概念产品的空间构型设计方法

将定性构型设计纳入概念设计的范畴,从概念设计过程模型、概念设计产品描述模型建立了概念设计体系结构,完成了概念设计与后续设计过程的无缝集成,为计算机辅助概念设计系统的开发奠定了良好的基础。     

内啮合式生物质环模成型模具的关键技术

为给内啮合式生物质环模冷压成型机设计提供理论依据,对内啮合式环模成型机关键部件———凸模进行数 学建模。采用力学模型及有限元法相结合的方法,对凸模与凹模啮合状态进行受力分析,且用Solidwork 的 Simulink 模块对其啮合状态进行受力模拟,以获得凸模内部应力、应变及位移分布规律,并找出凸模应力集中部位。 结果表明:内啮合式生物质环模冷压成型机凸模的受力在允许应力范围内,其结构合理,能满足物料成型要求,且 可保证成型机的寿命,并降低了生产成本。      

环模成型机成型模具的改进设计及力学分析

利用生物质致密成型技术将农林废弃物如秸秆、木屑和枝桠等进行压缩成型得到具有一定形状和密度的生物质成型燃料．是实现生物质能源有效利用的重要手段之一。在加工成型燃料的过程中,环模成型机凭借其压缩密度大、成型效果好等特点被广泛使用着,但这种成型机普遍存在模具寿命短、维修成本高、更换不便等缺陷。、针对这些问题,对环模成型机的成型模具结构进行全新的改进设计,并对成型模具在工作过程中进行了力学分析,为环模成型机的结构优化提供了理论依据。     

基于响应面法的饲料环模制粒参数优化

环模制粒机是直接生产成品颗粒饲料的装备,其性能在很大程度上决定了饲料加工的产量和质量。该文以提高制粒机的生产率、降低制粒能耗为目标,采用响应面法对饲料环模制粒的关键参数环模宽度、成型速度和喂料频率进行了试验研究和优化分析。结果表明各因素对能耗影响作用的大小依次为:环模宽度(29)成型速度(29)喂料频率;各因素对生产率影响作用的大小依次为:喂料频率(29)成型速度(29)环模宽度。优化结果显示当环模宽度为169.75 mm、成型速度为6.94 m/s、喂料频率为22.93 Hz时,成型能耗较低,生产率较高。试验验证表明能耗回归模型的预测误差为3.28%,生产率回归模型的预测误差为3.94%,预测模型可靠性较高。     

柱塞式生物质环模成型机环模凹模磨损预测

为研究柱塞式生物质环模成型机的磨损特性及预测磨损程度,利用分形理论及磨损机理,建立了环模凹模的磨损预测模型,并对凹模进行磨损预测和分析,用试验验证模型的正确性。结果表明:新型柱塞式环模的主要磨损部位在环模凹模模孔内壁处,其表面临界微凸体接触面积由表面形貌及材料属性决定;考虑了物料及环模凹模物理特性的环模凹模磨损预测模型的预测结果是正确的;探讨了几种典型参数与平均磨损率的关系,得知随着分形参数、成型压力、当量成型速度的增大,其平均磨损率也增大。试验用2种典型材质的环模凹模和2种成型物料形成的4组摩擦副中, 42CrMo-秸秆的平均磨损率最慢,45钢-木屑的磨损率最快。      

环模燃料制粒机结构设计及仿真研究

在分析我国环模燃料制粒机设计和运行中存在问题的基础上,对制粒机的关键部件进行优化。在拟定环模和压辊相关设计参数后,根据疲劳破坏理论确定合理的压辊数目。应用Pro/E软件对制粒机进行三维实体建模,通过专用接口软件Mech/Pro将模型导入ADAMS中进行动力学仿真分析。结果表明:当压辊数目为4个时,环模上作用的应力幅最小,制粒机的能耗比最低。说明通过合理设置压辊数目,可以有效提高环模使用寿命和设备生产效率。     

基于软件的环模结构强度分析

以软件为基础,在考虑模孔的情况下,对环模制粒机的环模进行了结构强度的静力学分析.结果表明:采用传统设计方法设计的环模,其结构强度可以满足使用的要求;同时,环模在旋转过程中,随着环模在制粒过程中的不断磨损,环模的壁厚减薄,强度减弱,疲劳失效的几率会不断增大.     

移动啮合式青饲料颗粒机环模清理机构的结构设计及其仿真分析

根据移动啮合式青饲料颗粒机的实际工作条件,设计一种适用于在该机环模系统工作时将粘留在环模上余留下来粉末即时清理的新型环模清理机构,将其安装在青饲料颗粒机中,能适应总体工作。该设计采用了虚拟样机技术进行建模以及运动仿真,简化其机构模型,合理加载参数关系,并借助ADAMS软件,对其重要部件凸轮推动的清理轴进行运动学分析。结果表明,在工作过程中清理轴与相应推力部件间的运动关系合理,因此判断该机构在生产应用中具有可行性。     

秸秆压块机环模工作受力分析与仿真研究

秸秆压块机是把秸秆等农作物剩余物压缩制成环保燃料或饲料的设备。环模是环模式秸秆压块机的关键工作部件,由于其直接参与物料挤压作用而易磨损。为研究环模在压块过程中磨损情况和对优化设计提供一定参考,现分析环模在压块过程中的受力情况,研究环模在工作过程中关键受力部位,应用ANSYS软件对该部位进行有限元静力分析,得出受力后应力分布及形变方式。研究结果表明,环模中的楔形部位为压块机环模在压块过程中的关键受力部位;通过仿真分析楔形部位受力情况,研究该部应力分布及形变方式,对于降低环模压块机环模的磨损及进行结构优化提供理论依据。     

