轴向柱塞泵滑靴油膜形状的遗传算法数值分析

油膜形状对滑靴的润滑特性影响很大.为了准确获取滑靴的润滑特性,需要精确地求出滑靴的油膜形状.考虑了滑靴工作过程中的倾覆现象,采用非均匀间隙对滑靴的油膜形状进行了描述,建立了滑靴的润滑控制方程,采用高斯-塞德尔超松弛迭代方法进行求解,得到滑靴流场的压力分布.考虑到压力分布与油膜形状存在对应关系,通过滑靴的受力平衡分析,建立了滑靴稳态油膜形状的数学模型,并将其简化为以法向力平衡、流量守恒为等式约束,以滑靴倾角以及滑靴倾斜方位角为不等式约束,滑靴力矩平衡为目标的两参数单目标优化问题.采用小生境遗传算法对不同转速下滑靴的稳态油膜形状进行了数值求解.实例分析表明,该方法具有较好的数值稳定性,可以以较快的速度以及较高的精度收敛于模型的最优解,准确获取稳态下滑靴油膜的三维形状,从而为滑靴润滑特性的准确计算以及滑靴的设计提供理论依据.     

钢球滚子弧面分度凸轮机构弹流润滑分析

利用Hamrock-Dowson膜厚度公式和点接触中心区油膜计算公式,推导出钢球滚子弧面分度凸轮机构中钢球和凸轮滚道接触油膜厚度的计算公式.利用数值计算方法,比较分析了凸轮在采用修正等速、修正梯形加速度和修正正弦加速度运动规律曲线时,整个分度周期内油膜厚度的变化.讨论了凸轮转速、分度盘负载力矩、钢球直径、凸轮滚道截面半径与分度盘直径比等参数对油膜厚度的影响,为钢球滚子弧面分度凸轮的润滑设计提供了理论依据.     

纵向表面粗糙度对滚子副乏油润滑性能的影响

对全膜及乏油条件下纵向粗糙度滚子副弹流润滑问题进行了求解。结果表明,滚子接触副中部与端部的润滑特性不同,由于端部效应的存在,其端部油膜厚度远低于中部。表面粗糙度会引起油膜厚度及压力的波动,在纯滚动条件下,油膜波动的波长等于粗糙度的波长,而幅值大于粗糙度的幅值。表面粗糙度会降低油膜厚度,尤其在乏油润滑条件下。供油膜厚越小,滚子接触副越容易乏油。在一定供油量下,表面粗糙度的幅值越大,波长越小,对滚子副的润滑越不利。     

对圆锥三角-渐开线花键联结设计的探讨

本文探讨了圆锥三角-渐开线花键联结中花键轴、花键套的锥角和预加载荷的设计问题,并导出了计算公式,附有计算实例。文章最后还介绍了施加预加载荷的装配夹具示意图。     

圆锥指数仪贯入沙土试验的离散元法模拟

利用离散元法对圆锥指数仪贯入沙土的试验进行了数值模拟研究.贯入试验与数值模拟结果所揭示的现象相吻合,即圆锥侧壁上的土壤摩擦阻力对总贯入阻力影响微小.离散元数值模拟结果显示,贯入圆锥锥尖部位的颗粒力链为强力链,颗粒的速度数值较大但方向杂乱,其他位置颗粒几乎静止;圆锥指数仪的贯入阻力随贯入深度增加而显著增大;土槽侧壁的正压...     

计入空化效应的新型动静压轴承热动力分

基于气液两相流空穴模型,建立了螺旋油楔动静压轴承的热流体动力润滑数学模型.采用有限差分法,数值求解了广义雷诺方程、简化油膜能量方程及轴瓦热传导方程,研究了油膜压力分布以及供油温度和供油压力对轴承内表面温度的影响.结果表明:油膜破裂面积沿轴向先减小后增大,破裂位置沿圆周方向有一定的偏移,距离的大小与螺旋角有关;供油温度对轴承内表面温度的分布影响较大,而供油压力的影响相对较小.     

热变形对内燃机主轴承润滑特性影响的仿真分析

阐述了计入热变形影响的内燃机主轴承热流体动力润滑分析方法,分别采用不同边界条件结合实例进行了数值仿真比较分析。仿真结果显示,在所采用的任一边界条件下,计入热变形影响因素后轴心运动轨迹均发生很大变化;并且,平均机油流量和一个载荷周期内机油最大压强比未考虑热变形时均明显增加,而一个载荷周期内的最小油膜厚度则明显减小。     

基于四参数模型的流变弹流润滑数值分析

给出了四参数非牛顿流变模型下的线接触流变Ｒｅｙｎｏｌｄｓ方程,然后用多重网格方法,对等温线接触流变弹流润滑问题进行了完全数值解,并与牛顿流体弹流问题的数值解进行了比较。结果表明：在等温条件下润滑油的非牛顿特性对弹流接触区的压力分布二次峰和油膜厚度略有影响,对牵曳系数影响较大,而且滑滚比越大,非牛顿特性对牵曳系数的影响越大。     

