汽车侧面碰撞中头胸部安全气囊的优化研究

为减少汽车侧面碰撞中驾驶员胸腹部的综合伤害,并保证头部HIC值满足C-NCAP的法规要求,采用有限元分析模型、逐步回归代理模型和序列优化方法对头胸部气囊进行了优化设计.以验证过的汽车有限元模型为基础,建立了一个L型头胸部气囊的有限元仿真模型.模拟了侧面安全气囊在侧碰撞条件下的响应过程,优化分析了气囊设计参数,从而进一步提高了该车的综合安全性能,进而对其优化解的可靠性进行了评估.研究结果表明:安全气囊材料泄气参数为0.040 8,气囊体积约为10.32 L,起爆时间为10 ms为最优,得到侧面碰撞的综合伤害评估值下降了16%,且保证了头部HIC值满足法规要求.     

气力板式蔬菜排种器气室真空流场仿真分析

【目的】优化气力板式蔬菜排种器气室结构参数,简化气室气流体为定常不可压的湍流模型.【方法】选用ANSYS软件的FLOTRAN模块,对不同气室结构参数进行仿真分析.【结果和结论】相对整体矩形空腔结构,矩形横槽和纵槽连通气室结构更能节省气流量,提高整体强度;双气源口结构相比单气源口结构相对压力损失小,流场分布均匀性更好;优化的气源口位置在距排种器两侧边缘第4个和第5个吸种孔之间;气室槽深越大,过渡区域相对压力损失越小,吸种孔入口处的相对压力和速度分布越均匀,但排种器整体结构尺寸增大,气腔内形成一定相对压力的稳定流场所需时间更长,槽深取4 mm综合较好.验证试验结果表明,在吸种孔入口中心处,仿真分析结果与实际测量结果比较接近,趋势上具有较高一致性,表明仿真分析优化气室结构参数可行.     

缓冲装置对苹果跌落冲击影响的试验研究

针对苹果采后分选及装箱过程存在跌落损伤的问题,对减缓苹果跌落冲击的参数组合进行研究。以缓冲材料、缓冲厚度和跌落高度为影响因素,以撞击力和损伤体积为响应值,通过单因素试验确定各因素对响应值的影响规律;基于单因素试验结果,利用响应面试验获取最优缓冲参数组合。单因素试验结果表明：缓冲材料对苹果的缓冲作用由强到弱依次为珍珠棉>假草坪>硅橡胶>气泡膜;当缓冲厚度分别为3、5、8、10和12mm时,随着缓冲厚度的增大,苹果跌落撞击力及损伤体积逐渐减小;当跌落高度分别为10、20、30、50和70mm时,随着跌落高度的增大,苹果跌落撞击力及损伤体积逐渐增大。响应面试验结果表明：最优缓冲参数组合为,缓冲材料珍珠棉,缓冲厚度12mm,跌落高度10cm,此时撞击力为2.61N,损伤体积为8.52mm3;对最优缓冲参数组合进行试验验证,结果的绝对误差均小于5%,优化缓冲参数组合结果可靠。     

气动可调式准零刚度隔振器设计及特性分析

针对承载质量的变化会影响隔振器性能的问题，设计了具有准零刚度特性的可调式非线性气动隔振器.该准零刚度隔振器由一个竖直的双气室可调式气动弹簧和4个对称初始水平放置的单气室可调式气动弹簧组合而成.分析了气动可调式准零刚度隔振系统的设计参数之间应满足的关系.当承载质量改变时，通过调节气压来保持静平衡位置处的准零刚度特性.利用谐波平衡法对系统进行振动分析，得到了系统的力传递率，并对其隔振性能进行了评估.结果表明，系统具有良好的低频隔振性能，优于相应的线性系统.     

新的被动自适应起落架缓冲器设计与着陆性能研究

研究了一种双腔双阻尼的被动式自适应缓冲器;给出了此缓冲器的数学模型,并基于动力学仿真软件ADAMS建立了该缓冲器的虚拟样机;分析了该缓冲器的着陆动态性能及其主要参数对全机着陆动态性能的影响.分析表明:在使用功条件下,自适应缓冲器的着陆性能比单腔变油孔缓冲器性能略好;而在粗暴着陆条件下,自适应缓冲器的过载远小于单腔变油孔缓冲器,起到主要减载作用.增大高压腔、低压腔体积或增加低压腔压力或减小高压腔压力均可使自适应缓冲器的过载减少.     

