一种基于摆动导杆机构的摆线推进器设计与实现

摆线推进器可实现偏心率大小和方向的连续可调,具有优异的操纵性,但其结构实现困难、复杂。现根据摆线推进器的工作原理,设计了一种基于摆动导杆机构的摆线推进器实现机构,并给出了基于摆动导杆机构的摆线推进器整体结构设计方案,其结构简单、可靠,可很好地应用于工程实际当中。     

环驱式集成电机推进器定常水动力性能CFD分析

为了提高水下航行器性能,文中利用商用CFD软件ANSYSCFX对某环驱式集成电机推进器水动力性能进行分析,基于SSTk-ω湍流模型,建立了包括控制方程、计算域、网格生成、边界条件在内的集成电机推进器三维流场数学模型。给出环驱式集成电机推进器敞水特性规律,计算结果显示进速系数为0.9时,敞水效率可以到达58.32%。     

一种新型摆线推进器控制系统的设计

为了简化摆线推进器的构造,减少推进器部件的磨损,设计了一种新型的摆线推进器控制系统.该控制系统采用步进电机作为摆线推进器控制机构,通过建立摆线推进器的叶片转角与叶片安装转盘转角的数学模型,得到步进电机控制脉冲数,使控制的叶片摆角满足叶片摆动规律.仿真试验结果表明,基于步进电机的摆线推进器控制系统能够较好地满足摆线推进器控制要求.     

纤维定量检测系统中烧杯组件翻转机构优化设计

针对混纺纤维定量检测系统中烧杯组件的功能需求,选用两摆动导杆机构串联的平面六杆机构实现翻转倒液功能。建立了该六杆机构运动学方程,得出导杆摆动角位移、速度、加速度函数。根据烧杯组件翻转过程中对振动性能的特殊考虑,建立了求解加速度波动最小的约束优化模型。通过复合形法在MATLAB中实现了该约束优化问题的求解,并显示优化前后的导杆摆动曲线图。研究结论对提高混纺纤维定量检测系统中烧杯组件翻转运动的稳定性具有重要的现实意义。     

基于摆动导杆滑块机构的摆线推进器设计

摆线推进器可实现推力大小和方向的连续可调,具有优异的操纵性,但其结构实现困难、复杂。现根据摆线推进器的工作原理,提出了一种基于摆动导杆滑块机构的摆线推进器实现机构,并对整体结构进行了详细设计,其结构简单、可靠,可很好地应用于工程实际中。     

基于Simulink的汽车雨刮器运动仿真分析

以汽车四连杆机构左右摆动式雨刷器为研究对象,建立该机构四连杆的数学模型,利用matlab／simulink强大计算和图解功能对其进行运动仿真,利用其位置、速度、加速度的图形化求解,为汽车雨刮器设计提供依据,具有一定的指导意义和实用价值。     

非圆齿轮—摆动导杆机构的应用与运动学分析

为了满足摆动导杆机构具体工程应用要求,在各杆长一定的条件下,通过电机输出单向变速运动来驱动摆动导杆机构,优化了摆动导杆机构的输出运动特性,改善了其综合性能,并且结合非圆齿轮传动特性,利用匀速电机驱动非圆齿轮再现单向变速运动函数,同样能够实现相同的运动要求。证实了机构传动的运动多样性和用途,同时为串联组合机构、非圆齿轮反求设计、优化设计提供可靠的研究方法。     

仿生扑翼机构的优化设计

建立了扑翼飞行器四连杆扑动机构的数学模型,运用遗传算法对该模型中的机构参数进行了优化设计.优化后的结果显示相对于原有机构其优化机构左右扑动角的不对称性降低为原先的17.07%.采用优化机构的扑翼飞行试验表明飞行中扑翼左右机翼的运动不对称性得到极大改善.从而为扑翼机构的设计提供了一定的理论和工程指导.     

不同水下仿生推进器性能影响的比较

各种模拟鱼类游动的水下仿生推进器,较传统的螺旋桨推进器有着低噪音、低扰动、高效率等突出优点。决定仿生推进器各个性能的重要因素之一,就是仿生推进器内部运动和动力的传动方式。比较分析了采用功能材料驱动、摆动舵机直接驱动、旋转伺服电机加运动变换机构驱动、液压传动等不同传动方式下仿生推进器的结构特点、运动自由度、推进性能,以及适应负载变化的特性,最后指出液压传动是一种综合性能较好的传动方式。液压传动的仿生推进器初步试验表明,该传动方式的结构简单紧凑、驱动能力强、可移植性好、具有优良的动力特性,有着广阔的应用前景和研究价值。     

导杆机构的MATLAB运动仿真

用复数法对导杆机构进行运动分析,研究摆动导杆机构中摆杆的角位移、角速度、角加速度,滑块的速度、位移.应用MATLAB中的SIMULINK模块对导杆机构运动进行了仿真,输出了仿真图形,直观地揭示了摆动导杆机构中摆杆、滑块的运动规律.     

