混合阻塞变刚度软手指设计与实验

为了解决单一阻塞介质变刚度软机械手抓取复杂外形物体效果不佳的问题,受人体手指结构启发,设计了一种仿指腹结构的混合阻塞变刚度软手指。将其设计为双层结构,外层为气动驱动器,内层为基于主动层干扰与被动颗粒阻塞的混合阻塞变刚度层,使得软手指自动贴合被抓取对象,实现主动驱动的被动适应,并通过调整刚度实现可靠抓取。基于传统缝纫工艺,采用超弹性硅胶材料制造软手指。采用Euler-Bernoulli梁理论和虚功原理,建立了基于悬臂梁结构下的多材料软手指的刚度控制模型,并据此提出增大整体刚度的材料筛选方法。弯曲特性实验表明软手指的弯曲性能优异。变刚度和抓取实验结果表明,混合阻塞软手指刚度增大4.6倍,建立的刚度模型最大相对误差为3.4%;在抓取对象表面粗糙度增大的条件下,软手指拉脱力仍增大17%,达到1.7N;相较于单阻塞介质软手指,抓取成功率和承载能力均得到显著提高。     

拖拉机行星齿轮箱故障响应特性动力学仿真及验证

针对目前农业机械设备少有从振动机理方面研究行星减速轮系的故障特性,且缺乏对不同故障程度下系统故障特性的研究等问题,该文以拖拉机传动系统中的行星齿轮减速箱为研究对象,建立了行星轮系动力学模型,考虑了其在运行时振动传递路径时变效应对振动信号的影响;推导了行星轮故障下的啮合刚度变化表达式,并引入故障因子,得到了不同故障程度下的啮合刚度;采用变步长的Runge-Kutta方法求解行星轮系动力学模型,分析得到了行星轮分别出现裂纹及断齿故障时系统响应的频谱特性。模型分析结果表明,由于振动传递路径时变效应对响应信号的调制作用,行星轮系频谱中的啮合频率及其倍频附近出现了以行星架转频为调制频率的边频带;当行星轮出现裂纹或断齿故障时,啮合频率及其倍频附近不仅出现了以行星架转频为调制频率的边频带,同时还会出现以行星轮故障频率为调制频率的边频,且断齿故障状态下的边带幅值较裂纹故障下更加明显。最后将试验信号与模型信号进行对比分析,分析发现,试验与模型响应信号对应频率的最大相对误差分别为4.65%和2.32%,决定系数R2分别为0.999 6和0.999 8,所得试验结果与模型结果基本一致,验证了所建立模型的准确性。该文可为农机设备中行星轮系的故障机理及系统健康监测研究提供参考。     

基于数值仿真的泵阀变刚度弹簧设计与优化

目前往复泵锥形阀普遍采用定刚度系数弹簧,但是对于定刚度系数弹簧,单纯的通过调节刚度与预紧力并不能实现提高吸入性能的同时降低阀盘的落座速度与滞后高度,此外传统泵阀设计中,弹簧预紧力与刚度的确定往往是根据经验设计公式,这些公式是在特定条件下近似得到,简化过程中存在很大的计算误差。针对上述不足,该文建立了弹簧变刚度系数条件下阀盘运动规律的数学模型,论证了刚度渐减型弹簧可以提高往复泵的吸入性能,并基于阀盘运动规律的数值仿真模型,建立了以阀盘无冲击为约束条件,阀隙间最大水头损失最小为目标函数的优化模型,采用遗传算法与模式搜索相结合的优化方法对变刚度弹簧参数进行了优化求解,优化结果与传统设计方法确定的定刚度系数弹簧泵阀相比最大水头损失降低了20.85%。该优化设计方法对于指导泵阀弹簧参数设计具有一定的指导意义。     