双层环模式秸秆压块机模具结构设计与分析

针对单层秸秆压块成型设备生产能力低、单位能耗大的问题,分析双层环模式秸秆压块机的性能优势,并提出了一种改进的双层环模结构。通过ANSYS软件对改进前后的环模模块进行应力应变分析,对比了模孔径向与轴向的应力应变分布情况。结果表明:改进后的双层环模模块具有更好的力学性能,为双层甚至多层环模模块的结构设计提供了新的思路。     

基于正交试验的制粒机成型仿真及结构参数优化

制粒机是饲料行业重要设备之一,其结构参数影响饲料成型。为了进一步优化制粒性能,采用COMSOL有限元分析软件对物料的挤压过程进行分析模拟,设计L9(34)正交试验研究制粒机环模内径、模孔长度、压辊直径和模辊间隙对成型性能的影响,通过权矩阵分析确定较优的参数组合并加以验证。结果表明：①制粒机内部模型的仿真模拟能够有效地反映物料在实际工作时的运动状态;②对性能影响由大到小的结构因素排序为模辊间隙、模孔长度、压辊直径、环模内径;③制粒最优组合为环模内径425 mm、模孔长度54 mm、压辊直径178 mm、模辊间隙1.5 mm,制粒机的成型速率较优化前得到提升。上述结果表明,采取的仿真试验及优化办法具有一定的实效性,可为制粒机内部成型模拟分析以及后续的结构设计与参数优化提供方法借鉴。     

大型水压机阀芯驱动系统双圆弧凸轮设计及应用

针对大型水压机阀芯驱动系统中开启驱动力巨大和瞬变的特点，提出了一种适合该特点的双圆弧组合凸轮升程曲线设计方法．该方法通过寻找组合圆弧曲线使凸轮的压力角在阀芯开启力最大时具有较小的值，在全程范围内具有较快的开启速度.通过齐次坐标变换建立了凸轮轮廓的数学模型，利用等效曲柄滑块机构分析了其运动特性.将该方法应用于300 MN模锻水压机阀芯驱动系统中的凸轮设计，运动学分析表明该凸轮在两段圆弧的衔接点处有较好的柔性，冲击小.工业现场应用表明双圆弧凸轮能有效降低装置的故障频率，为负载具有瞬变重载特点的凸轮设计提供了一种有效的方法.     

基于ADAMS的柱塞式环模成型装置的轨迹仿真研究

为降低改进设计过程中反复更改的成本、缩短设计周期,通过SOLIDWORKS 对柱塞式环模成型装置进行三 维建模,并通过ADAMS 对其进行动态仿真,描绘出柱塞与模孔处关键点的相对轨迹。通过这种方法对柱塞、模孔 啮合过程进行分析,证明现行设计下模孔与柱塞不会发生干涉,并给出了避免干涉的柱塞空间范围,使得压辊与环 模的啮合处结构设计更为合理可行。      

环模成型机楔形区域物料运动速度与压力分析

环模成型机是生物质压缩成型主要设备,由于工况复杂性,不易测得其内部物料运动特性。对粉碎后的沙柳细枝颗粒在环模成型机内的运动速度与压力进行了研究。运用流变学理论建立物料在楔形区内的速度方程,并利用有限元软件Fluent对该区域内物料的塑性流动建立模拟仿真,应用动网格技术和UDF在仿真中实现环模和压辊旋转。通过Fluent仿真模拟得出物料在楔形区域内速度矢量图及速度和压力云图。前者用于分析物料在该区域内的运动方向。后者通过改变环模最小模辊间隙、模孔直径、模辊直径比,得出不同的物料速度和压力分布云图,用于分析物料在楔形区域内的运动速度和压力分布状况,及其对物料成型过程的影响。通过对比,环模成型机采用最小间隙为2.0 mm,模孔直径为10 mm,模辊直径比为2.25的参数时,对沙柳细枝颗粒致密成型效果和效率较好。上述结果可为研究其他生物质物料在环模成型机楔形区域内的运动提供理论支持和方法借鉴。     

6-HUS并联运动平台动力学建模与仿真分析

鉴于串联机构难以实现复杂的空间曲面轨迹运动,提出了一种应用在沿空间曲线及曲面进行作业的6-HUS并联运动平台。对6-HUS并联运动平台进行动力学分析,并采用拉格朗日法建立其动力学模型。结合给定的运动算例,通过Matlab软件编程对所建立的动力学模型进行求解,得到了各个驱动杆的驱动力变化曲线。再采用Adams软件对6-HUS并联运动平台虚拟样机进行动力学仿真,虚拟仿真得到的驱动力曲线与数值仿真结果基本一致,证明在机构模型进行适当简化的基础上,采用拉格朗日法建立的动力学模型是可行的,这为后续的动力学优化与控制系统设计提供了理论依据。      

四方台松花江大桥索塔锚固区环向应力分析与试验

通过索塔锚固区节段足尺模型试验结果和有限元仿真分析比较,结合索塔受力的实际工况,对异型截面斜拉桥索塔锚固区节段最不利断面在环向预应力与索力共同作用下塔壁的应力响应进行了研究。给出了塔壁特征点处的应力值,为异型截面索塔的设计优化与理论分析模型的建立提出了有效的方法。     

海上浮动软管的静态数学模型

海上浮动软管系统因受到多维力场的作用，受力较为复杂。应用柱梁理论建立了浮动软管在理想条件下的静态数学模型，求得了解析解，得出了软管的偏移及其的受的拉力、弯矩和剪力。为软管系统的设计提供了理论依据，为进一步的动态分析奠定了基础。