金属材料干摩擦特性仿真方法与试验验证

通过设计的金属干摩擦特性试验装置,测量得到了金属材料试件在固定正压力下的干摩擦迟滞特性,并且在MSC/MARC中建立了与试验相一致的有限元模型来仿真预测干摩擦接触的粘-滑迟滞特性.通过与试验数据的比较,验证了仿真模型的正确性,发现有限元模型结果与试验结果以及理论计算结果吻合程度较好,从而有助于分析工程实际中材料干摩擦特性和阻尼特性,验证了有限元方法的可行性.     

微细电火花线切割加工表面干摩擦磨损特性

以球—面接触方式,在0.6mm振幅下,研究微细电火花线切割加工表面在不同载荷和不同频率下的往复滑动干摩擦磨损行为,并探讨其磨损机理。结果表明,微细电火花线切割加工的模具钢M42表面,随着载荷的增加,摩擦过程转变为三体摩擦,降低了摩擦因数;随着频率的增加,由于温升形成的氧化膜降低了微凸体接触界面的抗剪强度,从而使摩擦因数降低;磨损体积随着载荷和频率的增大均呈增大的趋势,磨痕呈现为典型的粘着磨损和氧化磨损机制。     

高地隙四轮驱动喷雾机防滑系统控制仿真与试验

建立了高地隙四轮驱动喷雾机底盘工作过程中的运动模型,以相对滑转率为控制目标,提出了一种基于模糊控制的防滑控制系统。设计了防滑控制器,在Matlab/Simulink环境下进行了仿真,构建了防滑电液系统试验装置,进行了模拟试验,结果表明高地隙四轮驱动喷雾机的电液防滑控制系统效果良好,控制响应时间1.85s,精度达到97.3%。     

滚筒式茶叶热风复干机设计与试验

针对茶叶复干机热能利用率低、茶叶受热不均匀及生产率低等问题,为提高茶叶加工的品质及产量,设计了一种滚筒式茶叶热风复干机。阐述了复干机的基本结构及工作原理,并对其关键部件进行了理论分析,确定了滚筒、传动系统、热风控制柜等关键部件参数。运用CFD-DEM耦合仿真方法分析了滚筒不同转速下筒体内茶叶颗粒的分离比率及温度变化情况,得出滚筒转速为15 r/min时,茶叶颗粒分离比率及温度变化最优,复干效果最佳。在设计与仿真的基础上,设计了一组传统的滚筒式茶叶复干机试验,并与本文所设计的复干机试验相对照,结果表明:当滚筒转速为15 r/min、选用三级鲜叶作为原料时,复干机的生产率、含水率、碎茶率、电耗率及有效工作温度分别为65 kg/h、3.5%、0.8%、0.6 kW·h/kg、130℃,复干机加工的茶叶感官达到特级标准,各项指标均优于传统机器,且满足复干机的工作要求。     

硬实种子摩擦处理试验研究

针对部分牧草种子存在硬实的问题,根据牧草硬实种子的基本特征,设计了种子摩擦处理机;采用一次回归正交试验,分析了影响处理效率的主次因素,并找出了最佳参数组合;通过回归正交设计,得到了以处理效率Y为试验目标的回归方程。运用方差分析可知,该方程极显著（а=0.005）,并且拟合较好。试验结果表明,出料压力对处理效率影响极显著,螺旋转速和螺距对处理效率影响较小。     

玉米干储一体仓气流场仿真分析与优化

为提高玉米干储一体仓中气流场均匀性,采用计算流体力学和正交试验相结合的方法对玉米干储一体仓内部气流场分布进行数值仿真和参数优化。通过单因素试验,研究水平进风管位置、竖向通风笼直径、单位通风量3个因素对玉米干储一体仓通风均匀性的影响规律,并通过系列数值仿真及正交试验对干储一体仓通风结构及参数进行优化设计。结果表明：干储一体仓内气流的平均速度,受不同水平进风管位置的影响不明显,随着竖向通风笼直径的增加呈逐渐降低趋势,而随着单位通风量的增加持续增长。速度不均匀系数随水平进风管位置从上到下变动、竖向通风笼直径增加和单位通风量增加分别呈现先减小后增大、先急剧后缓慢降低和整体增加的趋势。其中,竖向通风笼直径对干储一体仓内部流场均匀性的影响最为显著,其次是水平进风管位置和单位通风量。优化后的干储一体仓通风结构及参数的组合为水平进风管位置-0.34m、竖向通风笼直径400mm、单位通风量20m3/(h·t),此方案下干储一体仓内部流场速度不均匀系数综合加权评分值与初始方案相比提高了77.4%,表明了优化方案的可行性。     

生态袋与河道岸坡土体界面摩擦特性室内试验研究

为了确定生态袋与河道岸坡土界面的摩擦特性,以用于河道岸坡治理的生态袋为试验材料,开展了生态袋与河道岸坡土界面的室内直剪摩擦试验,分析了土干密度、含水率对袋土界面摩擦特性的影响.试验结果表明:土与生态袋材的界面抗剪强度随着含水率的增加而降低,随着土干密度的增加而增大.同时,生态袋与岸坡土的界面摩擦系数随含水率的增加而减小...     

