某款垃圾桶清洗车动力系统参数优化匹配研究

构建垃圾桶清洗车动力性和燃油经济性综合评价方程。运用AVL-Cruise软件建立动力传动系统模型,仿真计算车辆的动力性和燃油经济性。在不更改发动机动力参数的情况下,匹配不同参数的变速器和主减速器,对车辆进行道路试验,对比仿真结果与试验结果,验证模型的正确性,为动力系统参数优化工作奠定基础。     

柴油机燃烧过程仿真平台优化设计

在对KIVA-3V源程序进行微机化移植的基础上,利用先进的计算机软硬件技术,以缸内流体动力学为基础,耦合缸内燃烧过程多维模型,通过添加计算NOx比排放量与每循环排放量的新的子程序对仿真平台进行了优化设计。某型号柴油机仿真计算结果和实验结果的比较表明,该仿真平台能够模拟柴油机缸内燃烧过程,仿真误差客观反应了外界因素对柴油机的影响。该仿真平台对了解柴油机的性能以及对柴油机进行变参数研究都具有指导意义。     

液力变矩器液压系统设计与动态特性仿

设计了液力变矩器液压系统.通过理论算法设计出各个阀体的结构尺寸.采用ITI-SimulationX仿真软件建立了某液力变矩器液压系统动态仿真模型.对液压系统的动态特性进行了仿真分析,并把仿真分析结果与试验测试结果进行了对比.结果表明,仿真模型能够较好地与试验测试结果吻合.分析了液力变矩器液压系统压力和流量的仿真结果,以及液压系统不同结构参数对系统动态特性的影响.     

负载口独立控制挖掘机机液耦合模型建立与试验

负载口独立控制挖掘机系统是一个包含许多未知参数的机液耦合系统。为了准确建立参数化模型,需要精确地辨识各元件参数,并包含机械系统与液压系统的耦合联接。为此首先建立各系统的数学模型,通过试验测试获得各个关键参数。采用基于试验测试结果的NLPQL多目标优化方法寻优难以估计特性参数的最优值,提高参数辨识的速度和精度。基于辨识参数的数学模型,建立参数化的机液耦合仿真模型。相比于现有研究中的联合仿真模型,该模型在同一参数化平台下运行,计算时间短,并且易于根据不同工况修改机械系统参数,仿真效率更高。最后将2 t小型挖掘机的试验结果与仿真进行对比,结果证明该仿真模型具有较高的计算精度,可为负载口独立技术在移动液压中的控制策略研究提供参考。     

薄壁件切削参数模型理论仿真与实验研究

针对薄壁件难加工的特性,从薄壁件加工模型理论分析入手,首先建立不同切削参数的计算模型,并利用有限元软件ABAQUS对模型进行仿真模拟,同时结合薄壁件切削性能探究实验,对实验结果进行分析,与仿真结果进行对比,从铣削力、温度、残余应力、粗糙度等数据,分析切削参数对薄壁件加工性能的影响,结果表明:单一增加进给量时,会使得切削力、温度、残余应力、表面粗糙度增加;单一增加切削深度和切削宽度,虽然能够有效的增加材料去除率,但是,会使得切削力、温度、残余应力、表面粗糙度增加。     

基于集中质量的银杏树动力学建模研究

果树动力学模型的建立能够快速准确地分析果树在振动情况下的响应,能够为果树在振动采收过程中激振参数和激振方式的选择提供依据。为建立不同分枝结构银杏树的动力学模型,分析研究银杏树的动力学特性,基于集中质量对I型的单轴分枝、单一Y型的合轴分枝和多级Y型的合轴分枝银杏树建立不同的动力学模型,利用Matlab中Simulink子系统封装技术对所建模型进行仿真。结果表明:三棵果树的基频均小于3.00 Hz,集中质量模型计算的最大谐振频率为24.20 Hz。与试验结果进行对比分析发现谐振频率的阶数、数值、区间在主干和侧枝之间都存在一定的偏差。受到模型自由度的限制,基于集中质量的果树动力学模型只能激发出与模型自由度数相同的谐振频率,只有通过增加更多分枝形成更多自由度才可获得更多阶的谐振频率及更宽的频率范围。     

