基于Adams连杆翻转式弧形闸门启闭 的对比分析

为了提大跨距闸门运行的平稳性和可靠性,简化启闭机的实验过程,本文运用ADAMS 软件对翻转式弧形闸门在静水环境下启闭过程进行仿真,直观地观察了翻转式弧形闸门启闭机 的整个过程,对比分析了四连杆启闭机和六连杆启闭机两种方法下闸门在静水环境下闭合过程 中运行特性。结果表明:其它参数相同的情况下,四连杆启闭机在闸门运行的起始阶段冲击和振 动比较显著;其它参数相同的情况下,六连杆启闭机构在闸门运行结束阶段前的冲击和振动比较 显著;合理的减小启闭机的驱动速度,能够减小对闸门的冲击和振动;优化启闭机的结构参数及 合理     

基于Adams翻转式弧形水工闸门的连杆参数的优化

为了提高跨距闸门的运行的平稳性和可靠性,简化启闭机的实验过程,本文运用ADAMS软件对翻转式弧形闸门在静水环境下启闭过程进行仿真,直观地观察了翻转式弧形闸门启闭机的整个过程,分析了六连杆启闭机的参数对闸门在静水环境下启闭过程的影响。结果表明:优化前,六连杆启闭机在闸门停止运行前的结束阶段冲击和振动比较显著;优化后,闸门的冲击和振动较小;合理的减小启闭机在闸门运行的起始阶段和的结束阶段前的驱动速度,能够减小对闸门的冲击和振动;优化启闭机的结构参数及合理的布局,同样能够减小对闸门的冲击和振动;因此,优化启闭机的结构参数并调整六连杆的安装位置,可提高启闭大跨距翻转式弧形闸门在启闭过程平稳性。     

陆浑水库泄洪洞工作闸门行程异常原因研究

陆浑水库自2006年除险加固工程完工后,历经2010-2012年连续3 a高水位考验,水库各项指标逐步达到正常运用标准。伴随近些年极端天气出现概率加大,水库遭遇大洪水的概率随之攀升,泄洪洞作为水库最为重要的控泄建筑物启用的频率同时增加。2011年大汛期间泄洪洞开闸泄洪,工作闸门提升至行程的四分之一(时间约60 s)时,启闭机戛然而止,停止运行。基于此,通过对启闭机运行过程中出现的突发性和偶发性故障原因分析,提出了较为合理的排查办法和维护、维修措施,为出现类似状况的其他设备提供参考意见。     

基于管道应变的应力弱磁检测模型

【目的】金属磁记忆（Metal Magnetic Memory, MMM）应力检测技术支持非接触、在线检测,在以钢制油气管道为代表对象的铁磁性材料应力损伤检测领域具有很好的应用潜力,现有研究缺乏对磁力学关系的全面分析,需要建立一套完整的磁力学关系体系,明确MMM检测信号与弹塑性阶段应力集中的对应关系。【方法】基于J-A理论,建立管道磁化强度与应变关系数值模型,计算分析管道变形过程中MMM检测信号特征,研究了应力影响下的无磁滞磁化曲线形状参数、钉扎系数对MMM信号的影响规律,并对应变与磁信号的关系开展全尺寸水压试验验证。【结果】管道在受力过程中,应变逐渐增大,磁化强度曲线在弹性变形阶段发生第1次翻转,翻转位置位于近屈服处,且随无磁滞磁化曲线形状参数的增大而提前;当管体发生塑性变形时,位错引起材料磁学特性改变,磁化强度曲线出现第2次翻转,翻转位置位于屈服点附近,且受钉扎系数影响较大,随着钉扎系数增大,翻转位置延后,翻转处应变呈2次函数减小趋势,第1次翻转与第2次翻转方向相反。【结论】利用该特征,根据磁记忆信号翻转规律与被检管道相同材料标定试验结果的相位对比分析,可判断钢制油气管道应力集中处...     

