汽车半轴超声仿形测量研究

通过对汽车半轴的超声检测工艺和失效形式分析,提出液浸超声检测方法实现半轴内部缺陷的检出,构建自动检测方案。使用仿形架对半轴进行超声仿形测量,由此建立超声检测仿形架的运动学模型,并进行了运动学分析。为了对半轴圆弧部分进行软仿形,提出一种初始点加密方法——基于曲率变化和弧长对分的自适应加密方法,可以根据指定的测量误差实现初始点的自适应加密,从而提高建模精度和减少初始点选取的操作。     

动态性能约束多轴联动数控机床工作精度建模研究

高速铣削复杂轮廓常采用微小线段逼近轮廓曲线的加工方式来保障工件加工精度。由于数控机床各运动轴动态性能的制约,在实际切削时不稳定的进给速度导致产生轮廓误差。本文提出一种基于动态性能约束的数控机床工作精度检验的轮廓误差模型,以G代码转换成轴运动位移指令作为输入,采用段内S型加减速时间反算法,将计算出的最大速度作为各段运动速度,对段间加减速衔接处理,得到各运动轴速度指令,利用伺服系统传递函数模型求解出各运动轴的位移量,通过空间几何变换到刀具运动轨迹,重新拟合轮廓曲线得到轮廓误差。针对不同动态参数变化,仿真出轮廓误差与动态指标之间关系,实现对数控机床高速加工时动态指标引起的轮廓误差的考察。     

金属板料成形弯曲力算法及仿真分析

通过分析板料在冷弯成形时的弹塑性变形及硬化特性,推导出自由弯曲时所需的弯曲力,与经验公式相比更具科学性和准确性。利用非线性有限元Marc建模仿真,得到冷弯时弯曲力与弯曲角的关系及特殊节点的应力、应变,验证了公式的正确性,对冷弯型钢成形提供理论依据,具有一定的参考价值。     

基于NURBS的空间分度凸轮廓面重构与仿真

利用空间分度凸轮廓面方程获取离散点云数据,采用非均匀有理B样条(NURBS)重构凸轮廓面,构建空间凸轮参数化特征模型。基于该模型,进行凸轮分度机构的运动学仿真,生成加工制造模型,实现空间凸轮NURBS廓面的仿真加工和四轴铣削NURBS创成。仿真和创成误差分析结果表明,从动件运动规律曲线更加光顺,最大速度Vmax和最大加速度Amax等运动特性值均优于修正正弦曲线,廓面创成误差与加工路线的曲率有关,最大误差出现在曲率绝对值最大处且不超过0.01 mm。因此,廓面NURBS重构技术,是一种有效的空间凸轮设计和创成方法。     

空心植物茎秆局部失稳的数值分析

着重讨论了空心植物茎秆弯曲时的Brazier效应及其对茎秆稳定性的影响。使用ANSYS软件建立植物茎秆的有限元模型,进行了多种稳定性分析,分析了茎秆弯曲时截面形状改变对抗弯刚度的影响,并讨论了惯性矩与曲率之间的关系,同时探讨了茎秆力学性质和节距对上述失稳形式的影响。     

细长轴车削加工的注意事项

细长轴本身刚度较差,在车削加工时极易产生弯曲变形和振动,车削难度大,保证精度难。在通常情况下使用中心架或跟刀架来提高轴的刚度,减小轴的弯曲变形,车削时尽量采用反走刀。对于精度要求不高的细长轴还可以调头车削;有的工件过于细长,或因其它原因不能先车出一段支承面,可以采用外固定辅助套筒的方法,用千分表校正套筒,中心架支承套筒进行车削。     

基于全球陆面数据同化系统蒸散量的GSAC模型率定

在识别缺资料流域水文模型参数时,目前常采用的区域化方法存在相似流域间降雨径流关系差别较大、模型参数与流域属性间的相关性不明显、在大范围缺资料地区难于选取参考流域等问题。本文从全球陆面数据同化系统(GLDAS)获取流域蒸散量数据,提出利用GLDAS蒸散量率定GSAC模型的方法。首先,通过合并网格建立GSAC模型模拟的蒸散量与GLDAS蒸散量在时间和空间方面的对应关系;其次,基于纳什效率系数的定义构建了一个模型率定指标,以评价GSAC模型模拟的蒸散量对GLDAS蒸散量的拟合效果;最后,依据GLDAS蒸散量与GSAC模型模拟蒸散量之间的拟合关系率定GSAC模型。呼兰河流域应用结果表明,GLDAS提供的蒸散量能够较好反映流域实际蒸散量的变化情况,为率定GSAC模型提供了一种有效的输入数据;在率定期与验证期,利用GLDAS蒸散量率定的GSAC模型对流量模拟的纳什效率系数分别为0.81和0.77,与利用流量数据率定的GSAC模型模拟结果相近。     