磁力泵磁力驱动系统仿真

在研究圆筒式径向磁力驱动器结构特点、设计流程、设计方法的基础上,以SolidWorks为软件支撑平台,利用Visual Basic语言对SolidWorks提供的API函数进行二次开发,所形成的仿真系统包括3部分,分别为参数化设计、参数化建模和参数化有限元分析,可以快速地实现磁力驱动器各部分零件的自动建模和装配.同时,基于ANSYS有限元软件,对圆筒式径向磁力驱动器的磁场建立二维模型,对其磁场进行数值求解计算,分析磁力线分布,磁感应强度分布和磁力矩大小.最后,针对有限元软件在磁力驱动器设计中的应用要求,基于ANSYS平台开发了参数化的磁力驱动器有限元分析系统,该系统方便了磁力驱动器在一定结构不同参数下快速更新模型和进行有限元仿真分析,为磁力驱动器的研究提供了高质量低成本的设计分析方法.     

基于Cruise的纯电动车动力匹配仿真开发

根据某一款纯电动客车动力性和经济性的设计要求,基于理论计算对主要总成部件参数进行匹配设计,然后利用Cruise软件搭建整车模型,并对整车性能进行仿真分析。仿真结果表明,该纯电客车匹配整车性能够达到预期设计目标。     

基于MATLAB/Simulink的潜水贯流泵站起动过渡过程仿真分析

为了揭示泵站起动过渡过程中重要参数如转速、流量、扬程等随时间变化关系,从潜水贯流泵机组系统整体出发,运用电机学、刚体动力学、流体动力学及水力机械特性理论,建立了大型潜水贯流泵机组结合快速闸门起动过渡过程的数学模型,利用MATLAB/Simulink构建整个系统的仿真模型,并针对某大型潜水贯流泵站进行仿真计算,研究了不同快速闸门起升速度对泵机组稳定性的影响。结果表明,系统仿真模型正确可行,且适当提高快速闸门起升速度有利于泵机组的稳定与安全。     

基于CRUISE的设施农业电动拖拉机仿真分析

利用CRUISE软件建立面向设施农业的电动拖拉机仿真模型并对仿真模型各组成部分进行参数设置。设置电动拖拉机最大牵引力、最大爬坡度、最高车速及加速时间仿真任务,并通过分析电动拖拉机仿真工况绘制电池组SOC曲线计算整车续航时间。仿真结果对项目后期样车生产具有理论指导作用,对设计的电动拖拉机进行了参数匹配,证明其具有可行性,并通过对电动拖拉机仿真结果的分析可以看出所设计的整车参数及各部件的参数匹配均合理正确,达到设计要求。     

斗轮堆取料机变幅试验装置的动态特性

根据ＤＱ１０００／１５００．４５型斗轮堆取料机变幅设计制造了变幅试验装置,建立了三维梁元有限元模型,借助于有发元分析软件,利用子空间迭代法对模型进行了求解,得到其大有频率及相应的振型,对试验装置的动态特性进行了试验研究,测试结果验证了有限元建模和计算方法的正确性。     

基于虚功原理的Galfenol悬臂梁建模与带载特性研究

研究了带载条件下Galfenol驱动器的磁机耦合建模方法,利用离散型能量均分模型(Discrete energy-averaged model)对Galfenol的磁滞非线性和饱和非线性进行建模,可以同时描述合金对于磁场和应力的依赖性。采用虚功原理将能量均分模型与驱动器的结构模型进行动力学耦合,研究了带载条件下驱动器的输出特性,并对不同Galfenol覆盖比时驱动器的驱动能力进行了研究,将计算结果与稀土超磁致伸缩材料(Terfenol-D)和压电陶瓷进行了对比。研究结果表明,驱动器的带载能力随着Galfenol悬臂梁材料覆盖比的增加而增加,材料内部承受的张力也随之增大;Galfenol合金良好的机械性能可以克服负载增加时所承受的张力的变化,解决其他智能材料易产生的失效问题。     

