气垫车辆风机系统设计与计算

分析了风机作用下气垫车辆的垫升机理，针对试验样车的垫升需求，以流量、全压、功率以及各种无因次特性参数为指标对风机进行了选型与计算，并计算了气垫车辆的理论飞高。最后通过风机性能试验对比了所选风机的理论与实际工作特性，验证了风机系统设计与选型的合理性。     

气垫车辆围裙结构设计与分析

基于某型试验样车的特点,简述了围裙在气垫车辆上的作用,比较了气垫车辆应用的各种不同围裙形式的优缺点,选择了折角指型围裙用于该型气垫车辆。为提高气垫车辆的通过性能、垫升性能和使用性能,围裙的抗撕裂性和抗翻折性,对围裙结构和几何参数进行了理论设计与力学分析。针对传统气垫围裙经验设计方法的缺点, 根据能量互等定理得到围裙结构的变形协调条件,采用四线寻点的方法确定了围裙的结构参数,制作并在试验样车上安装了折角指围裙,在实车垫升试验中取得了较好的效果。     

垫升车辆气垫流场分布仿真计算

采用大型工程CAE软件ANSYS对垫升车辆的气垫流场分布进行了仿真计算。通过对围裙气垫部分的横、纵两个中心剖面流场进行分析,将三维流场简化为二维流场,验算了垫升力,为设计理论飞高和选取合适的风机提供了依据。     

利用气垫技术进行大型构件移动与翻身的基本构想和气囊设计

以目前生产设备的大型化趋势为背景,初步提出了利用气垫搬运系统来代替传统的运输、搬运方式的构想,即运用气垫技术和气囊原理实现了大型构件的搬运和翻转.在采用气囊作为大型构件翻转操作的主要设备的前提下,对气囊的布置、所需气囊数量、气囊的尺寸进行了相应的设计.旨在有效配合外围垫升系统运行,达到垫升、移动和翻身的目的.     

新型两足气垫靴式行走机构设计

常规车辆在湿软路面复杂环境下会面临稳定性和通过性差的问题。针对湿软路面的作业环境特点,结合非常规车辆和移动机器人技术,文中提出了一种新型两足气垫靴式行走机构设计方案。首先讨论了该行走机构的方案设计并阐述了其行走原理,然后对该机构的运动学进行了分析,并对分析结果进行了虚拟样机仿真。仿真结果初步验证了所提方案的合理性和可行性。     

基于叶序仿生抛光垫化学机械抛光温度的研究与分析

为了解决在化学机械抛光过程中抛光温度分布不均匀问题,使用叶序仿生抛光垫进行研究,并建立了抛光温度场模型。利用有限元分析软件ANSYS,对抛光温度场进行了仿真分析,获得了抛光垫的叶序参量对抛光温度分布的影响规律。通过对仿真结果进行分析发现,合理选择仿生抛光垫的叶序参数,能够使抛光温度变得更均匀。     

半履带气垫车气垫特性的试验与仿真研究

半履带气垫车是用于软湿路面运输的特种车辆,对其气垫系统的研究对提高此车辆的性能具有重要意义。在气垫系统设计过程中需要对风机转速、等效飞高、静压转换率等参数进行测量,为解决部分参数难以测量的问题,提出半履带气垫车气垫系统中各参数之间关系的求解方法。在自行设计的半履带气垫车原理样机上进行气垫力试验,得到气道特性曲线及气垫力和悬架弹簧的变形关系。通过相应的流体力学仿真,分析气垫系统中风机转速与等效飞高之间的关系及其对静压转换率的影响;通过进一步建立气垫系统的垂向刚度弹性模型,对等效飞高和气垫系统的垂向等效弹簧刚度等参数之间的关系进行分析。此结果为带气垫系统的车辆的设计提供了参考。     

