拖拉机电液耦合转向试验平台设计与硬件在环试验

针对电液耦合转向方案转向特性尚不明晰、转向数据采集和记录困难等问题,提出一种硬件在环拖拉机电液耦合转向试验平台设计方案。平台参数设计过程主要考虑功率损耗,为了满足电液耦合转向系统的性能要求,进行精度设计与量程设计。通过总体参数设计,得到电动助力、液压助力和阻力加载系统的参数计算模型,并基于AMESim建立电液耦合转向系统的控制与机械模型仿真进行了参数优化。通过基于dSPACE以及PXI的硬件在环控制方案,进行了各类转向工况试验验证,验证结果表明：阻力加载模拟系统能根据不同的地面条件、行驶工况等参数实现动态加载,响应速度和控制精度均能实现田间阻力模拟要求;电液助力转向系统能够产生较好的平滑助力,具有良好的转向路感;控制系统能与各传感器硬件协同配合,使拖拉机电液耦合转向试验平台具有良好的响应特性,能够真实还原拖拉机转向过程。     

应用Shuttleworth-Wallace模型对夏玉米农田蒸散的估计

根据夏玉米生长季内逐时波文比系统观测资料和主要生育期的作物资料,以波文比-能量平衡法(BREB法)得到的蒸散量为实测值,对比研究了Shuttleworth-Wallace模型(以下简称S-W模型)、Penman-Monteith模型(以下简称P-M模型)对蒸散估计的差异。S-W模型因考虑了土壤蒸发,估算的逐时逐日蒸散值均比P-M模型有更好的精度。在作物生长前期,LAI(<2.0)较低,应用S-W模型在稀疏冠层下估算的蒸散量高于P-M方程,更接近于实测值,与实测值的相关系数更高,RMSE值低。随着LAI的增大,冬小麦冠层密闭,S-W模型和P-M方程估算的蒸散与实测值均相接近,二模型均有良好表现。对S-W模型的各阻力参数进行敏感性分析,分析结果表明,应用S-W模型时,模型对阻力参数冠层气孔阻力最为敏感,土壤表面阻力次之,作物冠层高度与参考高度间空气动力学阻力敏感程度居中,对地表与冠层高度间空气动力学阻力、冠层内边界阻力不敏感。在应用已有经验关系式时,特别需要注意对冠层气孔阻力、土壤表面阻力这二阻力参数中经验系数的合理确定。     

装载机铲斗合理形状的试验研究

装载机铲斗的铲装阻力是确定装载机牵引性能和总体参数的重要因素，铲斗的几何形状对铲装阻力有着决定性的影响。本文给出了确定铲斗几何形状的新计算方法，采用模型和具有部分宽度的实型铲斗在室内土槽进行了铲装阻力、满斗系数与其几何形状之间关系的试验研究，初步探讨了铲装阻力与铲斗基本参数间的关系。     

花生挖掘铲动力学分析与试验

对花生挖掘铲与土壤进行动力学分析,建立了挖掘铲工作阻力数学模型,确定了挖掘铲的工作参数、土壤类型、土壤物理机械性质等因素与工作阻力之间的函数关系.分析了挖掘铲的铲面倾角、工作速度、挖掘深度、铲面宽度等因素对挖掘铲工作阻力的影响,以寻求最佳的工作参数.进行了挖掘铲工作阻力测试和花生收获试验,试验结果验证了挖掘铲阻力模型和工作参数的确定是合理的.     

