发动机舱排气引射系统多目标优化设计

为了满足工程机械散热性能需求并实现节能降噪,将排气引射系统应用到结构设计中。为获得排气引射系统最佳性能参数,提出以引射系数和截面压差为目标函数的多目标优化设计方法。利用ANSYS Workbench平台,通过中心复合设计试验方法确定设计点,利用CFX流体动力学软件对不同设计点进行数值模拟,根据获取的响应值建立输入与输出关系的响应面模型,运用多目标遗传算法对引射系数与截面压差进行多目标优化,得到符合设计原则的Pareto优化解集。将排气引射系统应用到发动机舱中,与电子扇方案对比,进行多角度评价。结果表明,通过多目标优化,排气引射系统的引射系数提高50.4%,截面压差下降2.3%,与电子扇方案相比,可有效提高空气侧流量,提高冷却系统散热性能。     

锥形缸体球面配流副润滑特性建模及试验验证

配流副油膜的润滑特性对轴向柱塞泵的可靠运行有重要影响。建立了锥形缸体球面配流副油膜润滑特性仿真模型,并通过试验验证了模型的有效性。对锥形缸体进行受力分析,通过对柱塞滑靴组件运动学和受力的分析,求解得到柱塞滑靴组件对锥形缸体的作用力;通过对球面配流副油膜厚度分布和压力分布的分析,求解得到球面配流副对锥形缸体的油膜支承力;采用有限容积法对油膜进行离散化处理,通过牛顿迭代法数值求解球面配流副油膜润滑特性和锥形缸体运动方程;开展轴向柱塞泵高压稳态试验和轮廓扫描试验,获得不同稳态试验时长的球面配流盘磨损形貌,对比球面配流盘磨损轮廓与仿真得到的油膜厚度分布和压力分布。研究结果表明,仿真得到的油膜厚度较小区域与配流盘主要磨损区域相近,验证了锥形缸体球面配流副油膜润滑模型的有效性。     

基于主控式创新的显示屏幕质量检测方法研究

针对显示屏幕工艺过程繁杂和市场需求多样的特点,在已做市场和可见需求的基础上,基于主控式创新设计方法从市场需求角度和技术进化角度分析未满足需求缺口、挖掘潜在市场需求,帮助企业及客户实现价值增值服务。首先,运用创新矩阵分析企业现有工艺过程质量检测方法的需求缺口,并确定未来质量检测方法的情境模式;其次,运用TRIZ理论分析现有方法的不足和情景模式的提升方向;然后,基于企业工艺过程质量监测数据和市场需求历史反馈数据构建客户潜在需求挖掘模型;并结合现有自动光学检测和信息化技术,提出产品全生命周期智能化质量检测方法构架;最后,以某微电子企业的显示屏幕工艺过程质量检测为研究对象,说明所提方法的可行性。     

基于工况风险评估的叉车门架多工况拓扑优化

以某3T型内燃叉车的标准门架为例,实现了典型工况下门架系统的整体非线性有限元分析;基于工况数据（工作时长、结构应力及形变位移）,提出了工况风险评估方法及工况风险指标（RI）的概念;依据工况风险指标,提出了一种分配多工况拓扑优化权重系数的方法;采用折中规划法,以多工况下门架加权柔度最小为目标函数对门架结构进行拓扑优化;根据优化结果对门架结构进行改进设计,并进行了有限元分析。研究结果表明：风险评估法较传统平均分配法能得到更优的目标值;与原门架结构相比,新门架结构在3种典型工况下的最大应力分别减小10.05%、10.25%和1.58%,最大位移分别减小13.17%、12.93%和8.28%,质量减小7 kg。     

轴向柱塞泵缸体位姿机液一体化联合仿真

轴向柱塞泵在实际工作过程中会发生缸体倾覆现象,影响轴向柱塞泵的可靠性和寿命。为揭示缸体倾覆的原因,运用1D-3D联合仿真模型进行研究。分析了缸体x, y, z 3个方向上的受力情况及动力学方程。搭建轴向柱塞泵1D液压系统模型以及3D多体动力学模型,并通过接口实现仿真模型间的数据交互,得到完整的机液一体化仿真模型。对于不同工况下的缸体位姿进行仿真分析,结果表明:联合仿真模型能准确模拟缸体的受力情况,分析不同工况下的缸体位姿,可作为揭示缸体倾覆现象有力的分析工具。     