基于土壤基质势的灌溉预报及自动控制系统设计

为了使灌溉预报及自动控制系统简单、投资成本低且便于推广应用,设计了一套基于土壤基质势的灌溉预报及自动控制系统.通过利用电接点压力表测量负压计中的压力,设定不同作物、不同生育期、不同灌水方式的灌水下限和上限.当土壤基质势达到灌水上下限时,通过电接点压力表和自动控制电路,实现灌溉预报和自动控制.灌水过程中,通过单片机、远传水表和液晶显示屏,可以实现灌水时间、灌水量和灌水次数的记录与存储.经室内试验验证表明基于土壤基质势的灌溉预报及自动控制系统合理可行,对于粉砂壤土可以将灌水上限的土壤基质势设置为-8 kPa左右.     

8%甲氰菊酯·丁氟螨酯纳米乳剂的研制及其性能

【目的】农药复配可扩大防治谱、降低单剂用药量和生产成本,延长药剂使用寿命。开发能耗低、稳定性好的纳米乳剂,使农药有效成分可以通过剂型加工更好地发挥其生物效果,提高药效。【方法】采用药膜法测定两种杀虫杀螨剂甲氰菊酯、丁氟螨酯对朱砂叶螨(Tetranychus cinnabarinus)的毒力,采用共毒因子法评价两个药剂的增效作用,共毒系数法进行复配农药最佳配比筛选,最后对配比与共毒系数进行数学模型方程拟合对最佳配比进行筛选;并在获得最佳配比的基础上采用低能乳化法加工成8%甲氰菊酯·丁氟螨酯纳米乳剂,根据联合国粮农组织纳米乳剂特性及基本要求,进行8%甲氰菊酯·丁氟螨酯纳米乳剂质量控制指标检测;并通过接触角和黏附功的测定初步探究纳米乳剂的性能。【结果】药膜法测定甲氰菊酯、丁氟螨酯处理朱砂叶螨雌成螨24 h后LC_(50)分别为711.62、4.32 mg·L~(-1),共毒因子法测定结果表明,甲氰菊酯和丁氟螨酯复配在质量比18﹕1和165﹕1之间具有增效作用,增效配比区间较宽,两者复配可行。共毒系数法结果表明,甲氰菊酯与丁氟螨酯的质量比为50﹕1时,共毒系数(CTC)最高,CTC=209.96。通过方程拟合,甲氰菊酯·丁氟螨酯配比与共毒系数的数学模型为y=-216.86x2+19201x-424807,R~2=0.864,理论最佳配比约为39﹕1(质量比),CTC=211.91,进一步通过共毒系数法对理论最佳配比验证得:甲氰菊酯﹕丁氟螨酯=39﹕1时,毒力回归方程为y=0.66x+3.8,r=0.9757,LC_(50)=60.96 mg·L~(-1),共毒系数(CTC)高达215.36。由以上结果可知理论最佳配比与实际最佳配比增效作用基本一致,说明筛选的甲氰菊酯和丁氟螨酯最佳配比具有实际可靠性。最终确定39﹕1(甲氰菊酯﹕丁氟螨酯质量比)为最佳配比进行纳米乳剂的研制。通过溶剂、乳化剂、水质的筛选,得到8%甲氰菊酯·丁氟螨酯纳米乳剂的最佳制剂配方,优化配方为:甲氰菊酯7.8%,丁氟螨酯0.2%,溶剂10%(溶剂油S~(-1)50#﹕二甲苯=4﹕1),乳化剂9%—11%(十二烷基苯磺酸钙﹕聚氧乙烯脂肪酸酯=2﹕3),丙三醇2%,水补足至100%。所研制8%甲氰菊酯·丁氟螨酯纳米乳剂外观呈透明均相液体,乳液稳定性、低温稳定性、热贮稳定性、经时稳定性等指标均合格,稀释200倍呈淡蓝色均相透明液体且分散性良好。8%甲氰菊酯·丁氟螨酯纳米乳剂与两种单剂相比接触角更小,黏附功大,纳米乳液雾滴与靶标结合得更加牢固,药液不容易从靶标上洒落,更有利于植物对药液的吸收,可提高药效。【结论】采用共毒因子法、共毒系数法与拟合方程相结合进行最佳配比的筛选,其结果可以更全面、客观地反映出二元复配剂的增效情况,对农药复配有一定的指导价值,同时纳米乳剂的引入对于改善当前农药剂型结构具有重要意义。     