闭式泵控三腔液压缸驱动装载机举升装置特性研究

装载机是一种频繁装卸货物的工程机械,在工作过程中其举升装置及其负载存在大量的重力势能,为回收利用这部分能量,提出闭式泵控三腔液压缸的装载机举升装置。将原有动臂非对称两腔液压缸改为对称液压缸,增加一个势能回收腔,并与蓄能器相连,直接回收与利用重力势能。闭式泵控液压系统通过伺服电机-定量泵驱动三腔液压缸,消除液压系统的节流和溢流损失,并通过采用速度-位置复合闭环控制策略提高举升装置的响应特性。首先对闭式泵控三腔液压缸举升装置工作原理进行分析,搭建其数学模型,并设计相应控制策略;然后构建该装置的多学科机电液联合仿真模型,并验证其可行性;最后构建该装置的试验测试平台,进一步分析其工作与能耗特性。试验结果表明,与无蓄能器参与工作的闭式泵控系统相比,采用该系统,液压缸的平均工作压力由10 MPa降为6 MPa,一个工作周期内系统能耗降低21. 2%;较原有阀控非对称液压缸系统,空载、半载和满载工况下能耗分别降低22. 7%、20. 9%和21. 5%。     

柔顺关节并联机器人动力学模型

首次采用初始弯曲梁的伪刚体模型建立了柔顺关节的双1R伪刚体模型,应用拉格朗日方程和虚拟切割法推导了柔顺关节并联机器人系统动力学方程。对方程进行了数值求解,结果显示在理想结果的基础上存在低幅高频振动,而简化模型结果却比较理想,这表明理论模型比简化模型更能反映柔顺关节并联机器人这种刚柔耦合系统的特征;同时理论轨迹与ADAMS-ANSYS联合仿真轨迹、实验轨迹进行对比,最大相对误差分别为2.41%和4.69%,验证了理论模型的正确性。     

考虑压力效应的液压缸摩擦模型研究

应用经典摩擦模型描述液压缸摩擦力时,由于未考虑油液压力效应对摩擦力的影响,模型预测效果欠佳。为了克服该问题,引入压力影响系数和动态摩擦时间常数,基于Stribeck和广义Maxwell滑动模型（GMS）提出了改进的稳态摩擦模型（P-Stribeck）和动态摩擦模型（P-GMS）。搭建了伺服阀控液压缸系统摩擦特性测试实验台,在不同密封形式、不同缸径、不同负载、不同加速度及频率下进行了液压缸往复运动摩擦特性测试。采用智能遗传算法,利用液压缸测试实验台采集的进出口压力、位移、速度、摩擦力等数据,分别采用改进的稳态摩擦模型和动态摩擦模型进行参数辨识和模型检验。对不同复杂工况下实验数据与经典摩擦模型以及所提出的改进模型的预测结果进行对比和误差分析,结果表明：P-Stribeck模型预测液压缸稳态摩擦力的精度明显优于Stribeck模型,P-GMS模型预测液压缸动态摩擦力的精度优于GMS摩擦模型,从而验证了所提出摩擦模型的有效性。     

动定指勺夹持式玉米精量排种器优化设计与试验

为提高机械式玉米排种器作业质量与适播范围,设计了一种基于限位导引的动定指勺夹持式玉米精量排种器,阐述了排种器总体结构及工作原理,优化了关键部件指勺种盘和限位导引总成结构参数。以排种器工作转速和调控摆臂调节尺寸为试验因素,株间合格指数和变异系数为试验指标,进行了单因素试验分析各因素对性能指标的影响规律。试验结果表明,排种器对各等级尺寸玉米种子均具有良好的适应性。为研究排种器最佳工作参数,采用多因素二次正交旋转组合设计试验,建立了性能指标与试验参数间数学模型,运用Design-Expert 6.0.10软件对试验结果进行处理分析,对回归模型进行优化验证。试验结果表明,当工作转速为30.5 r/min,调节尺寸为12.0 mm时,对圆形大粒玉米种子作业性能最优,其合格指数为88.41%,变异系数为12.32%,满足精量播种作业要求。     

