复杂涡轮蜗壳零件金属型铸造模具设计

涡轮蜗壳铸件结构复杂,零件要求致密,不允许存在内部缺陷。通过对涡轮蜗壳铸件结构、材料和铸造工艺性进行分析,介绍了金属型铸造模的结构设计,采用组合砂芯及金属成型镶块设计消除铸件倒扣,简化了模具结构;合理设计浇注系统、冒口位置及排气方式,消除了铸造缺陷的产生。经生产注明,该模具结构合理,生产的铸件完全符合要求,且产品质量高。     

双向变流器在分布式发电系统的应用

以微型燃机驱动高速电机为核心的分布式发电系统受到了广泛的关注.由于高速电机输出的高频交流电能不能被直接应用,需要采用适当的电力变换系统.提出了一种用于分布式发电系统的双向变流器拓扑结构和基于空间电压矢量脉宽调制(SVPWM)的控制原理及实现步骤.此变流器在机组起动时,被用作逆变器;机组正常发电时,用作整流器,将交流电转换为直流电.仿真结果表明:所设计的结构和采用的控制策略是可行的.     

气动微型转子发动机的设计和实验研究

介绍了毫米级微型转子发动机（汪克尔类型）的设计,其在各零部件的设计、加工上和大尺寸的转子发动机存在很大的不同;为了避免由于发动机尺寸的减小而带来的微燃烧问题,采用高压气体作为动力源;对内部燃烧型微型转子发动机进行研究,设计出以高能最密度的碳氢化合物作为燃料的微型转子发动机;本文给出了气动微型（毫米级）转子发动机的实验调试、测试平台,实验结果表明：气动转子发动机的输出功率和转速是随着进气口压力的增大而增加的,通过改善密封可以大幅提高发动机的输出功率和效率。     

车床动力卡盘电液比例扭矩加载系统的建模与分析

可靠性快速试验是研究车床动力卡盘夹紧可靠性的实用方法,动力卡盘的可靠性主要受夹紧扭矩的影响。采用电液比例溢流阀控制加载泵输出压力来控制施加到动力卡盘上的扭矩,建立了扭矩加载系统的数学模型,并利用MATLAB软件对电液比例加载系统进行了仿真分析。仿真结果表明:系统传递函数能有效地表征加载系统输入电压与输出扭矩的关系,系统动态性能满足快速可靠性试验要求。     

伺服压力机三角连杆传动机构特性的仿真分析

应用MSC.ADAMS软件建立三角连杆机构的虚拟样机,分析了不同三角连杆形状和连杆的固定铰接点的不同位置对滑块运动速度、载荷输出和驱动扭矩的影响。分析结果对于伺服压力机连杆传动机构的设计有重要参考价值。通过对滑块冲量对机构载荷影响的仿真分析结果看,滑块冲量产生的载荷在压力机上可忽略不计。     

排气系统疲劳断裂及振动特性分析

通常汽车在行驶过程中,由于道路和发动机的外部激励,排气系统经常发生断裂并影响车辆的NVH指标。通过建立波纹管的结构模型和橡胶吊坠的动力学模型,确定了对振动特性影响最大的关键部件和主要参数。以某歧管式催化转化器的断裂故障为例,基于CAE技术进行了低周疲劳和热疲劳分析,并提出了结构优化方案。此外,对整体排气系统进行了模态分析,根据分析结果对原悬点位置进行了调整。试验表明：改进后的歧管式催化转化器结构解决了断裂故障,优化了排气系统的振动特性。     

某微型涡轮发动机涡轮熔模铸造工艺设计与优化

针对某微型涡轮发动机,运用Pro CAST软件对涡轮的熔模铸造工艺进行数值模拟。通过对铸件充型凝固过程温度场、速度场以及固相分数场的分析,预测铸件产生缺陷的位置与实际铸件吻合。在原工艺基础上进行铸造工艺改进和优化,最终消除了涡轮铸件缺陷。     

涡轮钻具涡轮扭曲叶片造型设计与研究

考虑涡轮流道径向不同圆柱层液体至轴线距离对液体质点的运动速度以及与叶片间相互作用的影响,建立了一种简化的涡轮液流模型,并对涡轮轴流系数和环流系数进行了适当修正,设计了一种扭曲叶片涡轮。采用数值模拟的方法,对比分析了扭曲叶片涡轮和直叶片涡轮的水力性能,验证了该设计方法的可行性。结果表明:扭曲叶片涡轮较直叶片涡轮,在压降减小39.6%时,转化扭矩降低19.4%,效率提高10.5%,并且其综合水力性能得到了提升。相关研究为扭曲叶片涡轮的设计提供了理论依据,对实际工程具有一定的参考价值。     