路轨两用车起升液压缸稳定性分析

路轨两用车辆底盘的旋转装置是辅助车辆上下轨道的必要组成结构,而旋转装置中起升液压缸的稳定性是车辆安全上下轨道的前提与保障。为了研究起升液压缸的稳定性是否满足使用要求,该文首先基于ANSYS Workbench线性屈曲分析仿真方法对起升液压缸进行稳定性分析,求解其轴向临界屈曲载荷,查看屈曲状态,然后利用传统理论计算方法验证屈曲分析仿真方法的正确性,研究结果表明:轴向临界屈曲载荷大于实际工作载荷,起升液压缸满足使用要求,传统理论计算方法与仿真分析法相比相对比较保守,两者有12%的误差,仿真分析方法可行。研究验证了液压缸屈曲分析仿真方法的正确性,对有关液压缸的稳定性分析具有指导意义。     

气垫带式输送机的气垫流场特性研究

气垫带式输送机在运行过程中普遍存在输送带与盘槽之间的气膜不均匀问题，为此，对带式输送机气垫流场特性进行了仿真分析研究。首先，根据受力平衡原理对气垫压力进行了理论推导，并给出了气垫压力理论分布表达式和曲线图；然后，通过构建气孔周围气体流动模型，推导出了气孔附近流场的压力以及速度分布，通过构建横截面气体出流模型，推导出了气垫沿横截面出流的速度及压力分布；最后，采用流体动力学分析软件Fluent对气垫场进行了仿真分析，并研究了不同气孔流速、气孔排列方式以及气垫厚度对气垫流场特性的影响。研究结果表明：带式输送机气垫压力随着气垫厚度的增加而减小；气垫承载力与气孔流速呈线性关系，线性比例K=41.57;最佳气孔排列设计参数为孔径7 mm,孔距75 mm;在气垫厚度为3 mm～5 mm时，气垫刚度随气垫厚度的增加而减小。     

基于碰撞安全性的可导向防撞垫设计

针对目前可导向防撞垫的吸能单元在碰撞变形过程中挤压两侧波形板而导致波形板散落造成二次损伤的现状,从而提出了一种"H"型的吸能单元构型。根据我国《公路护栏安全性能评价标准》(JTGB05-01-2013)评价标准,设计了一种满足80 km/h碰撞速度的TA级可导向防撞垫,并通过建立车辆-防撞垫有限元仿真模型结合碰撞仿真试验,对TA级可导向防撞垫的碰撞安全性进行综合分析。结果表明,仿真计算所得车辆运行轨迹没有出现侧翻、攀爬和骑跨等现象,各碰撞工况车体的最大加速度分别为:17. 3g、16. 5g、14. 6g、8. 1g,满足碰撞安全性法规的评定标准要求。     

两栖车辆水上推进装置的研究

通过时两栖车辆所选用的水上推进装置进行分类,定性分析了各种水上推进装置的工作原理及其性能,并作出了综合评价,为两栖车辆的进一步论证、研究奠定了一定的基础。     

微型扑翼飞行机器人气动力测试系统

微型扑翼飞行机器人飞行时的气动力是主要的性能指标,低雷诺数下的空气动力学还没有成熟的理论和经验公式可以遵循,因此需要设计并验证了一个微型扑翼飞行机器人气动力测试系统:采用2个位于水平和垂直方向的力传感器作为敏感元件分别测量微型扑翼飞行机器人飞行时的推力和升力,使用两个柔性铰链分离垂直、水平方向的气动力,降低非测力方向力对力传感器的影响。文末给出并分析了该系统用于微型扑翼飞行机器人气动力测试的实测推力和升力。     

基于CFD软件的两栖车辆仿生推进装置翼盘仿真模拟

采用RNGk-ε湍流模型与SIMPLE算法,应用CFD软件对两栖车辆仿生推进装置的翼盘在不同速度工况下进行数值模拟。通过分析不同速度工况下翼盘所能产生的推力和翼盘外流场的分布情况,直观揭示了2种翼盘的运动情况,为两栖车辆仿生推进装置的研制提供了一定的参考依据。     

风浪激励下的两栖车辆非线性横摇动力学研究

采用单自由度系统研究了两栖车辆在规则波浪和风载荷激励下的非线性横摇动力学,建立了考虑非线性阻尼和非线性恢复力矩的非线性横摇动力学方程。非线性横摇动力学方程对应的哈密尔顿函数表明,当只有波浪扰动力矩作用时,非线性横摇运动是对称的;当有风载荷作用时,两栖车辆的非线性横摇运动不在对称。采用梅尔尼科夫法给出了激励幅值的阈值范围。最后,采用四阶龙格库塔法对两栖车辆的非线性横摇运动方程在不同的外载荷参数下进行数值积分。结果表明,两栖车辆横摇在风浪联合作用下表现出明显的非线性特性。     