高速圆形可倾瓦推力轴承的润滑性能

考虑离心力影响，采用有限元法，对高速重载设备中所应用的圆形可倾瓦推力轴承的润滑性能问题进行了热弹流分析。通过软件程序模拟出不同工况下高速圆形可倾瓦推力轴承瓦面的油膜形状分布、油膜压力分布及油膜温度分布及功率损耗、流量等参数，并与不考虑离心力时的数据进行了比较，得出离心力对高速圆形可倾瓦推力轴承的润滑性能的影响不能忽略的结论。     

气固两相流数值模拟及喉管结构优化—基于草原灭鼠毒饵喷撒机

基于ANSYS Fluent软件,选取标准k-ε湍流模型和DPM模型,采用SIMPLE算法,针对草原灭鼠毒饵喷撒机喷管气固两相流流场进行数值模拟,得到其内部流场静压分布、速度分布图,并通过试验对比验证了数值模拟的可行性,为草原灭鼠毒饵喷撒气力输送系统的设计与优化提供理论依据;最后,通过数值分析不同锥角喉管的毒饵运动特性,得出当喉管锥角选取为3.5°时,能耗较小,同时满足工作要求。     

谷物在纵向轴流滚筒脱粒空间中的运动状态分析

以4LZ-3型自走式联合收获机纵向轴流滚筒为研究对象,将滚筒分为喂入段、脱粒段和分离段,在合理假设的基础上,考虑摩擦力的作用,对各段谷物运动状态加以分析,给出了各段谷物运动的绝对速度、相对速度和轴向速度的计算公式.结果显示,谷物沿轴向运动的条件是:喂入段的螺旋角应小于谷物与螺旋叶片摩擦角的余角;脱粒段和分离段的螺旋角应小于谷物与导向板的摩擦角.     

基于视觉标志检测的旋翼无人机姿态估计方法

为了使旋翼无人机快速、精确、自主降落到地面着陆平台,提出一种基于视觉标志检测的无人机姿态估计方法。首先,利用标准直升机停机坪的几何特征,采用标志五步提取算法从机载摄像头采集的图像中获取视觉标志;为了满足无人机自主着陆过程的快速性和实时性,提出一种基于距离三点法的角点检测算法,得到H形标志的12个角点;然后,通过对角点分类、编号,并与参考图像中的对应角点进行匹配,解算出包含相对姿态信息的单应矩阵;最后,应用直接线性变换(Direct linear transformation,DLT)分解单应矩阵得到无人机的姿态角,并依据相机成像的相似三角形原理计算出无人机相对于视觉标志的位置,解决了单目相机尺度不确定性问题。通过实验平台模拟无人机不同飞行状态下的姿态并进行估计,对提出算法的实时性和准确性进行了实验验证。实验结果表明:本文算法的平均执行时间为307. 2 ms,位置估计的最大均方根误差为0. 006 2 m,姿态角估计的最大均方根误差为0. 313°,满足无人机自主着陆的准确性和实时性要求。     

基于分层模型的轮毂电机驱动车辆直接横摆力矩控制

为提高多轮轮毂电机驱动车辆动力学综合控制性能,提出了一种基于分层模型的直接横摆力矩控制策略。上层为运动跟踪控制层,设计了基于车轮转角的前馈控制器,对车辆横摆角速度稳态增益进行调节,同时将滑模控制进行改进,设计了滑模条件积分控制器进行反馈控制,使横摆角速度追踪其期望值;下层为转矩优化分配层,基于稳定性优先原则,建立了以减小轮胎负荷率为目标的优化函数,并且将控制分配问题转换为二次规划问题进行求解。依托某型8×8轮毂电机驱动样车进行实车试验,结果表明,在连续转向工况和双移线工况下,所提出的控制策略使车辆最大横摆角速度偏差分别降至理想横摆角速度的6%和9%以内。此外,该策略能够有效控制轮胎负荷率,实现转向行驶时的转矩优化分配,改善了车辆操纵稳定性。     

甘蔗收获机组合式扶起装置设计与试验

设计了一种由锥形螺旋滚筒和拨指链组成的组合式扶起装置,并在土槽中进行了试验研究。以扶起合格率为试验指标,对甘蔗倒伏状态、螺旋滚筒转速、甘蔗与滚筒中心距离和前进速度为因素进行正交试验。在得出优化组合后,再分别进行滚筒轴线与地面夹角、滚筒叶片螺距和滚筒转速等因素的单因素试验,以及滚筒转速和前进速度的双因素试验。通过高速摄影分析了扶起过程。试验结果表明,在最优参数组合下,组合式扶起装置对严重倒伏甘蔗的扶起合格率达到90%。     

