两支链三平移并联机构动力学分析与性能优化

对前期提出的三平移并联机构2P4R(Pa)-PR(Pa)R进行了动力学分析及其性能优化。首先,基于该机构的符号式位置正解,直接求得其各杆件（角）速度和（角）加速度;然后,采用基于虚功原理的序单开链法,对该机构进行动力学建模,并通过比较3个驱动力的理论计算值与仿真结果,验证了动力学建模的正确性;进一步,以杆件长度和质量参数作为设计变量,以可达工作空间和能量传递效率两种性能指标为目标函数,对该机构进行运动学和动力学性能的二级递进优化,得到机构在上述两种性能指标下的最优解,使机构可达工作空间性能指标提高56.2%,全局能量传通效率性能指标提高63.6%,为机构设计与样机研制奠定了基础。     

微耕机旋耕刀具结构特点及性能优化探讨

微耕机在我国农业生产中应用较为广泛,在山地、丘陵、果园等地区的应用效果好,能有效替代传统的人力劳动,有利于农业机械化的普及与生产效率的提升。针对微耕机的应用情况和原理进行了研究,在此基础上给出了现阶段微耕机旋耕刀具的结构形式和关键技术特点,并对刀具的功能结构进行了优化和技术分析,有利于提高微耕机的作业效率和效果。     

轿车性能分析与优化研究

首先对发动机的外特性和万有特性进行研究并建立相应数学模型.其次结合汽车相关理论,阐述计算整车动力性和经济性的一般方法.以动力性和经济模拟计算为基础,根据变速器传动比优化的思路和方法,结合某款实车进行速比优化的工作.模拟计算结果表明,经过优化整车的动力性和经济性都有一定程度的提高.     

日光温室的荷载分析及结构优化计算

以北方日光温室为研究对象,从结构分析的角度对日光温室所承受的静动荷载进行了详尽的分析,在此基础上,利用ANSYS9.0对该温室骨架结构进行了有限元分析。结果表明,正常荷载情况下,应力和变形结果均满足结构强度要求。     

叶板式饲料混合机混合机理分析与参数优化

针对我国饲料混合机的发展需要及其混合机理的研究现状,对叶板式饲料混合机进行了机理分析与参数优化。通过理论分析和高速摄像研究,按物料运动特征将混合室内物料分布区域划分为蠕动区、滑动区、抛落区,其中蠕动区以剪切混合为主,滑动区以较强的剪切混合为主,抛落区以较强的剪切混合与扩散混合为主、伴随较弱的对流混合,且各个区域的位置、大小、形状受结构和运行参数的影响很大。在物料充满系数为65%的条件下(通过预试验确定),以影响混合过程的主要因素——叶板宽度、转子转速、混合时间作为试验因素,以变异系数作为评价指标,采用三因素五水平正交旋转组合试验方法进行试验。结果表明:各因素对变异系数的影响由大到小依次为转子转速、混合时间、叶板宽度;当试验参数组合为叶板宽度138 mm、混合时间4.7 min、转子转速32.5 r/min时,变异系数为3.11%。     

4-SPRR-SPR并联机构运动性能评价与尺寸优化

以一种空间五自由度4-SPRR-SPR并联机构为研究对象,结合实际应用工况对其进行运动性能评价与尺寸优化.建立并联机构的运动性能评价指标——运动/力传递性能,基于螺旋理论求解机构的输入螺旋、输出螺旋和传递力螺旋,并将其从局部坐标系进行坐标统一,通过增广矩阵法,得到机构的单位输出运动螺旋.将该并联机构作为搅拌摩擦焊机器人...     