基于ANSYS的农机单轮测试装置结构设计与优化

设计一套测试轮胎型号介于6.00-12与9.5-20之间的单轮牵引性能测试试验装置。对比分析了滑轨-内外框架式与平行四连杆-内外框架式2种框架结构的优缺点,确定使用前者作为装置主体,液压马达作为驱动轮胎动力源。针对在试验过程中由于地面不平整而导致传感器测力方向不稳定的问题,设计了内外框架的整体结构:测力传感器布置于内外框架间,使用预紧弹簧使两端球铰式拉压传感器始终受到拉力。利用Pro/E软件建立了装置框架三维模型,同时建立了计算外框架最大应力的数学计算模型并进行了计算。利用有限元分析软件ANSYS对其内外框架进行应力应变仿真,最大应力结果与理论计算结果相近,并在此基础上进行了结构强度分析和优化。结果表明,优化后内外框架在保证框架总体重量最小的基础上应力应变明显减小,达到使用刚度、强度。针对内外框架试验时的振动特性进行了模态分析和预测,仿真后分别得到了内外框架前四阶的固有振动频率。     

基于LS-dyna的油菜靴鞋式开沟器工作阻力动态仿真

开沟器是油菜播种机的核心部件,影响播种机的工作性能和油菜出芽率.为了改善开沟器的入土性能和减小开沟器工作阻力,本文运用LS-dyna软件对小型手扶式油菜播种机的开沟器切削土壤进行了仿真,对比分析了4中不同刃口开沟器的工作阻力.结果表明:在其它参数和约束条件相同的条件下,开沟器以3km/h前进时,锐角式开沟器的工作阻力小于钝角式开沟器;刃口为曲线的锐角式开沟器的工作阻力小于刃口为直线的锐角式开沟器;刃口为下凸曲线的锐角式开沟器的工作阻力小于刃口为上凸曲线的锐角式开沟器.     

顶出-夹取式自动取苗机构运动学分析

为了降低自动取苗装置取苗过程中对钵体的损伤,提高取苗成功率,对顶出-夹取式自动取苗装置的各个执行机构建立运动学模型,并对模型进行仿真分析。在Visual Studio环境下,根据模型编写可视化蔬菜穴盘苗自动取苗装置时序分析程序,并对各个机构进行参数优化,得到一组最佳参数:曲柄长度a=78 mm,连杆长度b=112 mm,偏心距e=20 mm,顶苗机构的初始相位角φd=108°,横移机构的位移为h1=36.5 mm,纵移机构的初始相位角φz=185°,苗爪翻转机构的初始相位角φf=15°。样机试验结果表明,在取苗速度为140株/min时的成功率为98.44%,基质损失率为36.67%,验证了该取苗机构的可行性。     

基于于ANSYS减小接触应力的轻量化车用螺母的优化分析

为了提高车用螺母的安全性、可靠性和轻量化,简化车用螺母的实验过程,本文运用ANSYS软件对紧固件螺母进行优化,直观地观察了六角螺母在预紧力作用下的力学特性,对六角螺母的受力情况进行了静力分析。结果表明:优化前,六角螺母等效应力最大值和最小值都比较大,优化后,六角螺母等效应力最大值和最小值都相应减小;在预紧力作用下,通过应力释放槽能够降低螺母结合面上会产生局部应力集中现象;在施加相同挤压力的情况下,应力释放槽起到了释放应力的效果,减小了螺母的接触面承受的接触应力,提高了螺母的力学性能;优化后六角螺母的受力情况和轻量化明显优于优化前,因此,合理加工应力释放槽即可实现汽车轻量化的目的,又可改善螺母的力学性能。     

基于Pro/E的水稻插秧机分插机构运动仿真与分析

基于Pro/E建立了后插式曲柄摇杆分插机构的三维模型,并进行了运动仿真模拟和动力学分析,参数设定为分插机构工作插次200次/min,主动轴转速为n=200r/min,运动时间为t=1.5s的情况下,得到秧针的运动速度图和加速度图,使得机构运动分析变得可视化、直观化和简单化,为分插机构的设计提供了方法,有利于机构参数的合理选择,同时降低分插机构的研发周期,提高工作效率.利用Pro/E找出了分插机构的振动源和受力情况,结果指出,曲柄添加平衡块和减轻摇杆质量有利于减小冲击和振动.     