香梨自动称量分级系统

为提高香梨商品价值,将香梨分级是一种常用的做法。该文提出一种基于香梨称量指标的香梨分级设备,利用压敏传感器和AD转换器构成称量模块,由气动摆杆组成执行模块,实现香梨的分级。并且利用圆锥滚子的翻转能力和高速运动能力作为分级线的托盘,满足了高速分级的效果,同时可以为基于图像的香梨外部品质识别做好平台基础。试验验证分级线称量准确度在0.4 g以内,平均误差值在0.4%,精度符合要求。分级执行机构在电机运转＞15 Hz时,分级准确度接近100%,满足实际生产要求。      

花生气吸滚筒式穴播器分种盘设计与试验

针对花生气吸滚筒式穴播器因一次投种性能不稳定造成单粒率低的问题,通过在气吸滚筒式穴播器的取种盘和二次投种机构之间增设分种盘,将种子限定在一个较小的齿形空间内,并拨动种子沿着预定轨道运动,提高了气吸滚筒式穴播器投种的准确性和精度。设计并分析了分种盘的分种齿齿形和分种盘与取种盘的位置关系,确定了分种盘结构和位置参数。借助DEM-CFD耦合方法研究了气吸滚筒式穴播器的工作过程,分析了携种区种子的运动轨迹,阐明了漏播和重播产生机理。以单粒率、漏播率和重播率为评价指标进行三因素二次旋转正交组合试验,分析了齿形方向角、安装角、作业速度对投种性能的影响,结果表明：当齿形方向角为-4.55°、安装角为14.99°和作业速度为4.01 km/h时,气吸滚筒式穴播器的排种性能最优,此时单粒率为94.99%,漏播率为2.49%,重播率为2.52%。以最优组合为基础进行田间试验,当作业速度为3.51～4.51 km/h时,试验结果满足花生单粒精量播种机械技术要求,且安装分种盘比未安装分种盘的单粒率提升超过1.46个百分点,排种优势明显。     

基于EDEM的鱼苗分选机设计与工作参数优化

针对工厂化水产养殖工程中,需要对不同生长阶段的鱼苗按照大小进行高效率、高准确率的分级,进而实现分池养殖的需求,设计了一种辊道式鱼苗分选试验样机。采用离散元软件建立了鱼苗-机械部件耦合仿真模型,以分选机的工作参数作为试验因素,以分选效率、分鱼准确率作为评价指标,进行仿真,并通过试验验证了仿真结果的准确性;基于建立的耦合仿真模型,进行了单因素及多因素正交影响仿真分析,确定了各工作参数的主次顺序及最优的参数组合。结果表明,各因素对分鱼准确率和分选效率影响的主次顺序均为辊道倾角、进鱼量和辊道转速。以提高分鱼准确率和分选效率为原则,运用Design-Expert 8.0.5软件进行了参数优化,确定了最优组合为:辊道转速138.40 r/min、辊道倾角10.47°、进鱼量3.00尾/s。研究结果可为鱼苗分级设备的优化设计提供重要参考。     

滚筒气力式穴盘播种机种箱的结构设计与试验研究

在对国内外现有的滚筒气力式蔬菜穴盘播种机深入研究和理论分析的基础上,利用理论知识,结合滚筒气力式蔬菜穴盘播种机的工作原理,对种箱的结构进行了设计,确定了最佳的滚筒与种箱的形状、结构参数以及配合间隙,设计了滚筒与种箱之间配合间隙的调整装置。通过试验研究与分析,种箱箱体底部接近与滚筒的位置固定在和滚筒中心轴的轴线在同一个水平面内,即种箱相对于滚筒的角度为0°时,可以改善排种器的性能,提高播种效率。     

速度矩分布规律对混流泵叶轮设计的影响

根据Ωu=0二元设计理论,提出了采用四次多项式表示叶片速度矩沿轴面流线的分布规律,进而通过理论分析,确定用其中一个参数控制叶片速度矩的分布规律,以减小设计结果对经验的依赖程度.由此确定的速度矩分布规律包括＂S＂型、反＂S＂型和＂L＂型3类.采用不同的叶片速度矩分布规律,比较分析了对应的叶片出口边位置、包角等设计结果,并基于正问题分析,对不同叶片速度矩分布规律下的叶轮效率预测值和叶片表面载荷分布进行了比较.结果表明：对于Ωu=0的设计方法,采用四次多项式描述叶轮轮缘边速度矩分布规律是合理的;对于给定的混流泵轴面流道,部分＂S＂型速度矩分布规律能合理地满足叶片表面扭曲和混流泵结构设计的要求;采用合理的＂S＂型速度矩分布规律设计的叶轮效率最高,叶片表面载荷分布更加光滑.结果可为混流泵叶轮设计提供参考.     

拉茎辊式油葵割台的参数优化及试验

为有效提高油葵割台的收获性能,针对目前油葵割台装置工作效率低、丢盘及损失率较高等问题,结合油葵种植特点,设计了一种拉茎辊式油葵割台.首先,阐述了机具的整体结构和工作原理;然后,根据理论分析及前期试验确定以前进速度、拉茎辊转速、分禾器倾角为试验因素,油葵籽粒损失率为目标值,利用Design-expert数据处理软件对其目...