、传感检测网络、数据处理单元及水泵送水管道组件的微喷自动控制装置,并搭建了试验平台。试验表明:该系统能实现对温室环境实施实时监测,可通过电磁阀控制执行器进行微喷灌水,有效控制环境因子,可靠性强、稳定性高,对微喷灌溉应用于农业种植具有重要指导意义。     

基于有限元分析的三维齿轮接触静力学分析

基于有限元法对圆柱接触和齿轮接触进行静力学分析,为了能够更精确、更有效率地分析出接触应力的分布结果,考虑了划分网格的类型和表面切向应力对接触应力的影响。在Solidworks中对圆柱和齿轮进行三维建模,将建好的三维模型以合适的格式导入到ANSYS Workbench中进行网格划分,并按要求施加合理的约束处理,使用其基于有限元理论的求解器进行计算求解,得到模型在特定载荷作用下的应力分布图。采用赫兹接触理论值和齿轮接触应力理论值,分别对有限元分析后的圆柱接触和齿轮接触的结果进行对比,得出分析结果的误差和精确性。分析结果表明,划分网格的类型会影响分析效率,表面切向应力会影响接触分析应力的分布,这使得接触分析的结果更加精确,同时也提高了相关工作人员的效率。      

一种改进的四面体网格质量优化算法

网格质量直接影响计算的精度和计算的效率,为了更好地提高离心泵边界网格质量,针对现有网格质量优化算法中网格质量衡量准则、目标函数以及求解算法不合理等问题,提出了一种基于优化光顺的网格质量优化算法.该算法在提出一种新的四面体质量衡量准则并验证其合理性的基础上,建立了一个新的基于优化光顺的目标函数,并在求解目标函数最小值过程中,采用点态松弛技术将求解全局最小值问题转化为求解一系列局部最小值问题,应用变尺度算法求解非线性函数的局部最小值,以提高算法效率.数值试验结果表明,优化前网格中单元质量最小值为0.005 2,平均值为0.510 5,且在叶轮的进口边处在大量的劣质单元;采用本文算法优化后,网格中单元质量最小值为0.058 4,平均值为0.585 0,网格中的最差单元质量得到了显著提高,该算法能够较好地提高边界处和整体网格质量.     

PWM间歇喷雾变量喷施系统中的压力损失和液压冲击

在PWM间歇喷雾式变量喷施系统中,流量变化会引起喷杆各管路中的压力损失的变化,电磁阀的快速启闭会在管路中形成液压冲击,致使各喷头的实际喷雾压力发生波动,导致其喷施流量和雾化特性出现畸变。为揭示其管路压力损失的变化特性和液压冲击特性,构建了一套PWM间歇喷雾式变量喷施系统,并对其进行了流体动力学分析,确定了不同喷雾流量下的管路药液流态,建立了压力损失和液压冲击的计算模型,分析了0.3 MPa设定喷杆压力下的管路压力损失变化范围和液压冲击幅度,并进行了实际试验测试。结果表明:在0.3 MPa设定喷杆压力下,同一喷头前端管路的压力损失的变化幅度可达140 kPa,不同喷头间的实际喷雾压力差异可达25 kPa,由于电磁阀快速启闭而引起的液压冲击幅值可达170 k Pa。     

现代温室设施双机热备冗余控制系统可靠性分析

现代温室作为现代农业种养的有效设施,打破了动植物生长发育的地域和时空界限,在蔬菜种植、花卉种植、水产养殖及种养结合等生产领域得到了广泛的应用和推广.现代温室设施控制系统采用双机热备冗余控制策略,能够极大地提高控制系统CPU单元可靠性.为此,对基于马尔可夫过程模型的现代温室设施双机热备冗余控制系统CPU单元进行了可靠性分析.其结果表明,双机热备冗余控制系统CPU单元较整个控制系统的各边、节点和子系统绝对可靠.     