基于离散元法的立式旋耕刀工作参数分析与优化#br# #br#

为探究立式旋耕刀作业参数对其受力情况及碎土效果的影响，建立立式旋耕刀作业的离散元模型，并对其所受阻力、扭矩的变化规律进行分析；通过设计正交试验，得到立式旋耕刀工作参数对其阻力、扭矩、作业功率及碎土率的影响，并建立相应的预测模型。通过响应面分析和预测模型对立式旋耕刀作业功率和碎土率进行参数优化，得到最佳工作参数为：前进速度1.2 m/s，刀具转速307.141 r/min，耕深25 cm，模型预测立式旋耕刀作业功率为7.042 kW，碎土率为8085%。将最佳工作参数代入仿真试验，对比试验数据得到功率的模型预测值与仿真值间的相对误差为3.97%，碎土率的相对误差为3.45%，验证了预测模型的可用性。     

核动力系统分析中细管簇当量元件阻力

为研究不同工况下核动力系统主管路的参数变化,需选择合适的阻力元件当量代替部件内部细管簇的流动阻力.根据流体流动规律,设计了一种圆弧渐缩渐扩式当量阻力元件,采用标准k-ε湍流模型探究该阻力元件对圆管内部流动的影响,对比分析得到阻力系数ζ与缩径比d/D和阻力元件长度L的基本规律,最后拟合并验证所得关系式.结果表明：该阻力元件对下游管道影响相对较小,可用于当量代替复杂部件内部流动阻力;排除雷诺数Re对该元件阻力系数ζ的影响,ζ与d/D和L均呈负相关,且d/D越小,L越短,中心轴向速度和湍动能变化越大,下游恢复区长度就越长;经验证,Re>3.0×10⁶,d/D=0.5～0.9时,拟合的指数函数关系式预测的ζ更准确,并且该指数函数能够实现某蒸汽发生器内部细管簇的简化.     

电动方程式赛车外流场的数值模拟

利用CATIA软件建立了HUAT电动方程式赛车的三维模型,基于CFD技术对未装空气动力学套件的赛车外流场进行了数值模拟,利用Profili软件对赛车的尾翼及前翼的翼型进行了选择并确定了其几何参数,在CATIA软件中建立了尾翼及前翼的三维模型,对尾翼的气动特性进行了仿真分析,确定了尾翼第一襟翼的最佳攻角。在此基础上对安装空气动力学套件的赛车外流场进行了分析,结果表明:空套的安装使赛车的阻力增加了10.96%,但负升力显著增加,有利于提高赛车的操纵稳定性。     

汽车车身结构点焊的数值模拟与试验

采用试验和有限元数值模拟的方法,对汽车车身低碳钢电阻点焊的过程进行了研究。利用电、热、力有限元法对电阻点焊的过程进行了模拟,得到了焊接电流、电极压力等工艺参数及焊件厚度对熔核尺寸的影响关系,从而确定了其与接头质量的关系。模型初步实现了热、电、力三者的耦合,得到的工艺参数对焊接接头质量影响的模拟结果与试验结果表明车身的试验模态模型以及计算模态模型能较好地吻合。     

基于物理结构驱动特性的大型播种机性能优化

为了在提高播种机的播种性能的同时降低能耗，对播种机秸秆切断圆刀和播种开沟器进行结构驱动特性优化。对秸秆切断圆刀进行优化时，首先分析圆刀直径、工作偏角和前进速度对于前进阻力和切断率的影响；其次分别建立前进阻力和切断率模型，分析模型可靠性；最后建立基于前进阻力和切断率综合模型，得到秸秆切断圆刀最优工作参数。对播种开沟器优化时，以前进阻力和回土量为优化指标，得到优化结果为滑推角45°和上宽度50mm。系统测试结果表明：优化后的结构可以提高播种效果，降低前进阻力。     

时变进给加工系统稳定性研究

根据切削过程程切削面积的实际变化情况，建立了与进量有关的加工系统的动力学模型，推导出定常进给加工系统和时变进给加工系统的传递函数，进而得到了加工系统的极阴切削宽度表达式。计算机模拟表明，时变进给加工方法可以有效地抑制加工中的振动。减振效果与时变进给参数有关。     

基于Flowmaster的不同阀门开度对供水管网优化

为了进一步提高供水管网的优化性能,利用 Flowmaster仿真软件,给出了管道、闸阀、阀门开度控制器等原件的建模过程,研究了阀门在不同程度下开启度对优化供水管网系统的影响,并建立多组对比模型参数进行仿真且着重分析了在阀门不同开启度下系统中管道阻力系数的变化.首先以流体管路系统为研究对象,对系统整体进行建模,其次对闸阀、管道的阻力损失规律进行优化分析,最后针对不同供水工况分别探究了阀门开启度对管道阻力损失的影响,得出最佳阀门开启度.结果表明,当供水管网系统分别处于大、小流量运行工况时,此时应根据用户实际用水需求量、阀门阻力系数、管道损失系数等方面因素综合调节各阀门开度,从而可以适当降低管网中的水力阻力损失,优化供水管网系统.     