不同初始含水率条件下的微咸水入渗实验

针对矿化度均为3g/L的微咸水入渗时,土壤初始含水率对土壤入渗过程的影响,采用室内均匀土柱一维垂直入渗实验方法,分别对初始含水率为2.25%、8.18%、13.12%、16.40%的土柱入渗过程进行了研究。分析了不同土壤初始含水率对累积入渗量和湿润锋推进深度以及土柱剖面含水率的影响。采用Kostiakov模型对累积入渗量和时间的关系进行了拟合,结果表明累积入渗量与初始含水率呈负相关关系。采用幂函数将初始阶段的湿润锋推进深度与时间关系进行拟合,结果表明二者呈明显的幂函数关系,且初始含水率越高湿润锋推进速度越慢。采用一维代数模型对土壤剖面含水率进行分析发现,初始含水率越高,模型的理论值越准确。总之微咸水在土壤中的入渗能力与初始含水率有着密切关系,随着入渗过程的进行,初始含水率对入渗能力的影响逐渐减小。     

车架结构设计优化

以某车架为研究对象,采用参数化有限元分析方法,进行了弯曲和弯扭工况下的应力、应变研究。通过电测量技术得到实验数据,将其与计算模型进行对比验证,以保证有限元模型的合理性,进而对车架进行了全参数化模型的结构设计优化。以整车轻量化为目标,得到了满足结构强度的最优方案。     

Q3黄土的三轴蠕变试验研究

采用改进的应力型三轴蠕变仪对Q3黄土进行了三轴剪切蠕变试验,对比分析了围压、干密度、含水率的变化对蠕变特性的影响,并通过对试验数据的分析,建立了Q3黄土的经验蠕变模型。试验结果表明：在同等条件下,饱和原状样的蠕变变形量大于重塑土样的蠕变变形量,且两者都大于天然含水状态的原状土样的蠕变变形量。围压越大,蠕变变形量越小;干密度越小、含水率越大,蠕变变形量越大。将模型计算出的结果与试验数据进行对比,两者基本吻合,从而验证了该模型的正确性。     

不动形心线对逆转耕耘抛土性能的影响

在分析逆转旋耕工作的基础上,提出了不动形心线(Fixed Centroid Line-FCL)对逆转耕耘方式影响的思想。在旋耕刀片运动轨迹、逆转旋耕切削角度及逆转旋耕抛土后向性等方面,详细分析了FCL线的影响性质,建立了逆转旋耕被抛土垡瞬时初速度的方向模型,并对模型进行了仿真,为茶园耕作机械的设计提供了参考依据。主要结论:FCL线距刀辊轴的距离小于刀辊回转半径时,旋耕刀片才能够正常工作,且FCL线位于刀辊轴的上方为逆转耕耘方式,位于刀辊轴的下方为正转耕耘方式;在逆转旋耕方式下,当刀片运转到FCL线时,动态切土角最小;当FCL线位于刀辊轴之上,且同时又在地表之下时,逆转旋耕才具有抛土后向性。     

多参数优化设计对喷水推进组合体水力性能的影响

通过调整轴支架的叶片数、轴支架叶片出口安放角、轴支架与叶轮间距、叶顶间隙等参数对喷水推进组合体的性能进行优化设计,利用CFD对某型喷水推进组合体的流场进行数值模拟,分析不同几何结构参数对喷水推进泵性能的影响.结果表明:随着轴支架叶片数的增大,扬程、效率、功率曲线整体都呈下降趋势;当轴支架叶片数与叶轮相等时,扬程与功率曲...     

基于曲率单调均匀变化约束的曲线光顺方法

曲线曲率变化图是一种分析曲线光顺性的常用方法。提出了一种基于曲率变化约束的平面B样条曲线光顺方法:通过目标曲率云图方便地确定目标曲线的曲率变化趋势及拐点、曲率极值点的大致分布,在光顺过程中通过曲率单调性约束条件反映这些信息;目标函数考虑了曲线段的离散能量及和原始曲线的误差控制,从而使得光顺后的结果曲线曲率不仅单调变化,且曲率变化比较均匀,最后以实例验证了算法的有效性。     