基于单元不同长宽比网格划分的有限元误差分析研究

有限元分析在工程上已得到广泛应用,有限元网格划分是进行有限元数值模拟分析至关重要的一步,它直接影响着后续数值计算分析结果的精确性。针对有限元分析中单元不同长宽比网格划分所产生的误差进行了分析研究,提出了有限元模拟中单元的长宽比网格划分所产生的误差估算方法,通过实证计算分析研究得出单元长宽比网格划分对计算结果具有重要影响,建立了单元不同长宽比对计算结果误差影响的边界指标,且指出单元长宽比的影响程度受单元形状影响较大,分析研究结果具有重要的现实指导作用和理论价值。     

基于FIRE的发动机工作过程数值分析研究

为了分析发动机的进气过程,本文采用基于控制容积法的组合式动态网格划分技术,分析了其进气道进气过程中缸内不同平面处的速度影响规律,为其进气系统的设计和优化改进提供了参考。     

基于轮缸PV特性的电磁阀线性增压控制

电磁阀线性增压控制精度与电磁阀控制特性和轮缸PV特性有关,影响到制动能量回收系统中液压控制的响应精确性。本文提出了基于轮缸PV特性的电磁阀线性增压控制方法。分析了电磁阀的工作机理,并给出了电磁阀控制精度需求。通过对电磁阀控制机理分析,指出电磁阀线性控制具有一定的线性控制范围,且可通过增加线圈电流实现;通过对轮缸PV特性分析,指出轮缸具有低压非线性区和高压近线性区。试验分析不同电流变化率下的轮缸压力变化率特点,分别得到轮缸低压非线性区和高压近线性区内的线性增压控制算法。运用d SPACE平台搭建硬件在环试验台架,进行了不同增压速率下轮缸实际压力跟随目标压力的试验,结果表明本文提出的线性增压控制算法可以满足电磁阀控制精度需求,丰富了线性增压控制理论。     

SF480发动机机体的有限元和试验模态分析

结合实验模态与有限元理论模态分析,对SF480型发动机的机体进行了动态特性研究。首先,在Pro/Eingeer中建立机体的三维实体模型;然后导入ANSYS中进行网格划分,得到其有限元模型;再采用子空间迭代法进行模态求解,得到前10阶固有频率和振型。另外,用脉冲激励法在实验室对机体进行模态实验,得到实验模态参数。通过理论模态与实验模态参数的对比,验证了结果的有效性,并分析了机体模态的规律,为该类型发动机的机体结构优化提供了一定的参考依据。     

基于数据网格的RFID农产品跟踪与追溯系统研究

农产品质量安全是影响国计民生的重大问题.为此,首先分析了农产品质量全程追溯系统流程与可追溯单元架构,进而提出了以数据网格与RFID相结合的方式构建基于数据网格的RFID农产品质量跟踪与追溯系统,并阐明在数据网格环境中RFID跟踪与追溯系统的实现与部署.最后,讨论了基于数据网格的RFID农产品质量追踪与追溯的应用前景及意义.     

基于自适应有限元分析的收割机行走机构建模与仿真

在收割机行走机构复杂机械结构和物理场分析中引入了有限元方法,为有效地控制计算误差,提出了一种自适应有限元网格划分方法,对网格进行均匀化和加密处理,从而大大提高了计算的精度和效率。在网格的划分过程中,采用均匀尺寸网格首先对整体区域进行划分,得到一个合适的初始均匀网格尺寸,在变密度细分的过程中对网格进行细化操作,利用上一次迭代的结果对曲边三角形内部进行局部细化,保证了全局网格的合理分布,使尺寸不同的网格之间可以光滑衔接在一起,提高了网格的质量。为了验证算法的有效性和可靠性,利用ANSYS软件,采用上述网格划分方法对收割机的行走机构进行了建模和仿真分析,结果表明:该方法计算稳定可靠,数次迭代即可快速收敛。同时,通过计算得到了收割机行走机构的应力和应变云图,并得到了应力集中和变形较大的位置,为行走机构结构参数的优化提供了理论参考。