基于ANN的抽水蓄能电站建模与过渡过程优化

对大型带长引水管道的抽水蓄能电站机组调节系统进行了建模与过渡过程调节参数优化的研究.依据某抽水蓄能电站的具体参数,利用Matlab/Simulink对其机组调节系统建模,其中长引水管道系统采用弹性水击模型以较准确地反映较长压力管道内的水力振动特性,然后利用BP和RBF神经网络训练水泵水轮机特性参数,以获取较精确的水轮机模型,从而避免用插值法处理密集、交叉现象严重的水泵水轮机“S”特性曲线带来的误差.基于所建立的仿真模型,引入改进正交试验法对其空载频率扰动、负荷扰动及甩负荷过渡过程进行调节参数优化.结果表明,所建立的调节系统仿真模型可以在一定程度上反映机组的实际特性,并且改进正交试验法在机组调节系统过渡过程仿真试验参数优化中取得了很好的效果.本研究对大型抽水蓄能机组调节系统建模仿真具有一定的指导意义,为实际运行中机组过渡过程优化控制提供了理论依据和技术参考.     

基于ADAMS/Simulink/AMESim的油气悬架道路友好性分析

为了合理选择大型工程车辆油气悬架参数以减轻车辆对路面的损伤程度,基于连通式油气悬架单桥四自由度车辆振动模型,考虑系统中蓄能器、液阻、单向阀及管路非线性特性,建立了ADAMS单桥多体动力学模型、AMESim液压系统模型及Matlab路面谱模型,选用“95百分位四次幂和力”作为道路友好性评价指标,进行联合仿真。仿真分析得出了连通式油气悬架各参数对道路友好性的影响规律：在一定范围内,随着蓄能器初始充气压力和悬架缸阻尼孔径的增大,道路破坏系数先减小后增大,随着蓄能器总容积和管路内径的增大,道路破坏系数减小,管路长度对道路破坏系数影响较小。     

液压制动管路中气液两相流流型聚类分析识别

利用汽车液压制动系统设计了一套用于检测液压制动管路中气液两相流的实验系统,提出了一种基于图像的灰度共生矩阵与系统聚类分析的气液两相流流型识别方法。该方法使用高速摄像机采集液压制动管路中的气液两相流流型图像,然后利用数字图像处理技术提取流型图像的灰度共生矩阵纹理特征参数,并将这些特征参数作为系统聚类分析的数据,进行系统聚类分析,最终实现流型的识别分类。实验结果表明,选用合适的样品间距和类间距的系统聚类分析模型,能够快速准确地对汽车液压制动系统管路中的4种典型流型进行识别分类,总体识别率达95.625%。该方法为液压制动管路中气液两相流流型参数的研究提供了一种新途径。     

基于无迹卡尔曼滤波的车辆状态与参数估计

准确获取车辆运动过程中的状态变量和时变模型参数可以提高动力学控制的鲁棒性.引入了车辆模型时变参数的概念,建立了车辆动力学状态空间模型,应用无迹卡尔曼滤波(UKF)算法对车辆状态变量和参数进行了估计.与车辆动力学软件CarMaker建立的参考模型对比表明,该估计方法具有可行性和准确性.在估计系统中,提出含自适应参数的简化...     