摆动分离筛加速度特性分析及性能试验

针对新型摆动分离筛加速度特性及较优参数组合不明确等问题,以新研制的三阶六吊杆摆动分离筛为研究对象,对各阶筛面上平行和垂直于筛面的加速度、分离筛性能指标随试验因素的变化规律,以及分离筛较优参数组合进行试验研究。结果表明：1)各阶筛面上平行和垂直于筛面的加速度均随曲柄转速的增大而增大;吊杆-连杆长度组合相同的情况下,平行于筛面的加速度中第一阶与第二、第三阶筛面的加速度差异比较明显,垂直于筛面的加速度中第一、第二和第三阶筛面的加速度呈现出明显的逐阶递减的变化规律;随着拖拉机工作速度的增大,各阶筛面上平行和垂直于筛面的加速度均呈现出先减小、后增大然后减小的变化趋势。2)随着曲柄转速的增大,明薯率在96%～100%变化,而破皮率则先减小后增大;5种吊杆-连杆长度组合情况下,明薯率和破皮率变化趋势一致;随着拖拉机工作速度的增加,明薯率和破皮率均呈现出先减小后增大再减小的变化规律。3)影响明薯率和破皮率的因素主次顺序分别为：拖拉机工作速度>吊杆-连杆长度组合>曲柄转速、曲柄转速>吊杆-连杆长度组合>拖拉机工作速度,分离筛较优参数组合为：曲柄转速180 r/min、吊杆-连杆长...     

链杆式升运器薯土分离损伤机理研究

4GS-1500型甘薯收获机采用链杆式升运器作为输送分离装置,是杆条升运链式甘薯收获机的典型代表机具。为改进链杆式升运器设计、减小输送分离和抛薯过程中对甘薯的损伤,以商薯19、阜薯24、郑薯20为对象,采用配置了链杆式升运器的4GS-1500型甘薯收获机进行甘薯收获试验,运用力学、运动学等原理,结合试验分析,研究链杆式升运器在输送分离、抛薯过程中产生损伤的原因和减小损伤率的措施。结果表明:配置了链杆式升运器的4GS-1500型甘薯收获机主要损伤形式为表面擦伤,同时伴有压损、薯肉缺损、断裂等特征。损伤主要由输送分离时土块、甘薯、链杆等对甘薯挤压、冲击、摩擦以及抛薯时甘薯撞击地面所产生的冲击造成。通过优化链杆式升运器的设计参数和运行参数,甘薯损伤率降至约1.5%。     

调压室阻抗孔过流特性分析

【目的】研究阻抗式调压室的阻抗孔过流特性对水力过渡过程的影响。【方法】针对阻抗式调压室的工程实例,结合三根支洞共用调压室的工程特点,利用特征线法进行计算,建立合理的边界条件方程,对同一特征工况下不同阻抗孔流量系数(0.65,0.70,0.75)、直径(3.0,3.5,4.0m)组合条件下及不同阻抗孔高度(2,6,10m)的机组转速升高率、蜗壳末端压力升高率、调压室涌浪水位进行分析与比较。【结果】大波动工况下,随着阻抗孔流量系数和直径的变化,机组转速升高率、蜗壳末端压力、阻抗板压差、调压室涌浪的最大和最小水位均有变化,其中当阻抗孔流量系数为0.7、阻抗孔直径为3.0,3.5,4.0m时,对应的蜗壳末端压力升高率为35.41%,32.02%,31.26%,对应的最高涌浪水位为715.05,717.16,718.95m。水力干扰条件下,流量系数相同,阻抗孔直径由3m变为3.5m时,阻抗孔面积增加,被2台机组甩负荷干扰的机组出力摆动减小2%~3.5%。阻抗孔高度对阻抗板压差、机组调节保证参数以及调压室涌浪水位的影响甚微。【结论】当阻抗孔直径为3.5m、流量系数为0.70时,阻抗孔过流特性较好,调节保证参数满足设计要求,调压室内涌浪水位特征值在电站运行允许范围内。     

基于接触摩擦特性的清管器清洁能力评价方法

基于三维有限元数值模拟方法,从密封元件的接触摩擦特性出发,创新性地提出一种清管器清洁能力评价方法。利用ANSYS软件建立两种常见形式的清管器在水平直管内运行的三维有限元模型,并通过现场试验对其准确性进行验证。通过分析计算结果,分别对不同摩擦工况下的两种清管器的清洁能力进行对比。研究结果表明:接触摩擦因数对清管器在运行过程中的密封紧密度、切向刮擦力、有效清洁面积均存在影响,随着摩擦因数的增加,清管器密封元件的切向刮擦力增大,而接触紧密度和接触面积减小。在相同摩擦工况下,当密封元件材料和过盈量相同时,直板型清管器的密封紧密度和刮擦力均优于皮碗型清管器;然而在运行相同距离的情况下,皮碗型清管器所能产生的有效清洁面积大于直板型清管器。根据待清洁管道内的杂质类型来合理选择清管器种类可以有效发挥其清洁能力,提高清洁效率。     