防护堤对LNG扩散的抑制作用

除有效容积外,设置高度也是LNG储罐区防护堤设计的关键参数。采用数值模拟技术,对半地下LNG罐池,在不同防护堤高度作用下的LNG液池扩展和LNG低温蒸气扩散行为进行数值模拟,对比分析防护堤高度和罐池底面积对LNG低温蒸气扩散速度、可燃气云隔离距离和云团尺寸的影响。结果表明:增加防护堤高度可以有效减小LNG泄漏后产生的可燃气云体积、尺寸及最大扩散距离,但同时延长了可燃气云的滞留时间,增加燃爆和窒息发生的危险。对于同一种罐池,在液池充分扩展前,可燃气云最大扩散距离与罐池底面积成正比。对于LNG储罐区,可通过提升罐池的防护堤高度减小LNG扩散的安全距离。     

气体喷射压缩器关键参数设计与试验

气体喷射压缩器具有结构简单、工作可靠的特点,广泛应用于农业、水利、化工、核工业等领域。主要从气体喷射压缩器关键参数计算角度,理论分析最佳面积比、工作喷嘴位置与性能参数关系;研究了面积比、工作压力、引射压力对喷射压缩器性能的影响。根据应用工况计算出面积比为11.0,喷嘴距混合室距离25 mm的喷射器完全满足设计要求,喷射器性能试验结果表明,面积比对气体喷射压缩器的喷射系数具有较大影响,不同面积比呈现出不同的性能特点,适当增大面积比可提高喷射系数,但喷射器可达到的最大压缩比会减小;不同工作压力下喷射器工作体积流量基本不变,但是引射流量随工作压力增大而增大;在相同工作压力和出口压力下,喷射系数随引射压力增大而增大;在相同工作压力和引射压力下,喷射系数随出口压力增加而减少,为同类型喷射器设计与应用提供参考。     

多约束下助推滑翔弹道发射角优化研究

临近空间飞行器利用临近空间独特的环境特点,采用助推滑翔式弹道实现高超声速滑翔和机动,极具发展潜力,但同时对助推段与滑翔段交班条件、恶劣环境下的精确末制导等方面提出了极为苛刻的要求,因此助推段飞行程序的设计对全弹道而言至关重要.针对临近空间飞行器基于助推滑翔式弹道打击不同距离目标的要求.在满足多约束条件下,采用复合形法对弹道的发射角进行优化,优化后的发射角可以有效降低后续滑翔、再入段的设计难度,为弹道设计提供较大的设计裕度.仿真结果显示,该方法有效且对初始控制参量取值要求不严格,具有较强的适应性.     

圆盘开沟机刀盘升降装置参数优化的Matlab实现

为了解决圆盘开沟机在下地、过梗、爬坡过程中出现的旋耕刀易破损、刀盘支架易变形等问题,通过对其关键部件的分析研究,以刀盘轴最大提升高度和升降装置最小尺寸为目标函数建立数学模型;用Matlab软件对其结构尺寸进行参数优化.优化结果显示:当油缸支架为113 mm,刀盘轴支承臂为200 mm,刀盘轴回转臂为732 mm时,刀盘轴最大提升高度可达1092 mm.与初始设计相比,刀盘提升效果显著,达到了优化设计的目的.     

燃气驱动弹跳器

基于弹跳原理设计并制造了小型燃气驱动弹跳器.根据燃烧热动力学分析,通过迭代计算得到燃烧室内点燃后的气体压力与缸体位移之间的关系曲线,由此计算出高压气体作用在缸体上的功,最后得到弹跳机构的初始弹跳速度.同时,开发了无线控制系统,实现弹跳器的无线遥控.实验结果与理论计算结果相吻合,弹跳机构可以达到高度2.2 m、距离3.5 m的弹跳性能,是其自身尺寸的14倍以上.     

喷淋式MOCVD反应器的传质分析及结构设计

对喷淋式MOCVD反应器中的传质过程进行了数理分析,并提出了该类型反应器的结构设计原则.数理分析显示,基片上方各点的轴向速度仅是垂直距离的函数,与径向距离无关;顶壁高度对反应室内的传质有重要影响.设计喷淋式反应器结构时,应重点考虑顶壁高度和反应室半径的选取、基片加热方式以及喷淋头结构的柔性设计.     