软母线刚度对特高压电气设备地震响应影响分析

为研究软母线刚度对特高压电气设备地震响应的影响,建立考虑刚度的软母线位形函数、最大弧垂及软母线最大应力的计算公式。通过软母线连接的特高压设备振动台模型试验与有限元计算的对比分析,验证了笔者给出的考虑刚度的软母线位形函数、最大弧垂计算公式的正确性。有限元分析结果表明:当软母线的刚度增大时,软母线的垂跨比减少,软母线与特高压设备之间的地震耦合作用增强,增强了软母线对设备的拉伸作用,从而使设备的地震反应随着导线刚度的增加而增加。软母线刚度对频率较高的设备其地震反应的影响要大于对设备频率较低设备地震反应的影响。     

基于workbench的baja赛车车架有限元分析

赛车车架作为赛车各个部件的安装载体,是赛车的重要组成部分,它的刚度和强度直接影响赛车的安全性能.针对辽宁工业大学2015年baja参赛赛车,利用workbench软件对赛车车架进行有限元分析,并对其刚度和强度进行校核,从而保证赛车的安全性.     

压路机振动轮减振测试分析

针对某款压路机,以提高设备的隔振效率为目的,对振动轮的振动传递进行了测试,找出影响振动烈度的主要因素.结合该款机型特征探索性提出提高隔振率的措施,经测试验证,明显降低了经减振器输出后的振动烈度.此隔振措施具有推广意义.     

植物叶片润湿性特征的初步研究

植物叶片的润湿性表现了叶片对水的亲和能力,叶片上润湿的一层水膜对植物的光合作用、叶片截流降水有重要的影响.测定了陕西省境内34种植物叶片对水的接触角,初步探讨了叶片润湿性的一些特征.所研究植物叶片正面的接触角为O°～140°,平均85.4°.接触角大于95°不润湿的植物占到测定总数的31.4%;小于85°润湿植物中占到51%以上;而介于润湿与不润湿之间的物种占17.1%.叶片的正面和背面的润湿性具有一定水平的差异.叶面角质与腊质的比例对润湿性有重要的影响.叶片上附属物的多少也会对润湿性产生影响,附属物愈多,润湿性愈差;人为去除附属物可以极大地增加叶片的润湿性能.植物叶片上的气孔和叶脉通过影响叶片的粗糙程度来影响叶片的湿润性.     

气液叉流下受热液膜的热质传递特性

采用VOF两相流模型研究了气液叉流条件下受热液膜热质传递特性,在模型中添加了表面张力源项和气液相间传质源项.为了验证所建立模型的可靠性,采用非接触式红外热成像测温方法,进行了相应的气液叉流试验.对叉流条件下受热液膜热质传递过程进行了试验和模拟计算,结果显示无量纲壁面温度计算结果与试验结果吻合很好.应用所建立的模型,模拟计算并分析了表面张力、固液接触角、液膜流量等因素对液膜流动侧形和热质传递性能的影响,结果表明：在其他参数保持不变的情况下,表面张力从0.014 N／m增大到0.072 N／m的过程中,液膜覆盖面积由82.7％减小到73.2％;固液接触角从30°增大到60°的过程中,液膜覆盖面积由80.6％减小到69.4％;液膜流量越小,液膜厚度越小,越有利于液膜的蒸发;相反,较高的液膜流量会使液膜厚度增大,阻碍了液膜蒸发,从而使外掠过液膜的单位体积空气含湿量减小.