可独立操作半自动轨道式割胶机设计与分析

针对当前我国割胶机成本昂贵、作业难度大等问题,设计了一种可独立操作半自动轨道式割胶机,其机构简单、便于操作.利用Solidworks软件对割胶机进行总体设计,并对导轨装置、行走机构和切割装置进行参数化实体建模,将整机关键零部件导入Solidworks simulation,利用模态频率、静应力、载荷算例进行有限元结构分析,得到前5阶频率振型及应力、应变、位移云图.分析结果表明,振动变形主要发生在抵触杆与橡胶树表皮接触位置,且在小振幅和低阶模态频率(其值达到11.95 Hz)时,导轨装置与行走机构不会产生共振,行走机构没有出现明显的应力、应变集中,但导轨内壁的导向轮容易产生较大的位移变形;L型割胶刀上表面的Mises应力沿切应力方向递增时,割胶刀拉扯阻力将沿相同方向增大,但位移变形量不受影响.本分析为割胶机的设计和改进提供了方法和依据.     

直径1422mmX80管道环焊接头应变能力数值模拟方法

鉴于高钢级管材的组织特征及焊缝失效对于管道安全的重要影响,管道环焊缝承载能力成为当前管道行业的研究热点,以中俄东线全自动焊口为研究对象,准确考虑环焊接头根焊、热影响区、母材、填充焊4个区域材料本构关系的差异性,基于有限元方法建立了分析管道环焊接头应变能力的数值仿真模型。定量分析了母材屈强比、运行内压、载荷类型等组合工况下焊缝强度匹配系数等对管道环焊缝裂纹扩展驱动力的影响。采用静裂纹起裂的失效判定方法,以表观断裂韧性值为临界准则,结合中俄东线管材及环焊接头材料特性参数实际变化范围,计算了在设计工况范围内最不利条件下中俄东线环焊接头的应变能力。结果表明:提高焊缝区强度匹配能够有效减小接头的裂纹扩展驱动力,增加管道内压或提高母材屈强比会使相同强度匹配条件下的裂纹扩展驱动力更大,拉伸载荷下的裂纹扩展驱动力要大于弯曲载荷下的裂纹扩展驱动力。该方法既可以用于根据焊接接头性能要求指导焊接参数的确定,也可以用于在役管道含缺陷焊接接头的适用性评价。     

不同种植年限压砂地土壤水分吸渗特征与水力学参数

【目的】探究不同种植年限压砂地土壤水分吸渗特征及其水力学参数的变化,为恢复压砂地产能、提升区域生态功能及制定合理灌溉制度提供理论支撑。【方法】以宁夏中卫市不同种植年限（2,5,10,20,30和40 a）压砂地为研究对象,利用一维水平土柱吸渗试验,分析不同种植年限压砂地土壤湿润锋深度运移过程和累积入渗量变化规律,采用Philip和Green Ampt模型中吸渗率（S）、土壤水分扩散率（D）等参数分析土壤吸渗特征;采用Brooks-Corey模型计算土壤水分进气吸力（h_d）和水吸力（h）等水力学参数,进一步推求土壤水分特征曲线,并反演土壤饱和扩散率（D_s）和非饱和扩散率（D）。【结果】相同吸渗时间下,随着种植年限的增加,湿润锋深度、累积入渗量均呈减小趋势。随种植年限的增加,Philip模型中的S和Green-Ampt模型中的D均呈逐渐减小的趋势。Brooks-Corey模型中,与种植2 a压砂地相比,种植5,10,20,30和40 a压砂地土壤水分的h_d分别减小了1.22%,42.81%,46.37%,55.94%和64.97%,D_s分别减小了27.83%,68.54%,85.40%,90.57%和93.15%。在相同土壤含水率下,随着种植年限的增加,h和D均呈减小趋势。【结论】在水分吸渗过程中,随着种植年限的增加,压砂地土壤水分入渗能力及持水能力均明显减低。     

不同相态CO_2管内稳态节流实验

在CO_2管输过程中,节流易导致CO_2温降过大,威胁管道的安全运行。采用自主设计的CO_2节流实验装置,进行了不同相态CO_2管内稳态节流实验,采集管内参数变化情况,分别研究了节流前后压差、节流前CO_2相态及杂质N_2含量对CO_2稳态节流温降的影响。实验结果表明:CO_2的节流温降随节流前后压降的增大而增大,随N_2含量增大而减小;气态CO_2的节流效应最强,超临界态次之,液态CO_2节流效应最弱;节流前压力越大,相同压降的CO_2节流温降越小,节流前压力对气态CO_2节流温降的影响小于液态CO_2。     