立式双辊道环模成型机压缩室结构设计

生物质燃料成型设备在实现生物质能源有效利用的过程中,起着十分重要的作用。该文对立式双辊道生物质燃料环模成型机的压缩室及压辊、成型模具等主要机构进行了结构设计,并且探讨了制粒攫取的条件,推导了变形压紧区被压入物料高度的计算公式,为环模成型机的结构优化提供了理论依据。     

GPS农田平地机土方量及设计高程计算软件开发

使用全球卫星定位系统(GPS)农田平地机进行平地作业前,要对平地作业地形进行测量,计算出平地作业土方量,包括挖方量和填方量,根据挖方量与填方量相等的原则,再计算出平地机设计高程,将设计高程导入GPS平地机自动控制系统里,可使GPS农田平地机更精准设定高程,从而自动控制平地机的作业。传统的手工计算土方量及设计高程方法过于复杂,为了提高计算工作效率,方便用户使用,开发了基于VB 6.0编程软件的平地机土方量及设计高程计算软件。经过田间平地测试检验,该软件能够提高平地作业效率。     

农用小型无人机转弯掉头模式及全区域覆盖下作业路径规划与优化

【目的】具备自主飞行、航线规划与优化、精准控制与变量作业能力是农用小型无人机(Agricultural smallunmanned aerial vehicle, ASUAV)的发展方向。本研究为ASUAV在全区域覆盖下自主飞行作业前的航线拐点坐标解算、飞行航向、起降点位置以及转弯掉头模式等提供优化选择。【方法】利用基于自主恒速飞行和最小转弯半径约束的无人机转弯掉头策略,分析并设计了任意凸多边形作业区域下无人机的路径规划方法,提出了基于幅宽微变的航线归整法路径规划方案,并对结构化农田区域实现全区域覆盖条件下的路径进行了规划与优化选择。【结果】基于最优转弯掉头模式下的ASUAV全区域覆盖路径规划方法适用于任意凸多边形结构的农田区域,GUI程序在解算地头边界航线拐点坐标的同时能优化选择出效率最高的飞行作业航线。在试验田随机规划出一个面积约为2.7 hm2的不规则凸六边形田块,仿真发现当无人机沿着平行于最长边飞行作业时,其空行行程最短,约为540 m,工作效率也最高,接近90%。【结论】经过优化选择后的ASUAV掉头转弯模式、起降点位置、飞行航向以及解算后航线拐点坐标等可以实现全区域覆盖,研究结果为ASUAV自主飞行作业提供了参考。     

美洲黑杨杂交子代苗期性状遗传变异及选择

  目的  分析美洲黑杨Populus deltoides杂种苗期生长性状和叶片性状的遗传变异及遗传相关性，为杨树新品种选育提供材料。  方法  以美洲黑杨不同品种为亲本进行杂交试验，测定了9个杂交组合子代苗期生长性状和叶片性状，并通过方差分析、遗传参数估算、遗传相关分析及通径分析等，了解美洲黑杨杂种生长性状和叶片性状的遗传变异规律及性状间遗传互作，并依此开展美洲黑杨优良杂交组合的联合选择。  结果  杂交组合间3个生长性状与5个叶片性状存在显著(P＜0.05)或极显著(P＜0.01)差异。苗高、地径、材积与叶长、叶宽、叶柄长、叶周长、叶面积的家系遗传力均达0.8以上，受强度遗传控制，遗传变异系数为8.6%(叶长)~31.13%(材积)，有利于优良杂交组合的选择。相关分析表明:叶长、叶宽、叶柄长、叶周长、叶面积与苗高、地径、材积间均达极显著正遗传相关(P＜0.01)。相关遗传进度分析表明:除叶形指数、侧脉夹角和叶宽基距外，其他叶片性状对3个生长性状的遗传相关进度和间接选择效率较高。通径分析表明:苗高和地径对材积的直接遗传控制作用较大，叶长、叶宽、叶柄长、叶面积和叶周长通过苗高和地径对材积产生较大的间接遗传控制作用。利用综合指数选择法开展美洲黑杨9个杂交组合的生长与叶片性状联合选择，选出3个速生优质的杂交组合(B106×NL15、S3239×NL15、NL447×SY2)，材积遗传增益达26.90%。  结论  美洲黑杨杂交组合子代1年生苗的3个生长性状和5个叶片性状均存在丰富变异，遗传互作显著；苗高和地径对材积的直接作用最大，5个叶片性状对材积也产生较大的间接控制效应。综合指数选择法能有效地选出速生优质杂交组合，材积遗传增益较高，杨树遗传改良效果较好。表8参18     