3-P(4S)并联机构分析与多目标性能优化

针对3-P(4S)并联平台,首先对其进行了位置反解,提出了由BP神经网络和拟Newton法相结合的混合数值法,并以此对机构进行了位置正解,求解精度可达到10-8数量级,求解时间在20 ms内。然后通过对位置解求导可得到机构动平台和分支杆件的速度和加速度。根据运动学分析的结果,应用牛顿欧拉方法构建该机构的动力学模型,并对机构的数值算例进行了动力学仿真验证。最后综合考虑机构的动力学性能、刚度性能和速度性能,分别推导了其评价指标,并应用改进的加权求和法对该机构进行多目标的尺寸优化。通过多目标的尺寸优化,该机构的动力学性能和速度性能提升了2倍,刚度性能提升了3倍。     

飞机起落架撑杆结构有限元分析及结构优化

根据设计要求建立了某型飞机起落架撑杆的三维模型,然后利用Ansys Workbench有限元分析软件分析其强度,得出最大应力,然后与材料强度值进行比较,再利用软件的拓扑优化功能进行结构优化,优化后再次利用Catia软件进行建模,利用Ansys Workbench软件进行强度校核,结果满足使用条件,在满足强度要求的条件下有效实现了减重设计。     

基于综合指标的机床滚珠丝杠进给系统动态性能优化

建立了滚珠丝杠进给系统理论动力学模型并对其响应传函特性进行分析,构建了基于数字化模块仿真的滚珠丝杠进给驱动系统集成模型,提出了基于扩缩式控制优化模型的滚珠丝杠进给驱动动态性能优化方法,构建面向综合指标评价的可扩缩式动态性能指标评价函数,根据动态性能优化要求实时建立动态性能综合评价指标函数,通过运动路径规划定义,借助遗传优化算法,实现面向可扩缩式综合指标评价的滚珠丝杠进给驱动系统动态性能优化。通过实验测试与实例分析,验证了前述滚珠丝杠进给系统理论动力学建模、基于数字化模块仿真的滚珠丝杠进给驱动系统集成模型、基于扩缩式控制优化模型的滚珠丝杠进给驱动动态性能优化方法的正确性。     

齿型迷宫灌水器抗堵塞性能分析与结构优化模拟

【目的】揭示齿型迷宫流道灌水器物理堵塞的内在流动特性成因,同步优化提出高抗堵型齿型灌水器流道结构。【方法】基于CFD数值模拟技术中的Workbench数值计算平台,对5种不同齿型流道结构(含改进后流道结构)的灌水器进行水砂两相流数值模拟计算,分析了不同齿型结构水流流速、流道内湍动能、湍动能耗散率分布规律及物理颗粒运动轨迹等。【结果】提出了齿型流道结构优化改进方案,优化后的流道结构增加了灌水器内低速区域面积和低速区域湍动能值,区间湍动能范围同比最高提升了52%～200%,同时提高了物理颗粒的运移速率,减少了颗粒运移路程和滞留时间,提升了齿型迷宫灌水器的抗堵塞性能。【结论】齿型流道灌水器的抗堵塞性能与流道内低速区的流体速度及流道内湍动能大小分布密切相关,流速和湍动能较大的区域不易造成堵塞;湍动能最大值均出现在主流区,并且在齿尖迎水区达到最大;湍流动能耗散率分布与湍动能分布具有十分相似的规律,湍动能耗散最严重的区域分布在齿尖处,齿尖结构对灌水器的消能效果起关键性作用。     

基于螺旋输送机的设计计算

此螺旋输送机的设计主要用于饲料的传送,根据给定的输送量以及物料特性分别进行叶片用料实形、螺旋直径、螺旋转速等主要参数的设计计算。传动部分采用电动机带动皮带,皮带带动一级减速器、减速器连接机体的传动方式。根据计算得出的主要参数选择合适的电动机,从而确定带轮以及减速器的传动比,将主要后续工作引向一级减速器的设计,其中包括主要传动轴的校核、齿轮的选择等计算工作。最后根据计算所得结果整理出安装尺寸以及装配图的绘制。     

钉轮组合式排种装置结构与性能分析

排种器是播种机的核心部件,是决定播种机特性和工作性能的主要因素。钉轮组合式排种器是用于免耕播种机的一种新型条播排种器,其具有排种通用性好、播量调节方便,特别是对小粒种子(如苜蓿、谷子、油菜籽等)小播量时精度高等优点。为此,从结构和工作原理入手,结合作物种子几何尺寸,对钉轮组合式排种器的大钉轮钉齿间隙尺寸进行了理论分析,为今后钉轮组合式排种器排种性能开展试验研究及其结构优化提供了理论指导。     

