变频液压可控周期性激振测试系统设计与仿真

为研究能够人为产生和主动控制的液压激振水击波,首先建立了系统数学模型,设计了变频液压激振测试系统.然后通过给定的偏微分运动方程,采用矩形网格特征差分法编程求解出激波器在变频条件下产生的激振压力和流速沿管道断面随时间的变化情况.数值模拟表明沿管道各断面输出的为简谐振动,且油缸处激振压力和流速随激波器频率的增大而增大.系统实测数据与仿真结果接近,说明通过对激波器进行调频可以实现对液压缸激振压力和运动频率的可控调节,为液压激振的振动特性及可控性研究提供了部分理论依据.     

一种混凝土搅拌设备用旋转冲击激振装置设计

为解决普通强制搅拌设备搅拌后仍有10%～30%的水泥颗粒聚结成小泥团没有破散开的问题,设计一种混凝土搅拌设备用旋转冲击激振装置,以解决搅拌作业中存在的问题。该装置在进行混凝土强制搅拌的同时,通过布置在搅拌轴内部的激振装置将电机的电能转化为振动能量,传递到搅拌的混凝土当中。激振装置向混凝土传递高频低幅激振运动,将振动能量传递到被搅拌物料中,物料受到振动作用,处于颤振状态,物料颗粒之间的内摩擦力和黏聚力减小。振动促使聚团的水泥小颗粒迅速分散变小,增加与水的接触面积,加快水化反应,可以进一步增强骨料与水泥间的界面黏结强度,提高搅拌质量与效率。     

电动汽车开关磁阻电机的激振力研究

将新型开关磁阻(SR)电动机应用于电动汽车.以电机为振源,分析其激振力在特定方向上的作用情况.用解析的方法,给出了径向力和切向力随时间变化的具体表达式.分析过程中,不仅考虑了SR电机径向力作用.而且考虑了切向力(转矩波动)对整个系统的影响.经过数值分析,得出在竖直方向上激振力的幅值与初相角有直接的关系,并且幅值存在最大值和最小值,提出了最大值和最小值的确定方法.通过算例,验证了整个分析的正确性.     

D形截面螺旋输送机输送颗粒物料的实验研究

在可控转速的情况下运输粉末或者颗粒等松散物料时,因其机构简单,螺旋输送机被广泛应用于林业、农业等多种背景下的短距离提升或水平运输物料。为此,采用实验方法,针对改进后的D形截面筒的输送机进行输送颗粒物料的研究,结果表明:输送的质量流速率随着输送转速的增加而增加,随输送角度的增大而降低。另外,螺距和颗粒物料的粒径也对质量流速率有影响:大螺距的输送质量流速率较大,且随着输送倾斜角度的增大,螺距对质量流速率的影响减小;大颗粒的质量流速率大于小颗粒,且随着输送倾斜角度增加差距增大。     

矮化密植红枣收获机骑跨式机架的有限元分析

根据新疆矮化密植枣园地面特点,为提高红枣收获机的工作性能,利用Ansys有限元分析软件分析红枣收获机在平整地面匀速直线运动工况下和在地面不平整工况下机架应力、变形的大小及分布情况。结果表明:最大变形发生在机架顶部发动机的安装位置及纵梁上激振装置的安装位置,应力集中发生在前段纵梁、方管与方管的连接处,可根据所得数据校核机架强度。同时,对机架进行模态分析和谐响应分析,求解出机架的固有频率和振型,通过与外界激振频率对比分析及谐响应分析得出机架位移随频率变化的趋势,在频率为30Hz时,产生共振,求解得出30Hz处最大应力为804.35MPa、最大变形为15.312mm。由于最大应力大于机架材料的屈服极限,机架产生断裂,因此应对机架进行优化改进,使机架满足静载荷和激振载荷作用下的强度要求,保证矮化密植红枣收获机的安全、可靠。     

两级组合式气流干燥流程及设备的研究和设计

文章对湿物料干燥机下进行了分析，针对竹木碎料等粗大颗粒物料的干燥研究了采用两级组合式气流干燥流程的必要性和合理性。设计了两种新型的干燥器和以此为主要干燥器件的两级组合式气流干燥机，对计算作了说明，根据试验结果，证明了本研究设计的干燥机具有较强的干燥性能和较大的物料适应范围。     

基于并联机构的多维振动筛分试验台设计

为解决传统振动筛分装置不能实现多维振动的问题,设计了基于并联机构的多维振动筛分试验台,试验台以全解耦型多维主体激振机构为核心,采用大功率直线电动机为直线往复振动的动力源,传动链短,机械结构和运动参数的调整简单便捷,可获得多个工况下物料颗粒的筛分性能指标以及物料在筛面上的运动规律。试验台以计算机和PMAC控制卡作为硬件控制系统的核心,测控软件系统可以对试验过程中工作部件的振幅、速度、频率、扭矩和功率等参数进行实时采集、显示、处理与分析,为多维振动筛分设备的设计提供了依据。     