基于二次回归通用旋转组合设计的华山松容器育苗基质研究

以氮肥施用量、磷肥施用量、基质配比为影响因素,以华山松幼苗苗高、地径为试验指标,采用二次通用旋转组合设计方法,在秦岭南坡陕西省宁陕县火地塘林区就华山松容器育苗基质配比及施肥组合方案进行了试验研究。结果表明,各因素对2年生华山松幼苗苗高的影响,基质配比最大,P肥施用量次之,N肥施用量最小;对地径影响,基质配比最大,N肥施用量次之,P肥施用量最小。华山松容器育苗基质配比及施肥组合最优方案为每10 kg营养土施用3 g N肥,每100 kg营养土施用3 kg P肥,营养土配比（黄心土∶砂∶羊粪体积比）为4∶2∶3。     

毛红椿优树子代苗期性状遗传变异研究

以江西宜丰毛红椿优树子代为研究对象,在浙江富阳进行苗期试验,分析苗期苗高、地径、根干重、茎干重、根茎比、根总长度、根表面积和根体积等8个性状。家系间高、地径、根干重、茎干重和根茎比等性状均达极显著差异,说明毛红椿半同胞家系间存在较为丰富的变异,具选育潜力。各性状遗传力差异较大,苗高的遗传力相对较高,为0.80;地径、根干重、茎干重和根茎比4个性状的遗传力为中等,在0.53~0.68之间;而根总长度、根表面积和根体积等3个性质的遗传力相对较低。苗高与地径、茎干重之间显著正相关,而与根总体积显著负相关;地径与根干重、茎干重、根表面积和根总体积之间都显著正相关;根系性状(根总长度、根表面积和根总体积)之间都显著正相关。以苗高、地径2个主要苗期生长性状,采用独立选择法,选出8个苗期生长较快的家系。     

尾叶桉地径与胸径、树高、材积相关性分析

【目的】建立尾叶桉地径与胸径、树高、材积的数学模型,为利用地径测算林木立木材积提供测算方法。【方法】实测148株尾叶桉立木的地径、胸径和树高,运用SPSS软件建立尾叶桉地径与胸径、树高、材积的回归模型,进行选优和适应性检验。【结果】研究区尾叶桉地径—胸径、地径—树高、地径—材积最优模型分别为D1.3=0.857D0-0.539、H=0.966D01.048、V=0.0000481D02.749,尾叶桉地径与胸径、树高、材积均显著相关。地径—胸径模型适应性检验的总相对误差为-1.14%、平均相对误差为1.29%,精度为98.46%;地径—树高模型适应性检验的总相对误差为13.07%、平均相对误差为-14.32%,精度为94.88%;地径—材积模型适应性检验的总相对误差、平均相对误差分别为-3.87%、1.69%,精度为94.70%。【结论】选出尾叶桉地径与胸径、树高、材积的3个最优回归模型,其中地径—树高模型总相对误差和平均相对误差过大,不提倡以尾叶桉地径直接估算树高;地径—胸径、地径—材积模型预测误差均在±5%以内,方程预测精度较高,可以用于估算立木材积。     

尾叶桉地径与胸径、树高、材积相关性分析

【目的】建立尾叶桉地径与胸径、树高、材积的数学模型,为利用地径测算林木立木材积提供测算方法。【方法】实测148株尾叶桉立木的地径、胸径和树高,运用SPSS软件建立尾叶桉地径与胸径、树高、材积的回归模型,进行选优和适应性检验。【结果】研究区尾叶桉地径—胸径、地径—树高、地径—材积最优模型分别为D1.3=0.857D0-0.539、H=0.966D01.048、V=0.0000481D02.749,尾叶桉地径与胸径、树高、材积均显著相关。地径—胸径模型适应性检验的总相对误差为-1.14%、平均相对误差为1.29%,精度为98.46%;地径—树高模型适应性检验的总相对误差为13.07%、平均相对误差为-14.32%,精度为94.88%;地径—材积模型适应性检验的总相对误差、平均相对误差分别为-3.87%、1.69%,精度为94.70%。【结论】选出尾叶桉地径与胸径、树高、材积的3个最优回归模型,其中地径—树高模型总相对误差和平均相对误差过大,不提倡以尾叶桉地径直接估算树高;地径—胸径、地径—材积模型预测误差均在±5%以内,方程预测精度较高,可以用于估算立木材积。