竖轴固定直叶片潮流水轮机自启动性能研究

竖轴固定偏角直叶片潮流水轮机具有结构简单、系统稳定可靠、造价低的特点,具有广阔的应用前景。但是由于该机构在水流场中的自启动能力较差,低流速下很难启动,故在实际工程应用中有着明显的劣势。提高竖轴固定叶片水轮机自启动性能是目前研究的重点。本文根据叶片在流场中的水动力特点,利用数值模拟的方法在CFD中计算了不同流速下,叶片在不同位置时的自启动性能,同时计算出加装叶栅附体的水轮机的自启动性。进行对比后,得出加装叶栅附体可以提高水轮机自启动性能。初步总结了在设置不同角度、栅距后,不同类型的叶栅对水轮机自启动性能的影响。     

背叶片对离心料浆泵性能影响研究

背叶片经常被应用到特种离心泵设计中,它的设计影响了离心泵的扬程、效率等水力性能。文中针对背叶片的高度、形状等几何参数对离心泵的性能影响作了数值模拟研究,分别对设置有后弯式与直型背叶片的四种不同形状的离心泵内部流场作了三维湍流数值模拟,分析了因背叶片高度不同、型线不同对泵水力性能与内部流场的影响。结果表明,带后弯式背叶片的泵扬程和效率均较直型背叶片高。由不同高度背叶片中间截面压力分布图的对比分析发现,随着背叶片高度的减小,背叶片中间截面压力分布越来越均匀。后弯式背叶片中间截面压力分布较直型背叶片的均匀,直型背叶片相邻两叶片之间均存在非常强烈的回流与旋涡,后弯式背叶片随着高度的减小,相邻两叶片中间流道的流动越来越顺畅。随着背叶片高度的减小,其对泵性能的影响程度亦减小,实际上存在一个合理的背叶片高度的取值。本分析结果为离心料浆泵背叶片的设计提供了参考依据。     

喷管式翼缝对垂直轴风力机气动性能影响研究

具有良好动态性能是垂直轴风力机叶片高效捕获风能的关键,合理的流动控制方法可有效改善叶片气动性能,提高风能利用率。基于二维H型垂直轴模型研究不同椭圆形渐缩式翼缝及其开口宽度对垂直轴风力机动态失速的影响。结果表明,翼缝的主要作用机理是通过控制流动分离以延缓动态失速,较之原始翼型,椭圆形翼缝翼型在尖速比为0.5时转矩系数提高53.8%,显著增强了垂直轴风力机的起动转矩,但在尖速比大于1.5时因流动分离并不明显,从而作用效果并不明显;与传统渐缩式直翼缝相比,椭圆形翼缝因出口处流体与翼型表面相切而未显著影响外流场,从而使其在尖速比较大时功率系数相对更高。此外,椭圆形翼缝因减弱吸力面逆压梯度使叶片失速相位角推迟,从而有效抑制了流动分离,提高了风力机运行稳定性。     

宏压电纤维致动的水下推进器性能及机理

提出了一种宏压电纤维复合材料(macro fiber composite, 简称MFC)致动的仿鲹科身体/尾鳍(body or caudal fin,简称ＢＣＦ)水下推进器。利用搭建的实验平台测试了不同驱动电压条件下推进器的摆动性能，推进器在峰峰值为1 000 V，频率为17.7和3 Hz的激励电压下分别取得空气中最大摆幅峰峰值为45 mm，水下最大摆幅峰峰值13 mm。借助计算流体力学(computational fluid dynamics,简称ＣＦＤ)研究了仿生推进器在稳定摆动过程中流场特性和尾迹旋涡的分布情况，从推进器端部观察到的“反卡门涡街”结构揭示了仿生推进器的流体动力学机制和摆动式推进机理。推进器端部在x方向上的平均推进力可达1.5mN。研究成果对压电纤维致动器在仿生推进器的优化设计和提高其推进效率提供技术支持     