用Fluent分析仿生翅翼运动产生的升力和升力系数

在微型扑翼飞行器的分析和设计中,仿生翅翼运动所产生的升力和升力系数具有重要的意义.应用计算流体力学分析软件Fluent对其进行了研究.研究结果表明翅翼在不同的运动模式下所产生的升力和升力系数是不同的,对比翅翼在匀速拍动或单纯以正弦规律拍动时的升力系数和基于铰链四杆机构驱动翅翼拍动时产生的升力系数,结果表明后者拍动时可以获得更大的升力系数;Fluent是对不同的翅翼运动模式下进行升力和升力系数分析比较简便、有效的工具.     

喷水推进系统在两栖战斗车辆上的研究与应用

经对美国先进两栖突击车（AAAV）水上航速的分析,提出了两栖车辆喷水推进理论的研究,主要目的是使新型两栖战斗车辆能在水上航速有大的提高。     

基于压力反馈的机械式高速气缸缓冲装置研究

介绍一种基于进气腔压力反馈机械式高速气缸缓冲装置。根据仿真数据,找到较好缓冲时可变面积节流口变化曲线,结合实验得到不同负载质量及不同活塞速度下缓冲行程中进气腔压力变化规律。将进气腔压力作为缓冲阀芯控制气压,对缓冲过程中排气节流面积进行控制。设计实验样机并在不同工况下对其进行实验。结果表明,在一定工况变化范围内,此缓冲装置具有较好的自适应能力,符合设计要求。     

CAD二次开发与两栖车辆水上性能分析

利用ObjectARX对AutoCAD二次开发,开发出了两栖车辆的水上性能分析软件,对某两栖车辆的静水特性进行了分析。结果表明该方法比同传统方法在计算精度和效率方面有较大提高。     

Cushion pressure control system for an intelligent air-cushion track vehicle

This paper presents the control system of cushion pressure for the developed intelligent air-cushion track vehicle (IACTV) for operating on swamp terrain and wet fields. A novel auto-adjusting supporting system is designed for the vehicle’s intelligent air-cushion system. Focusing on minimizing the total power demand of the vehicle, an optimization model has been established, for examining the effects of vehicle parameters and load distribution on power consumption by controlling air-cushion pressure. Then optimum cushion pressure is determined based on the developed optimum pressure — sinkage relationship and the pressure in the cushion chamber is controlled by the Fuzzy controller by maintaining volume flow rate and continuously monitored by the pressure sensor attached with the cushion chamber. The ultrasonic displacement sensor is used to measure the sinkage of the vehicle. The output voltages of the ultrasonic displacement are used to operate the pull-in solenoid switch through the microcontroller which closes the circuit of the compressor motor. Distribution of vehicle load to the air-cushion system is controlled by Fuzzy Logic controller by maintaining the inside pressure of the cushion.     

Three-dimensional flow characteristics of propeller-propulsion WIG effect vehicle with direct underside pressurization

Numerical investigations for a 3-dimensional WIG effect vehicle with DUP (direct underside pressurization) have been performed. The purpose of this study is to analyze the aerodynamic characteristics and static height stability of DUP using computational fluid dynamics (CFD). When a WIG effect vehicle accelerates to take off on water, increased pressure under the fuselage by DUP (propeller and air chamber) can considerably reduce the take-off speed and thus minimize the effect of the hump drag which is one of the technical difficulties of a WIG effect vehicle. The accelerated air by the propeller enters the air chamber through a channel in the middle of the fuselage resulting in an augmentation of the lift by changing the air pressure from dynamic to static. However, the DUP is not favorable for both stability and aerodynamic performance of the WIG effect vehicle because the accelerated air produces an excessive drag, negative pitching moment and 3-dimensional effects (that is, yawing and rolling moments). The result shows that the effect of yawing and rolling moments is not serious.