微振扰动式农用干燥机的研究与关键部件设计

农产品种类繁多,物料的流动性、粒径、形状等参数变化较大。针对干燥作业中物料在进料口易产生自动分级和布料不均匀、干燥室出料口断面处质量流量和水分不均匀等问题,设计了微振扰动农用干燥机,采用振动排料机构,使干燥室出料口断面积为干燥室断面积的15%~20%。设计微振扰动系统,增大了干燥室顶层物料的锥顶角,增强干燥室内物料的流动性。稻谷干燥性能试验测试表明:烘后品质优于国家标准。通过调节振动排料机构与出料口的间隙,还可干燥粒径不同的农产品,实现"一机多用",且通过调节振动电机频率,可以在线调节排料量,有利于智能控制。     

多层带式干燥机干燥过程优化

针对多层带式干燥机的干燥过程建立了热、质传递的数学模型,并通过C语言编程进行干燥过程的模拟,得到热风在干燥机内温度和湿度的空间分布及其随时间的变化规律,以及物料床层内温度和含水率的分布及其随时间的变化规律。利用生产用多层带式干燥机蒜片干燥过程的试验数据对模型进行了验证,证明了模型的有效性。通过对模拟数据分析,对多层带式干燥机的结构参数(传送带长度、干燥机层数、通风道高度)和操作参数(传送带翻转时间、物料床层厚度、热风风速)进行了优化。     

基于振动试验台的果树枝运动规律的试验研究

结合大规模种植的乔木类果品采收要求,完善果树连续式机械振动采收问题。介绍连续激振式采收过程中影响树枝振动效果的试验,通过振动试验台夹持果树主干不同位置,施加不同类型激振力进行振动实验;利用动态信号测试分析系统进行数据采集和输出,获得不同激振频率、激振位移下果树树冠不同位置的加速度数据及曲线,进行分析和对比。夹持主干的位置距离果树固定端为60cm,振动测试系统输出振动频率为20Hz、激振位移为5mm时,果树枝端获得加速度较大,树枝和果实之间的相对加速度也较大;保证振动采收装置在采收中果实净采收率高,果树损伤小的要求。     

低频振动筛的运动分析

在清田整地机械的研究中，设计了低频振动筛装置，可将田间的残膜和残茬清除。该装置将残膜和残茬与土壤分离，并且将分离出的物料向后输送至收集装置。为此分析筛面上物料的运动规律；研究低频振动时物料的分离和输送特性；确定低频振动筛的参数选择范围。     

风筛式清选装置振动筛上物料运动CFD-DEM数值模拟

采用计算流体力学和颗粒离散元耦合的方法模拟风筛式清选装置中物料在筛面上的运动,并将模拟结果和试验结果进行了对比。仿真结果表明：在一定范围内风机出风口风速增加,物料后移速度增加,有助于提高振动筛的处理能力,但也会增加籽粒的损失;风速增加使籽粒在筛下分布后移,在15分区后籽粒数量很少。通过试验验证表明,利用CFD-DEM耦合对风筛式清选装置进行数值模拟是可行的。     

基于流固耦合的隔舌位置对双流道泵综合性能的影响

为了研究隔舌位置对双流道泵水力性能与结构性能的影响,针对3种不同隔舌安放角的双流道泵进行双向流固耦合计算,结果表明:水力性能方面,隔舌位置对扬程的影响较小,而对效率的影响较大,3种方案的最大扬程差仅为0.09 m,而最大效率差达1.1%;隔舌位置主要影响隔舌圆角及往第1断面方向附近与叶轮间隙处的压力脉动程度,隔舌安放角越大,压力脉动越强;叶轮旋转1周,蜗壳所受径向力呈现周期性变化规律,叶片扫过隔舌圆角时,蜗壳所受径向力最小,转过90°时径向力达到最大值.增大隔舌安放角可显著减小蜗壳所受径向力.结构性能方面,叶轮应力集中出现在出口吸力面,蜗壳应力集中出现在隔舌圆角附近靠后盖板处,增大隔舌安放角会增加蜗壳的最大应力值,但振幅减小;双流道泵发生10^-5m量级的位移,最大位移出现在蜗壳出口处,主要受叶片通过频率的影响,呈周期变化趋势,且随着隔舌安放角的增大,蜗壳最大变形量增大,振幅减小;隔舌位置对泵的振动速度影响比较明显,增大隔舌安放角,有助于减小振动.     