城市给水管网可靠性分析中阀门的作用

给水管网是城市给水系统重要的组成部分，其可靠运行对整个给水系统充分发挥经济效益和社会效益起着举足轻重的作用。对现有的给水管网设计、水力计算中的管网模型进行了综合的分析研究，基于某些合理假定，并在系统可靠性分析中详细考虑了阀门的配置作用，进而提出了一种新的管网简化模型：环节-阀门表示方法，可用于系统可靠性初步分析及期望缺水量计算，最后通过算例分析，进一步证明了该方法对指导维修人员的行动有一定的参考作用和实用价值。     

管网特性对水泵变流量运行能耗的影响

在暖通空调的水系统中,管网型式与阻力的变化对水泵运行特性产生重要的影响.通过实例对水泵变流量运行进行计算与分析,并采用管网阻力调节、水泵台数控制及变频控制方法调节系统流量.探讨了管网变化对水泵变流量运行能耗的影响;分析了管网性质与水泵运行工况的关系,以及各种流量调节方式与水泵运行能耗的关系.计算结果表明：管网特性对水泵变流量运行的能耗影响较大.通过增加管网的阻力调节流量,通常会使水泵的能耗降低;水泵变频控制方式对开、闭式管网的运行能耗影响有较大的区别,静压值越大,节能效果越小;在闭式循环管网中,水泵台数控制与变频控制是两种有效的节能调节方法,由于管网发生变化,水泵的运行工况变化不满足相似律;水系统通过采用压差控制流量时,最不利环路可能发生变化成为次不利环路,所以末端压差控制因管网变化而形成水力失调,最小阻力控制比定压差控制有显著的节能效果.     

步行式挖掘机坡度横向行走稳定性分析

针对步行式挖掘机坡度横向行走时的稳定性问题,建立了包含底盘机构和作业装置多自由度系统的*步行式挖掘机静力学模型,并考虑了作业装置回转运动时附加惯性力矩,构造了步行式挖掘机横向行走时稳定性分析的多目标优化模型.利用效用函数法对多目标优化模型进行求解,对横向行走的最大坡度、底盘和作业装置的状态参数进行了优化分析.结果表明,该方法简单、可靠,为确定步行式挖掘机坡度横向行走时的步行机构状态参数和安全控制提供了理论依据.     

基于CFD的90°弯管水头损失计算的参数敏感性分析

计算流体动力学在水利行业中得到了广泛的应用。【目的】从众多不确定因素中找出对CFD建模有重要影响的敏感性因素,并分析其对计算结果的影响程度,优化90°弯管的CFD建模方案。【方法】采用单因素分析方法,分析了网格尺寸、湍流模型、水体密度、运动黏滞系数、当量粗糙高度等参数对计算结果的影响。【结果】RNG k-ε湍流模型计算结果与经验系数计算结果相对误差在±5%以内,能有效模拟弯管湍流流态;该湍流模型无需较小的网格尺寸,能够利用较小的计算资源得到精度较高的计算结果;当水体温度高于15℃时,三维流场计算软件能够对水体密度和运动黏滞系数进行修正,使计算结果精度更高;模拟水力光滑管道时,水体密度和运动黏滞系数对计算结果影响较小。【结论】工程算例模拟计算中,应当充分考虑模拟对象的体型和材料特点以及水体温度等因素,选取适当的参数值,能有效地降低计算成本,提高计算精度。     

新疆砾石地葡萄滴灌带合理设计及布设参数的数值分析

为了摸清新疆含砾石复杂土壤条件下土壤水分运动规律,优化葡萄滴灌系统设计中的各项设计参数及合理布设,该文通过田间交汇试验确定合适的滴头间距为30 cm,并借助Hydrus-2D数值模型确定了土壤水力参数,同时运用该数值模型模拟了不同滴头流量和滴灌带水平间距布设形式下地表滴灌土壤水分分布特征。根据土壤湿润体特征结合葡萄根系分布规律,确定新疆砾石地葡萄滴灌系统合理的滴头流量为2.5～3.0 L/h,滴灌带水平间距为60 cm。该结果可为新疆砾石地复杂土壤葡萄滴灌系统的科学设计和田间合理布设提供参考。