带导叶的直叶片竖轴潮流水轮机的水动力性能研究

为了提高直叶片竖轴潮流水轮机的水动力性能,利用势能工作的水轮机的导流叶柵的原理,在潮流水轮机流场周围加装导流叶柵,通过叶柵的导流作用改变经过潮流水轮机流场的水流方向、大小等,从而影响潮流水轮机的水动力性能。根据这一原理,利用Fluent流体力学计算软件数值模拟了导叶对水轮机的水动力性能影响。结果表明,导叶安装角、栅距、导叶距水轮机轨迹圆的距离等方面在低速比情况下会提高潮流水轮机的能量利用率。     

转子叶片数对翅板摆动泵流场的影响

针对转子叶片数影响着翅板摆动泵流场及工作性能的问题,为研究不同叶片数下,翅板摆动泵内部流场的变化情况,利用动网格和UDF技术,对叶片数分别为2、3、4、5和6的翅板摆动泵的二维流场进行了研究,对其在运动过程中的工作性能进行了分析。首先,根据翅板摆动泵的工作原理及其转子的运动方式,分析了转子叶片数与泵排量、容积效率的关系;然后,利用Mesh软件进行了网格划分,并结合RNG k-ε湍流模型,编写了UDF文件,对不同叶片数下的翅板摆动泵进行了数值模拟;最后,根据仿真得到的压力及速度分布云图,对比分析了不同叶片数下翅板摆动泵的工作性能。研究结果表明：当转子叶片数为2时,摆动泵吸油腔和排油腔的压力分布都很均匀,流速变化较平缓;随着转子叶片数的增加,吸油腔出现不同程度的低压区域及局部流速增大的现象,而且当叶片数为4、5、6时,在排油腔的弧形壁面与直线壁面间的夹角区域会出现流速降低的现象;经过综合对比可知,当叶片数为2时,翅板摆动泵的工作性能最好。     

平面四杆机构急回特性分析

根据教科书四杆机构急回特性的概念,分别对摆动导杆机构、曲柄滑块机构和双曲柄机构进行是否具有急回特性分析,并对双曲柄机构急回特性和曲柄滑块机构及导杆机构急回特性的程度的不同进行分析,有助于更好地理解急回特性。     

铝锭连铸机接锭装置的运动分析

针对铝锭连续铸造机接锭装置的四连杆机构进行运动分析,将机构中已知的尺寸参数和运动参数与未知的运动变量之间的关系用数学式表达出来,利用MATLAB强大的计算功能,求解四连杆机构运动轨迹、速度以及加速度等问题,并用图形化的方法表示分析结果,为研究和优化铝锭连续铸造机接锭装置的四连杆机构的运动性能和动力性能提供必要的依据.     

CFD在"机电一体化"导管桨性能分析及优化设计中的应用

将计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)应用于机电一体化导管桨水动力性能分析和优化设计的全过程。对某后置定子式导管推进器敞水性能进行计算,在大范围进速系数下计算推力系数和力矩系数均与试验值吻合良好,检验计算方法的有效性。对初始设计导管桨水动力性能采用同样的方法进行计算,包括从流体力学的角度计算确定导管的主要尺寸,并结合网格类型和网格密度的影响分析了计算结果的有效性,分析设计工况下未缠绕线圈的环对间隙流场特征和导管、桨以及整体水动力性能的影响,提出将环变短变厚及相应改变叶片型值的改进设计思路,以改善间隙流动,提高敞水效率。对再设计导管桨设计工况和非设计工况性能进行计算,将环表面压力分布和导管桨推进性能与初始桨进行了比较,并利用水动力试验值再次检验了计算结果。结果表明:两次利用试验值校验计算值均吻合良好,说明将CFD用于导管推进器初始设计和分析是有效的。间隙径向距离大,间隙内泄压和局部滞止流动区域范围也大;环轴向距离长,环两端的间隙内流动旋涡程度也大。环的存在对导管桨导管产生推力是有利的,但对叶片产生推力是不利的,使导管桨敞水效率降低。再设计导管桨桨的推力系数比初始设计导...     

分流叶片位置对离心压缩机级内部流动和性能影响的数值研究

运用数值求解叶轮机械内部三维粘性流场的方法,对工程上常用的某带分流叶片的离心压缩机叶轮及后接有叶扩压器的内部流动和性能进行数值研究。通过求解分流叶片处于不同周向位置和其前缘处于不同流向位置时级的流场,得到了对应的内部流场和压力、效率与流量的性能曲线。结合对级性能曲线和内部流场的详细分析,结果表明:分流叶片处于不同的周向位置和其前缘处于不同流向位置时对级的内部流场和性能曲线影响很大,分流叶片中间叶高处前缘位置位于50%左右和周向位置距长叶片吸力面一侧1/10栅距左右,级性能较佳。