干摩擦隔振器的非线性接触力求解及性能分析

具有无谐振特性的干摩擦隔振器,可以抑制低频区的共振现象,高频区也具有优良的隔振效果,同时也有着不错的抗冲击特性。在中心柱上下运动过程中,干摩擦片会发生大变形,传统的挠度理论无法准确求解其非线性接触力,而通过有限元仿真可以得到精准的结果。推导中心差分法的求解格式,用于系统冲击响应的数值计算,发现负载质量、中心柱与干摩擦片的挤压量均和隔振器的抗冲击特性正相关。     

汽油/氢发动机燃烧特性试验与仿真

进行了当量比=1的汽油机和当量比分别为0.8、0.6、0.4的纯氢发动机台架试验.通过对测得的汽油机和氢发动机燃烧缸压数据进行标定,建立了较为准确的AVL Boost汽油机和氢发动机燃烧仿真模型,并进行了仿真.结果表明,氢燃料的特性使得缸内混合气的燃烧速度显著加快,燃烧持续期大幅缩短,导致缸压上升,有效热效率得到提高.当量比为0.4的稀薄工况时纯氢发动机仍可正常运行,发动机燃用氢气可改善发动机性能.     

内充气吹式油菜精量排种器气室流场仿真与试验

针对机械式排种器易发生堵塞造成漏播的问题,设计了一种内充气吹式油菜精量排种器。以ANSYS/CFX为工具建立气室流场仿真模型,以气室有无平衡出气孔为试验因素,对气室内气流场进行了仿真分析。仿真结果表明,有平衡气孔的气室压力波动比无平衡气孔小93 Pa。台架试验表明,无气吹作用、无平衡气孔气室气吹作用和有平衡气孔气室气吹作用3种状态下,漏播指数分别为14.4%、4.4%和2.4%,排种器的合格指数分别为66.8%、78.4%和82.0%,在气吹作用下排种器堵塞漏播问题得到明显改善。     

复合土工膜与粗粒料的摩擦特性试验研究

土工膜作为工程防渗处理的一种主要材料[1],在土石坝的防渗中已广泛使用.复合土工膜有时作为一种防渗材料铺设在坝体的上游坡中,达到防渗的目的.斜坡面上土工膜与垫层结构面的抗滑稳定直接影响到工程的安全运行.摩擦试验模拟了复合土工膜与粗粒料垫层结构面之间的摩擦特性,得到复合土工膜与粗粒料垫层结构面之间的剪应力和摩擦角.试验中剪应力具有明显的峰值和破坏后的残余值.试验结果表明,复合土工膜与坝体粗粒料垫层结构面的剪应力-剪应变关系为应变软化型.     

基于遗传算法辨识的进给伺服系统摩擦特性研究

因为直线进给伺服系统容易受到摩擦力的影响,对于以高速高精度直线电机为组成核心的进给系统,消除摩擦力的影响尤为重要。因此,本文以直线电机导轨的摩擦力为研究对象,基于能反映摩擦过程中动静态特性的LuGre摩擦模型,考虑了摩擦迟滞非线性因素的影响。以单轴直线电机进给系统为实验平台,通过LabVIEW构建摩擦力实验测试平台,经过与MATLAB交互的小波去噪算法的滤波后得到摩擦力数据。利用遗传算法的摩擦模型参数辨识方法有效地对模型参数进行了参数辨识。该方法得到的结果与通过实验得到的数据具有一致性,验证了方法的正确性与辨识结果的准确性。     

基于小型秸秆圆捆机的秸秆摩擦特性研究

针对水稻与甘蔗秸秆利用小型秸秆圆捆机收集打捆效率低的现状,研究了圆捆机卷捆室内打捆的情况,为圆捆机的结构改进提供必要的理论和技术依据。秸秆能否在卷捆室顺利形成草芯主要涉及辊子与秸秆的摩擦因数的问题。为此,利用自制的滑动摩擦因数测试装置,对秸秆进行摩擦特性试验研究,采用三因素三水平的正交旋转组合试验设计方案,探究秸秆含水率、取样部位以及滑板材料3个变量因素对摩擦因数的影响规律。结果表明:含水率对稻秆影响最大,滑板材料对甘蔗叶影响最大,3种滑板材料都是与橡胶的摩擦因数最大。由此得出:小型圆捆机卷捆室内下半部分辊子可以考虑选用橡胶沿着钢辊锯齿形凸起表面贴紧的方式,这种胶辊对快速形成草芯更有利。     