基于单轴扭矩传感器的信号提取设计与试验

针对六自由度机械臂关节扭矩传感器,为有效地提取机械臂关节的扭矩信号,提出一种适用于单轴扭矩传感器的信号提取方法。通过设计信号调理电路,采集扭矩信号,对电桥输出的微弱信号进行放大,同时减小同步温漂对信号输出的影响,解决电路的零偏问题。对扭矩测量传感器进行标定试验,得到扭矩测量传感器的性能指标及每个关节承受的扭矩与输出电压之间的关系。通过试验,验证了采用双全桥电路测量扭矩的可靠性。     

排气系统疲劳断裂及振动特性分析（英文）

通常汽车在行驶过程中,由于道路和发动机的外部激励,排气系统经常发生断裂并影响车辆的NVH指标。通过建立波纹管的结构模型和橡胶吊坠的动力学模型,确定了对振动特性影响最大的关键部件和主要参数。以某歧管式催化转化器的断裂故障为例,基于CAE技术进行了低周疲劳和热疲劳分析,并提出了结构优化方案。此外,对整体排气系统进行了模态分析,根据分析结果对原悬点位置进行了调整。试验表明:改进后的歧管式催化转化器结构解决了断裂故障,优化了排气系统的振动特性。     

基于变化载荷下孔口出流的扭矩缓慢输出装置

扭矩缓慢输出装置通过齿轮齿条以及压簧良好的储能特性产生扭矩,通过液压缸、单向阀和流量阀的组合应用,实现扭矩的缓慢输出。针对液压缸非恒定出流缺少变化载荷下的计算公式,无法进行量化分析,建立了受变化载荷下的孔口非恒定出流的流速和流量的数学模型,得到了扭矩缓慢输出的时间。经过理论分析和实验验证可以将大扭矩缓慢输出,验证了建立的数学模型的正确性。该装置具有结构简单、传动效率高、输出扭矩大等特点,同时可以有效地防止其在零件失效的情况下因扭矩快速输出造成危害。     

基于ABAQUS的螺旋摆动油缸两级螺旋副螺纹参数优化

为研究螺旋副螺纹参数对螺旋摆动油缸性能的影响规律,获得最优螺纹参数,在现有螺旋摆动油缸结构的基础上,建立了内螺旋环、活塞和输出轴构成的两级螺旋副系统三维模型,然后应用有限元软件ABAQUS合理划分网格并根据实际使用工况进行加载,分析了牙型角与螺距参数对螺旋摆动油缸效率、输出扭矩等性能参数的影响规律,并得到了螺旋摆动油缸综合性能较佳的螺纹参数,分析结果对螺旋摆动油缸性能优化具有一定工程指导意义。     

微坑分布位置对复合润滑结构缸套摩擦磨损性能的影响规律

采用电火花加工方法在FeNi合金镀铁缸套试样表面的止点、中点、全程位置刻蚀微坑织构,采用球磨法对微坑填充固体润滑剂MoS_2以制备复合润滑结构缸套。采用对置往复式摩擦磨损试验机,研究微坑分布位置对复合润滑结构缸套摩擦磨损性能的影响规律。采用SEM和EDS研究配副的磨损形貌。结果表明:复合润滑结构缸套能提高承载性能、降低摩擦因数,但不一定都能提高缸套的磨损性能和抗拉缸性能。唯有微坑分布在止点的复合润滑结构缸套相比未处理缸套,表现出良好的减摩耐磨和抗拉缸性能,摩擦因数降低了4.97%~6.26%,对磨环磨损量减少了58.3%,拉缸时间延长了10倍。随着往复运动的进行,微坑中的MoS_2逐渐向缸套表面转移,改善了止点区域的润滑性能,良好保护了摩擦界面。     

螺旋齿摆动液压缸螺纹副优化动力学分析

建立了螺旋齿摆动液压缸的两级螺旋副动力学数学模型,采用ADAMS仿真软件对其进行动力学分析,研究其在极限外负载条件下的最大角度及输出扭矩;依据建立的动力学模型,对螺旋副关键参数进行了优化,分析了不同螺旋升角对两级传动副输出性能的影响。研究结果表明:两级螺旋副最佳螺旋升角在50°附近时传动效率最高。搭建了螺旋齿摆动液压缸样机试验台,通过样机试验验证了动力学模型的准确性。     