卡尔曼滤波融合遗传PID控制算法在提高播种精度中的应用

为提高排种器的排种精度,在传统气吸式排种盘转速控制的基础上,设计了一套卡尔曼滤波融合遗传PID控制算法,通过PID控制算法实现排种盘电机转速的闭环控制,通过卡尔曼滤波算法滤除排种盘在转动过程中因振动和外界干扰等原因产生的噪声,并采用遗传算法快速准确的寻找PID控制过程中的最优控制参数.为验证算法的有效性,假设输入信号为单位阶跃信号,并在噪声大小为0.002和0.1的情况下分别进行了实验.在噪声为0.002时,传统PID控制响应波动值可达到1.5,遗传PID控制响应波动值最大仅为1.2;加入卡尔曼滤波后,传统PID控制输出响应趋于稳定的时间约为0.2 s,遗传PID控制的输出响应趋于稳定的时间约为0.08 s;同理,将噪声增大为0.1后,采用相同的实验方案进行实验,最终实验说明了卡尔曼滤波融合遗传PID控制算法在提高排种盘电机转速稳定性中的有效性.     

半喂入式花生摘果机虚拟仿真分析与试验研究

【目的】为了确定半喂入式花生摘果机合理摘果部件的结构形式及作业参数,对不同结构、参数摘果叶片及不同作业条件摘果辊的摘果性能进行虚拟仿真研究。【方法】利用虚拟样机技术在UG软件中建立了半喂入式花生摘果机三维实体模型,在此基础上建立了摘果部件运动分析主模型,通过UG用户界面模块、求解器模块和后处理模块,对摘果过程进行了仿真分析,测试了不同结构、参数下摘果机叶片的运动速度特性,并利用仿真正交试验方法测试了不同作业条件对摘果机作业性能的影响。【结果】虚拟仿真测试表明:叶片结构形式对摘果效果影响较大,在相同作业条件下,直板型、折弯型、圆弧型叶片的水平径向速度分别为0.70~4.28,0.83~3.99和0.56~3.60m/s,垂直速度分别为0.32~3.93,0.10~3.60和0.27~3.31m/s,其中直板型叶片打击作用最强,折弯型叶片打击力有所减弱,但梳刷作用增强,圆弧形叶片打击力相对最弱,梳刷作用最为柔和;圆弧型叶片参数对摘果效果也有较大影响,叶片圆弧半径越大,则后倾弧度越小,摘果过程中打击力相对增大,梳刷作用相对降低,当圆弧半径为50mm时叶片打击效果最好,梳刷效果最差;摘果辊转速对摘果效果影响显著,随转速增大打击力及梳刷作用均有所增强;夹持输送速度对摘果效果的影响与摘果辊水平转角及摘果辊与加持输送链夹角有关,随夹持输送速度增大,打击力及梳刷作用增强,且对打击力的影响强于梳刷作用;当摘果辊转速为500r/min、夹持输送速度为1.5m/s时,摘果作用最强。【结论】通过虚拟仿真技术,获得了半喂入式花生摘果机的作业参数与摘果叶片结构以及作业参数对摘果作业的影响效果,为花生摘果部件的设计及结构参数的优化提供了参考依据。     

电动汽车用内置式永磁无刷直流电机设计研究

设计一台电动汽车用内置式永磁无刷直流电动机,分析气隙尺寸、永磁体厚度、定子绕组匝数等主要结构参数对电机效率、转矩电流比的影响,针对电动车辆复杂的工况对比分析不同负载率下电机的运行性能,完成优化样机研制及测试.研究结果表明：在机械加工能力允许的前提下,适当减小气隙长度可提高电机低速区性能;在兼顾成本的同时,适当增加永磁体用量可提升电机整体性能;适当减少绕组匝数可提高电机高速区性能,但会导致低速区的转矩电流比下降.电机在额定负载时整体效率最高,说明设计方案对额定点的选取合理;转矩电流比随负载率的增加而增大,分析认为这与输出转矩中的磁阻转矩分量有关,这是内置式永磁电机与表贴式永磁电机的一个重要区别,设计需要特别注意.样机测试结果表明：恒转矩区和恒功率区的转矩、功率都满足驱动系统要求.