收获期谷子叶片摩擦特性的试验研究

为了探明谷子叶片的摩擦特性,降低其对谷子联合收获机割台损失的影响,采用自制摩擦测试装置,联合Instron5544型电子万能试验机,选定谷子张杂10号、晋谷21号和沁州黄等3个品种,分别测定了叶片之间及叶片与不同金属材料接触时的摩擦特性参数。分析了叶片不同方向(纵向和横向)、不同表面(上表面和下表面)、不同倒刺方向(顺纹和逆纹)及不同金属薄板(钢板、铝板、铁板)等因素对叶片摩擦特性的影响规律。试验结果表明:叶片与叶片摩擦时,张杂10号、晋谷21号、沁州黄的静摩擦因数和滑动摩擦因数值范围分别为0.3953~0.9 6 6 5/0.3 6 9 5~0.9 5 6 5、0.3 6 5 7~0.9 4 6 7/0.3 5 5 6~0.8 8 6 3、0.3 5 7 0~0.9 4 2 0/0.3 3 3 8~0.9 0 8 8;叶片的方向及倒刺方向两因素对其影响极显著(P<0.01),叶片在横向及逆着倒刺方向时,摩擦因数值较大。叶片与不同金属材料接触时,张杂10号、晋谷21号、沁州黄叶片与不同金属材料板接触时静摩擦因数值和滑动摩擦因数值范围分别为0.2800~0.5865/0.2546~0.4595、0.2625~0.6080/0.2265~0.4595、0.2805~0.4660/0.2676~0.4318;其与铁板的摩擦因数值最高,钢板与铝板次之且无显著差别。研究结果可为谷子收获机械的研制与设计提供一定的技术参数和理论依据。     

水润滑塑料及其合金轴承的摩擦学性能研究

用MPV－200型摩擦磨损试验机测定了超高分子量聚乙烯塑料及其合金轴承在含泥沙自来水润滑条件下的摩擦学性能，研究了载荷、速度、运行时间等因素对轴承摩擦因数和磨损率的影响，得出了摩擦学性能随各种因素的变化规律。结果表明：合金轴承的摩擦因数低，磨损率不足塑料轴承的50％。对作用机理进行了系统分析，为水润滑超高分子量聚乙烯轴承的实际应用和改进提供了理论依据。     

水稻芽种和玉米芽种力学特性的研究——基于材料力学试验台

为了充分利用现有的材料力学试验台,首先利用该试验台完成了低碳钢的拉伸试验,获得了低碳钢的弹性极限为432MPa,屈服极限为371MPa,强度极限为497Mpa;其次,利用该试验台进行了水稻芽种正面压缩试验和玉米芽种侧面的压缩试验,获得了水稻芽种的硬度和极限强度及玉米芽种侧面所能承受外载的变化趋势。结果表明:水稻芽种和玉米芽种受到压缩时的力学性能相似,在极限范围内所能承受的外力随位移的增加而增加,当超过极限范围时,所能承受的外力急速下降;水稻芽种正面压缩和玉米芽种侧面压缩的极限强度分别为0.014 1 MPa和0.0 2 5 MPa。     

基于CAN的汽车低附路面稳定性控制测试系统

基于汽车稳定性控制系统现场快速测试和控制策略调试的需要,搭建了由车身位置姿态模块、汽车稳定性控制器模块和CAN节点数据采集模块组成的低附路面试验测试系统。各模块间基于GPS接收机输出的秒脉冲同步信号完成数据同步,并通过CAN方式进行数据传输。详细给出了汽车侧偏角测试方法、惯性测量单元车上安装和初始对准方法、GPS惯性测量单元数据转换和传输延迟补偿方法,以及串口转CAN的快速实现方法。系统的道路试验验证了系统工作的可靠性。该测试系统构建CAN节点或基于车身CAN总线方式获取基于ESC和发动机管理系统配置传感器的信息,对了解汽车极限工况下的状态提供了真实数据,为汽车稳定性控制分析提供了有效手段。     

甘薯秧蔓收获特性试验装置研究

针对甘薯秧蔓收获过程中输送通道堵塞、功耗大、作业参数采集难等问题,研究设计了在不同喂入速度、夹持输送速度和切割速度下甘薯秧蔓收获特性试验装置。试验装置由喂入装置、割台装置和控制系统组成,喂入速度、夹持输送速度和切割速度可调整。以秧蔓收净率、切割力和切割扭矩为目标值,对喂入速度、夹持输送速比和切割速度等影响因素进行了中心组合试验和验证试验。建立了响应面数学模型,分析了各因素对作业性能的影响,同时,对影响因素进行了综合优化。试验结果表明：收净率影响显著性主次顺序为夹持输送速比、喂入速度、切割速度,切割力和切割扭矩影响显著性主次顺序为切割速度、夹持输送速比、喂入速度;其最优工作参数组合为喂入速度0.55m/s、夹持输送速比1.48、切割速度1.50m/s时,收净率为91.0%、切割力为152.89N、切割扭矩为5.87N·m,验证试验表明实测值与理论优化值误差小于5%。