单轨吊起吊液压回路启动特性分析

随着采矿设备的发展,开采量的增加对近年来广泛应用的单轨吊的性能提出了更高的要求。以单轨吊起吊液压回路为研究对象,分析其液压制动缸进油路上的阻尼孔对马达启动的影响。建立系统的数学模型,并在Simulink中仿真得出结果,再通过AMESim进行仿真试验。结果表明：在制动液压缸的进油路上设置阻尼孔对马达的启动具有延时作用,可以让马达有足够大的启动转矩时迅速启动,防止因解除制动过快而马达启动转矩不足的情况出现;相对于无阻尼孔的回路,其液压冲击也会减弱,随着阻尼孔孔径的减小,延时效果会更加明显。     

基于电增压协同的液力变矩器流量输出研究

液力变矩器受到内部流场影响很难选择正确参数，导致输出结果误差较大。针对该问题，提出采用电增压协同技术来分配或规划电动涡轮机的功率，以协调发动机独立工作时的抛物线负载和恒力矩负载，从而得到液力变矩器输出流量精确结果，即通过分配或规划电动涡轮机功率，使车辆发动机的动力性能最优。与普通增压技术的对比实验结果表明：采用电增压协同技术，变矩器输出流量与理想情况下数值最大误差仅为0.01 m3/s，输出结果准确，能够为汽车稳定、高效行驶提供技术支持。     

导体铜套开槽筒式永磁联轴器的设计与研究

研究齿槽转矩产生的机制,利用有限元电磁仿真软件Ansoft Maxwell建立永磁联轴器二维模型,分析导体铜套开槽筒式永磁联轴器输出转矩提高和转矩波动范围增大的原因。依据齿槽转矩产生机制,进一步分析开槽数量与磁极数的关系对齿槽转矩的影响规律,还通过仿真得到不同槽宽占空比、永磁体占空比条件下PMC的齿槽转矩和输出转矩特性曲线,给出削弱齿槽转矩、提高输出转矩并减小转矩波动的参数优化方法,为永磁联轴器的设计应用提供一定的理论参考。     

风力发电机齿轮箱高故障率原因的研究及改进措施

风能是利用最广泛的清洁能源,随着对新能源的不断开发利用,风力发电机的装机容量不断提高,然而却出现了风机故障率较高的问题,通过对风力发电机故障诊断研究现状进行分析,发现在风力发电机各部位故障中齿轮箱是故障率最高的部位,并且风力发电机齿轮箱故障率明显高于普通齿轮箱,以典型风力发电机齿轮箱为研究对象,通过仿真分析与研究,研究了风力发电机齿轮箱故障高发的作用机制及根本原因,在结构上提出了相应的改进措施,并对改进后结构的有效性进行了验证,为风力发电机齿轮箱的设计及运行提供了重要的参考。     

船舰转叶舵机用复式液压摆动缸结构解耦研究北大核心

针对转叶舵机操舵过程中所受水动力负载复杂且与转舵角度、角速度构成强力位耦合关系,严重影响舵机系统控制性能的问题,在分析舵叶表面流体力的基础上,提出一种新型复式液压摆动缸结构解耦的方案。该复式摆动缸为双层结构,舵驱动缸嵌套在力矩解耦缸内部,驱动缸转子与舵杆固连,驱动缸壳体兼做力矩解耦缸转子。通过驱动驱动缸转子进行舵机角度控制,解耦缸转子转动,施加主动力矩作用在驱动缸转子上,抵消水动力在舵杆上产生的负载力矩,消除水动力对舵角控制的影响。仿真结果表明:该复式摆动缸能有效解决流体力干扰,对舵角控制品质的提升有质的帮助。     

大气边界层内Magnus叶片设计与研究

由于地面黏度和地形粗糙度的作用,使得靠近地面的大气边界层处存在较大的风力梯度,该梯度作用于叶片上将产生叶片的转矩变化和俯仰力矩,从而导致输出功率的减少。为了提高输出功率,提出了一种基于马格努斯效应的阶梯型叶片。在整个研究中,将阶梯型叶片简化为分段自旋的圆筒,以NACA4418叶型作为对比研究对象。利用叶素动量理论对两种叶片进行分析与计算,研究表明:大气边界层的存在导致传统叶片的输出功率减少10%,而用阶梯型叶片代替传统叶片,其输出功率将增加近70%。同时采用计算流体动力学进行模拟计算,计算结果表明,传统叶片效率损失估计在4%~5%,而阶梯型叶片效率反而增至60%。