基于参数化白车身下车体结构轻量化研究

在过往开发流程中,车身概念设计阶段,白车身性能得不到充分验证,若在概念设计阶段结合SFE进行车身优化,以仿真驱动设计,在白车身概念设计阶段就介入到车身性能评估,让车身在详细设计前就拥有比较好的弯扭刚度等性能。基于此,采用SFE-Concept建立了白车身概念设计阶段全参数化模型,通过筛选下车体结构更改地板下横梁,设计变量包含横梁厚度、横梁位置以及横梁截面形状3个维度,根据3个维度的变量进行试验设计(DOE),然后实现响应面近似模型的自动生成和验证。最终,采用序列二次规划法(SQP)进行优化,得到妥协解集,最终比较不同的解集,选取白车身质量最小的解作为优化解,优化后白车身下车体质量减轻3.64 kg。     

电链锯锯齿温度场的仿真分析与实验探究北大核心

为解决电链锯锯链使用寿命较短的问题,以电链锯锯齿温度场为研究方向,对锯齿温度场进行理论分析,得出锯切深度、切削速度、侧刃切削角三个主要研究变量;通过使用Abaqus软件分析以及实验探究,分析以上三个研究变量对电链锯锯切过程中锯齿温度变化的影响。验证了Abaqus建立的链锯锯切模型的可行性;链锯锯齿温度场受锯切深度、切削速度、侧刃切削角的影响;链锯锯切过程中,锯齿温度变化曲线呈现迅速上升、平稳上升、稳定不变三个阶段;保持其他条件不变,锯齿温度随切削深度增加而升高8%~13%,随切削速度增大而升高15%~20%,随侧刃切削角增大而降低22%~25%。     

基于ABAQUS有限元法的空洞树干强度分析

树木空洞可能会导致树木的死亡，同时，由于空洞树木抗风雪能力低，易在空洞处断裂，对人身和财物安全具有重大隐患。本研究通过软件Abaqus建立空心树干的三维模型进行有限元模拟分析，探索树干空洞的大小对树木强度和断裂破坏行为的影响。结果表明:1）树木发生弯曲和扭转破坏系数随载荷增加而增大，树干最外层的最大弯曲和扭转剪应力在断裂破坏前随载荷增加呈线性增加；2）当树干空洞发展到树干内外径比（α）为0.7时，随着空洞的继续增大其弯曲和扭转破坏系数会急剧增加，在α小于0.7时，弯曲和扭转破坏系数有一定的增加，但增加幅度较小；3）随着树干空洞造成内外径比的增加，树木发生扭转破坏的偏冠程度会逐渐降低。研究初步探明了树干空洞影响树木破坏行为和方式的力学机理，可为树木安全性评估提供一定的理论支持和依据。     

仿豆天蛾幼虫充气薄膜管弯曲特性研究

受豆天蛾幼虫体壁结构有较强的抗弯稳定性启发,设计了仿生充气管,以提高其弯曲特性。制作豆天蛾幼虫体壁组织切片,观察其体壁与附近肌肉组织的连接方式以及肌肉组织的分布形式,以此为依据设计了加筋充气管。通过有限元仿真和试验分析了普通充气管和加筋充气管在不同压力下的弯曲特性,获得了不同充气压力下横向载荷-位移关系曲线以及充气管弯曲极限载荷与充气压力的关系曲线。结果表明:在所选压力范围内,充气管的极限载荷与充气压力呈正比,加强筋的存在提高了充气管的弯曲特性,同时仿真结果表明,45°加载时加筋充气管的抗弯能力较0°加载时更强,两者均高于无加强筋时的抗弯能力。     

抖动链齿杆式残膜-土壤-秸秆挖掘与输送装置设计与试验

针对土壤层残膜回收装备存在挖掘阻力大、功耗高、易壅土等问题，设计抖动链齿杆式残膜-土壤-秸秆挖掘与输送装置，其中旋耕挖掘机构降低挖掘阻力并解决壅土问题，抖动链齿输送机构提高残膜-土壤-秸秆输送效率。建立输送链表面物料颗粒的受力模型，分析前进速度与输送链转速之间的变化关系，计算抖动轮与输送链转速；测定土壤剖面残膜和秸秆的含量及分布并建立虚拟仿真土槽，模拟棉田土壤中残膜和秸秆含量及分布特点。在EDEM中构建残膜-土壤-秸秆挖掘与输送装置仿真模型并设置挖掘铲入土深度150 mm,在不同前进速度(0.75、1、1.25 m/s)、旋耕刀片转速(210、230、250 r/min)、输送链转速(65、85、105 r/min)组合条件下，模拟挖掘与输送残膜-土壤-秸秆过程中的壅土效果和颗粒速度变化特性；根据仿真试验结果可知，在挖掘与输送装置前进速度较高的条件下易发生壅土问题，土壤层残膜、土壤和秸秆颗粒运动速度小于5 m/s。田间试验结果与仿真试验结果基本相同，在不同的因素水平组合条件下，田间试验测量壅土高度范围为71～246 mm;田间试验表明，当壅土高度小于等于90 mm时不会发生挖掘阻力较大...     

伸缩杆齿式荞麦脱粒装置研制与三因素正交试验分析

针对荞麦机械化收获破碎率高、含杂率大、容易发生“绕辫子”而堵塞脱粒滚筒等问题，研制一种伸缩杆齿式脱粒装置，利用纹杆滚筒和栅格凹板对作物的揉搓、梳刷作用实现脱粒，而与纹杆滚筒相配合的伸缩式杆齿，能够很好地将作物进行翻腾、向后推送，避免了秸秆缠绕，提高了脱粒效果。将该脱粒装置安装于荞麦脱粒性能试验台，选取滚筒转速、脱粒间隙和喂入量作为试验因素建立了三因素正交试验，通过极差分析得到最佳工作参数组合为滚筒转速350r/min，脱粒间隙10mm，喂入量1.0kg/s，该条件下，籽粒破碎率为3.42%，籽粒损失率为0.14%，满足荞麦机械化收获指标，为伸缩杆齿式脱粒装置的应用和荞麦联合收获机的研发提供理论依据。