考虑机床动态性能的床身元结构二次优化方法

通常在机床零件的拓扑结构形式确定以后,单纯的尺寸优化往往难以取得较好的效果。以某卧式加工中心的床身结构为研究对象,提出了一种在元结构优化分析的基础上对结构整体进行二次优化的方法。首先根据床身结构特点提取其元结构进行优化分析,按优化得到的圆形与椭圆形出砂孔尺寸参数对床身结构进行重新设计。然后采用响应面优化方法,将元结构分析的尺寸参数在床身整体结构中进行进一步优化研究。分析表明,在结构质量变化极小的前提下,单纯的元结构优化设计的床身能够改善结构单件及整机的动态性能,但改善幅度较小;而床身整体结构二次优化后其基频提高的幅度约是前者提高幅度的3倍,同时使得整机参考点在X方向的最大响应幅值降低55.2%,Y方向降低83.9%,Z方向降低82.8%。     

基于结构-整机性能映射模型的机床薄弱件结构优化方法

提出了一种基于结构-整机性能映射模型的机床薄弱件结构优化方法。首先,通过机床动静态特性分析确定薄弱结构部件。其次,提出基于扩展常数自组织选取椭圆基函数（Elliptical basis function,EBF）的结构-动静态性能映射元模型建模方法：对椭圆基函数神经网络进行改进,提出基于扩展常数自组织选取的EBF建模方法,通过扩展系数的自组织选取以确定不同椭圆基函数合理的参与度与重叠性,避免所有椭圆基函数图形偏平或偏尖而影响EBF建模精度;基于改进后的椭圆基函数神经网络构建薄弱件结构-整机动静态性能映射元模型。通过实例样本数据检验得到,所构建的机床实例映射元模型计算结果与实际值之间的误差检验复相关系数均在0995以上,说明了该结构-整机性能映射元模型构建方法的正确性。在此基础上,根据上述薄弱件结构-整机动静态性能映射关系,以整机动静态性能为评价指标,以薄弱结构部件为优化对象,基于多目标优化算法,实现面向机床整机性能的薄弱件结构优化。     

数控机床进给机构智能设计优化系统

针对制造业智能化对数控机床加工精度的需求问题,构造了一种数控机床进给机构智能设计优化系统。该系统由需求分析模块、常规设计模块、智能优化模块以及设计资源中心所组成,在数控机床进给机构设计过程中能实现知识集成、数据交换与模型共享。该系统面向数控机床进给机构动静态性能要求,分别进行参数化建模、有限元仿真和热-力耦合分析,为进给机构的优化设计提供理论依据。该系统在数控机床进给机构常规设计的基础上,采用灵敏度分析法、BP神经网络和遗传算法对进给机构进行结构多目标优化,从而提高系统的智能设计水平。采用所构造的系统对一种精密龙门数控机床的Y轴进给机构进行智能设计优化,优化后进给机构的动静态性能得到提高,对比进给机构的优化结果与实验值,结果表明该智能设计优化系统是合理可行的。     

微灌用自清洗网式过滤器自清洗结构流场分析与优化研究

自清洗过滤器是灌溉节水系统关键设备,随着微灌系统自动化程度提高,对该设备要求也越来越高。为此,在概述了过滤器特点及原理的基础上,运用FLUENT流体软件对自动清洗结构进行流场分析,得出速度矢量分布图,在此基础上,根据吸管流速相对方差与相对极差的计算结果,改变排污管、吸管部位的直径,使各个吸管的流量基本保持一致,达到吸污...     

某11米全承载客车正面碰撞分析及结构优化

针对《客车前部结构强度要求及试验方法》征求意见稿,对亚星某11米全承载客车分别进行初速度为30 km/h,35 km/h,40 km/h正面碰撞有限元分析。经分析,驾驶区位置受到不同程度的压溃现象,并对客车前部结构进行改进。结果表明:优化方案实施后,驾驶区压溃空间有所减小,乘客门骨架变形量明显减小,同时为客车安全设计提供参考依据。