含概率盒变量的动力总成悬置系统可靠性分析

动力总成悬置系统(Powertrain Mounting System, PMS)的可靠性分析存在不确定参数建模不准确和计算效率低下的问题。因此,文中将概率盒(probability box, p-box)引入到PMS不确定性分析中,并提出基于拒绝采样原理的PMS混合不确定性分析方法。首先,为了获得固有特性计算方程,建立PMS的12自由度模型;然后,分析随机变量和参数化p-box变量的特点,实现两种变量的统一表达;再次,提出一种基于双层蒙特卡罗抽样法和基于拒绝采样原理的混合不确定性分析方法,实现PMS固有特性响应的不确定性分析;最后,通过实际案例验证了所提方法的有效性和高效性。     

工程车辆的综合换挡规律研究

工程车辆的动力性和液力变矩器的传动效率是工程车辆换挡规律考虑的关键.首先从基本换挡规律出发,分别分析了最佳动力性换挡和节能换挡规律的换挡原理和过程;接着提出一种换挡规律,即综合换挡规律,该换挡规律是将最佳动力性换挡与节能换挡规律结合,分别提取最佳动力性换挡的升挡线与节能换挡的降挡线作为该换挡规律的升挡线和降挡线;最后运用MATLAB/SINMULINK软件建立整车仿真模型,将综合换挡规律与最佳动力性换挡、节能换挡规律进行仿真对比分析,得出综合换挡规律在保证工程车辆动力性和稳定维持其处于较高传动效率上相对更为优越.     

基于悬置刚度法的客车方向盘怠速振动传递路径分析

为更加准确识别某中型客车怠速工况下的方向盘振动来源,提升传递路径分析精度,文中总结了基于悬置刚度法分析振动传递路径的基本方法,并以该车方向盘为研究对象开展方法验证。首先,通过计算该车悬置软垫预载力、对已有的悬置软垫数据进行多元回归拟合以及整车方向动刚度转化计算出该悬置软垫实际动刚度;其次,测试系统水平频响函数以及激励点与响应点的加速度信号;再次,用基于阻抗矩阵法TPA所得的结果以及实测结果作为标杆进行对比,比较结果显示悬置刚度法TPA具有较高的精度。传递路径分析结果表明排气系统X向振动对方向盘怠速振动贡献量最大。断开发动机与排气系统连接,发现方向盘怠速振动加速度明显降低,进一步验证了基于悬置刚度法的传递路径分析结果的可靠性。上述分析结果可为车内振动的传递路径分析提供借鉴。     

采用等效重构载荷的虚拟传递路径分析

工作载荷识别复杂,传递路径描述困难等是小型航空机载装备传递路径分析（Transfer Path Analysis,TPA）所面临的难题。根据装备系统耦合特征,以有限载荷节点表征分布动态载荷区域,并运用基于传递关系矩阵的载荷反演技术重构路径点等效载荷,将无限传递路径简化为有限路径,构建了虚拟传递路径分析（Virtual Transfer Path Analysis,VTPA）模型。以燃油泵调节器为例,将4 种VTPA 模型的合成结果与振动响应分析结果进行对比,选择合成效果最佳的基于传递率矩阵的无源系统虚拟传递路径分析（Transmissibility?Based Single?body Transfer Path Analysis,TB?STPA）模型进行路径贡献量分析。结果表明垂直于安装面的路径方向对目标响应影响最大,增加辅助支撑装置能够显著降低电插座振动响应,验证了TB?STPA方法的有效性。     

基于时域仿真法的断续铣削颤振预测

颤振是影响铣削加工表面质量和限制切削效率的重要原因,准确获取稳定性叶瓣图是避免颤振的有效途径.精加工铣削常使用小径向切深/刀具直径比,产生过小的实时切削厚度,刀具容易脱离工件,造成显著非线性因素;过小的径向切深/刀具直径比也导致铣削加工高度断续.因此,常用的圆弧切削厚度已不能近似实际切削厚度,进而影响断续铣削加工颤振预测.采用考虑实际切削厚度的时域仿真法预测断续铣削加工颤振稳定性.该方法使用刀具实际运动轨迹计算切削厚度,并综合考虑了铣削过程中刀具和工件的动力学特性对切削厚度的影响.提出基于相关系数的无量纲颤振判定准则,并用于铣削仿真结果加工状态的判定.通过钛合金Ti6Al4V铣削验证试验结果,所提出的时域仿真法能准确预测小径向切深/刀具直径比所致的断续铣削加工稳定性叶瓣图,为高断续铣削加工无颤振加工参数选择提供了一种有效方法.