全射流喷头内部附壁点距离的计算

阐述了全射流喷头中水射流附壁点的距离是喷头射流元件设计的关键尺寸．基于Bourque理论,采用控制面模型,计算了全射流喷头内射流附壁点的距离,并与试验结果和相关文献进行对比,发现在射流扩散系数取9时,计算值与试验值接近．讨论了影响附壁点距离的各种因素,包括位差、壁面倾角、射流流量、射流扩散系数等．研究发现,可通过增大偏移率,增大壁面倾角来增大射流元件中附壁点距离,其中以改变壁面倾角最为显著,流量的改变几乎不影响附壁距离．研究结果对于改进全射流喷头射流元件的设计具有指导意义．     

空腔容积音频检测理论分析及实验验证

根据物体空腔容积音频检测的实际,从理论上对空腔振动体纵向振动进行了详细分析。在简述了音频信号处理系统的硬、软件设计及实施方案后,以炮弹药室容积为例,利用该系统对其音频参数固有频率进行了实测验证。实验结果与理论计算结果基本一致。     

马铃薯收获过程中块茎运动仿真分析

重点研究马铃薯收获机振动筛运动参数与块茎损伤之间的关系;应用虚拟样机来代替物理样机进行验证设计;采用ADAMS仿真软件对振动筛和块茎进行运动仿真,获得了振动筛运动的速度、加速度、位移和动能曲线,能够有效地判断块茎沿筛面的运动状态;针对圆形和椭圆形两种块茎,分析了振动频率和振幅对块茎损伤率的影响,为今后马铃薯收获机振动筛的设计与分析提供了有力的依据。     

具有平衡摇臂悬架的丘陵山区动力平台转向系统

为适应丘陵山区地形和不同农作物的农艺特点,提出一种具有平衡摇臂悬架和H型传动的可变地隙和轮距的动力平台,该平台采用无转向梯形的四轮全液压转向,转向方式为同侧两车轮采用对称角度的偏转转向,以减小转弯半径并实现同辙转向。采用遗传算法优化左、右转向油缸的位移关系,以实现阿克曼转向。为避免运动干涉,参照同轴距普通拖拉机的最小转弯半径确定车轮极限转角。当变地隙后车轮绕主销偏转,平台的轴距发生改变和变轮距后轮距发生改变后,可根据几何关系重新确定车轮在水平面内有效转角与转向油缸位移的关系,讨论了变地隙和变轮距满足阿克曼转向的条件。实验结果表明,设计的转向系结构和转向策略是合理的和可行的。     

随机振动辐射声场的统计边界点法分析和实验研究

将提出的统计边界点法应用于随机振动结构声辐射问题的分析计算，通过模拟车床主轴箱随机辐射声场的统计边界点法分析与实验测试结果的对比，表明统计边界点法应用于随机振动辐射声场的分析计算是十分有效的。     

斥水性砂土水-气形态及其对斥水-亲水转化的影响分析

处于地球表面的土壤,尤其是耕作层土壤,受外界因素影响其接触角可能会发生改变。通过试验对不同接触角的壤质砂土中的孔隙水-气形态分布状况进行研究,试验结果表明:砂土颗粒与孔隙水间的接触角增大会使表层土壤中水封闭土层厚度减小,但接触角增大到一定值后,水封闭层的厚度不再发生变化。随着接触角的增大,气封闭层的厚度不断减小。与连续固体表面不同,砂土颗粒的接触角小于90°甚至降低至36°也会出现明显的斥水现象,但随着砂土中饱和度的增大,斥水现象会消失,砂土斥水与亲水转化时对应的饱和度与水封闭向双开敞转化时对应的饱和度基本一致,因此,砂土亲水与斥水转化时对应的临界含水率与孔隙水气分布形态密切相关,通过理想模型对两种不同水-气形态下土壤的基质吸力变化分析可以发现,产生这种现象是因为当土壤由水封闭变为双开敞时,水-气交界面在液体侧的曲率中心消失(接触角小于90°),气-液界面引起的基质吸力恒为"正"。     

颗粒物料在三自由度振动筛面上的运动仿真

以传统往复振动筛为基础,分析了三自由度振动筛的构成。通过ADAMS软件进行仿真试验,得到颗粒物料与筛面发生碰撞后沿筛面径向位移情况和速度变化规律。筛面施加法向转动后,筛面转速、转动幅度以及颗粒物料与筛面碰撞点到转动轴的距离在筛面轴向的投影长度,是影响颗粒物料与筛面碰撞前后沿筛面径向速度变化的因素。所提出的三自由度振动筛更有利于颗粒物料沿筛面径向碰撞离散,可以提高振动筛筛面的利用率和筛分效率,为设计新型的振动筛分装置提供了依据。