叶片泵相对性能曲线与比转数的理论关系研究

为了从理论上探讨比转数对叶片泵水力性能的影响,以叶片泵基本方程为基础,推导出在理想流体条件下的相对扬程—流量方程和相对轴功率—流量方程,并对方程与比转数的关系以及方程的应用意义进行了分析和讨论。分析结果表明：叶片泵相对性能曲线方程是高效工况集内关于比转数的泛函数,与穿过额定工况点的等效曲线的斜率有关;相对扬程—流量曲线是关于比转数的二次抛物线;相对轴功率—流量曲线是关于比转数的三次抛物线;当相对流量不等于1时,随着比转数的增大,水泵相对效率降低。比转数越大,穿过额定工况点的等效曲线就越平缓,水泵高效工况区在型谱图中的位置越靠近流量轴,反之,则越靠近扬程轴。     

甘蔗收割机刀盘轴的疲劳分析和优化设计

通过实测甘蔗收割机作业工况的载荷信号,利用nCode Glphyworks进行信号处理,得到了能反映实际工作载荷的载荷谱。通过UG建立刀盘轴的三维实体模型,将三维实体模型导入ANSYS Workbench中进行网格划分和静力分析,得到刀盘在静力作用下的应力结果。根据载荷谱、有限元分析结果和材料的S-N曲线,利用nCode Designlife对刀盘轴进行了疲劳寿命预测,再根据静力分析和疲劳的结果,利用ANSYS Workbench对刀盘轴进行优化,最后验证优化后的刀盘轴是否满足实际使用的需求。     

多重势面模型在低弹模混凝土防渗墙应力变形分析中的应用

采用应力型多重势面模型模拟低弹模混凝土的本构关系,模型参数选择邓肯E-B模型的参数,将土石坝混凝土防渗墙施工过程中槽孔开挖、泥浆固壁和混凝土回填作为一级荷载简化处理。利用自行开发的三维有限元程序对某土石坝工程进行计算,计算结果表明：简化处理结果能反应墙体施工影响,低弹模混凝土墙体采用多重势面模型的计算结果与邓肯E-B、线弹性计算结果具有一致的变化规律,在墙体与基岩交接处应力范围处于邓肯E-B模型与线弹性之间,应力曲线在墙体中下部更平滑。     

核主泵四象限特性曲线的数值预测

为实现在核主泵产品开发过程中对四象限特性进行预测与设计方案快速可靠评估,采用全流道内流场数值模拟方法,针对某轴封式核主泵在定转速下的四象限运行特性进行预测,研究基于数值模拟预测四象限特性曲线的可靠性.与试验曲线对比结果表明:在正转逆流及反转逆流工况下预测结果与试验结果一致性好,其扬程和转矩曲线的偏差大部分点在±3％以内...     

计算机视觉技术在番茄收获中的应用

运用双目立体视觉技术对红色番茄进行定位,图像进行灰度变换后,对图像的二维直方图进行腐蚀,膨胀以后除小团块,提取背景区边缘,然后用拟合曲线实现彩色图像的分割,将番茄从背景中分离出来,对目标进行标定后,用面积匹配实现共轭图像中目标的配准,运用体视成像原理,从两幅二维图像中恢复目标的三维坐标,从实验数据可知,当目标与摄像机的距离为300－400mm时,深度误差可控制在3％－4％。     

基于机器视觉的花菇分选技术

为了实现花菇的自动分选,设计了一种基于机器视觉的花菇分选系统,并提出了相应的算法。针对花菇分选中花菇的菇柄长度、形状类别和菌盖面积这3个重要分选指标,提出了一种曲线结构特征分析的分选方法。跟踪花菇边界并计算曲率,根据边界上点运动变化模式判断曲线凹凸性,利用曲线类半径识别并定位菇柄的位置。使用极坐标意义下的线性插值重建去除菇柄的菌盖边界曲线,在重建曲线基础上提取9种形状特征参数和1个大小特征参数,利用主成分分析法从9个形状参数中提取相应的3个主分量,以这3个主分量作为输入,构建K近邻分类器作为形状分选模型。结合花菇的菇柄识别情况、形状等级和大小等级共同判定花菇的最终等级。试验表明,菇柄识别正确率为91.4%,且菇柄识别能显著提高形状分选的准确率,最终形状分选正确识别率可达95.6%,花菇等级分选正确率为92.2%。     

基于MATLAB的旋耕机刀轴优化设计

针对旋耕机刀轴传统设计强度过于保守的缺点,采用机械优化设计方法,建立了旋耕机刀轴优化设计的数学模型,用经典力学方法给出初始值,再用Matlab软件进行优化。结果表明效果显著,可大大节约材料和成本．