基于共振声学放大原理的涡激振动自发电装置设计与试验

为实现从自然环境中自动获取清洁能源,并给无线传感器和通讯模块供电,基于涡激振动及共振声学放大原理,设计了一种压电自发电装置。首先对位于该自发电装置内的压电悬臂梁复合结构进行力学分析;其次基于计算流体力学数值方法,对绕流圆柱后附加不同板长条件下的流场动力学特性进行分析,以明确悬臂梁长度对脱涡频率和升力、阻力系数的影响规律。利用有限元软件ANSYS对压电悬臂梁复合结构的横向往复振动进行数值模拟,确定了复合结构的横向振动频率随板长L的变化规律。最后对位于该装置两侧的亥姆霍兹共振器的结构尺寸进行优化设计,以使流场的脱涡频率、压电悬臂梁复合结构的一阶横向振动频率和共振器的谐振频率达到一致,从而使压电发电装置产生共振并输出最大的电能。试验结果表明,涡激振动自发电装置在5 m/s的风速下可产生两相峰峰值为6.0 V的开路电压,且上述3个频率达到一致。4~6.25 m/s为该自发电装置的自锁风速区间,在此风速范围内,自发电装置均能产生较大的电压。     

大田移动式精量配肥灌溉施肥一体机设计与试验

为提高大田施肥精度和水肥利用效率,进一步促进灌溉施肥技术在大田中的应用,设计了大田移动式精量配肥灌溉施肥一体机并进行样机试验。首先,对一体机的移动式行走架、精量配肥装置和首部枢纽装置进行机械设计。其次,基于作物不同生长期所需水肥量,结合实时测定土壤墒情信息,设计3段式全自动灌溉施肥时间分配模型和母液浓度动态计算方法;建立母液浓度动态调控数学模型,针对不同类型颗粒肥溶解时间差异问题,设计一种含Smith预估器的PID切换控制方法快速稳定母液浓度,并通过Simulink对控制方法进行仿真验证;在此基础上,设计并实现一体机的中央控制系统,集成灌溉施肥时间分配模型和母液浓度动态调控方法,实现全自动灌溉施肥功能和母液浓度精准调控;最后,在大田环境中对试制样机开展灌溉施肥试验,测定注肥口电导率(EC)响应曲线并进行分析,结果表明:EC响应曲线呈3段式变化,表明一体机能够按设计的时间分配模型对大田作物进行全自动作业;施肥阶段EC值平稳,误差波动幅度小,过渡时间短、坡度陡、超调量小,表明针对不同类型的颗粒肥,提出的切换控制方法可以快速稳定母液浓度。     

基于ADAMS的勺式玉米精密排种器的动态仿真

在利用Pro/E软件建立勺式玉米精密排种器三维实体模型的基础上,将排种器实体模型导入机械系统仿真分析软件ADAMS中进行仿真分析.在仿真分析过程中,对排种器施加了与实际播种过程一致的运动约束和受力约束.仿真结果直观地显示了排种器工作时所完成的种子充种、清种和投种过程,并给出了排种器转角和种子受力变化的曲线,为排种器的改进设计提供了参考依据.     

拖拉机双向耦合电驱动系统设计与性能分析

针对双电机驱动电动拖拉机的多工况作业需求,提出了一种电动拖拉机双向耦合装置结构基本方案。在对行星齿轮机构传动理论研究的基础上,对提出的方案进行拓扑设计,推导各个方案的转速转矩关系式,通过分析其传动特性,优选出最终方案。对优选出的方案进行动力匹配、参数计算及参数化建模,得到双向耦合装置的三维模型。基于ADAMS搭建耦合装置的虚拟样机模型,对其进行运动学仿真分析,并试制样机进行装机试验。基于ANSYS Workbench建立耦合装置的有限元模型,通过模态分析,求得其前10阶振型以及相应的振型图。仿真和试验结果表明：设计的电动拖拉机双向耦合装置可实现功率的双向耦合流动,且响应速度快、动力传递平稳、无较大冲击;双向耦合装置的1阶固有频率为1 905.5 Hz,高于电动机激振频率带1 020～1 380 Hz,可避免产生共振,满足电动拖拉机多工况作业需求。