目的解决我国风力发电量急剧增加所带来的“弃风限电”问题,提高风能作为一种清洁可再生能源在北方供暖季中的利用率,提出液压式风力致热系统。方法以张家口地区作为研究背景,利用Matlab/Simulink及PID控制仿真技术分别建立了组合风速、风力机、致热器及换热器4个子系统模型,采用模块化封装的方法得到液压式风力致热系统仿真模型,并对模拟结果进行分析。结果设计的组合风速模型与实际风速变化特征相吻合;致热仿真模型经过17 h运行可将4 m 3的液压油从10℃加热至80℃。风力机模型的最佳比例系数为0.81,液压式风力致热系统最大致热效率为55.8%。结论液压式风力致热系统模型的建立为风能在供暖方向的利用提供了新的方法。

目的研究CJ190Z4机床主轴模型机壳和主轴的动静态特性,得到主轴前6阶固有频率,振型和变形应力等,确定主轴前端及中端位移-频率关系和相位角-频率关系.方法利用Solidworks建立了CJ190Z4机床主轴模型的三维实体模型,将实验模型分为主轴和机壳两个子单元,运用Ansys Workbench有限元分析软件,对CJ190Z4机床主轴系统进行静力和动态分析,在此基础上进行谐响应分析,通过实测得到实验模型的刚体振动模态.结果不同温度下的主轴的固有频率不同,20℃下的前3阶固有频率分别为151.1 Hz,1 152.9 Hz,2 157.3 Hz,机壳单元的固有频率最小为255.15 Hz.主轴的1阶临界转速n=69 066 r/min,远大于主轴的最高工作转速3 000 r/min,主轴能有效地避免共振发生,保证了主轴的加工精度.主轴最大位移量是4.1μm,最大应力是19.5 MPa.固有频率随温度升高而降低.结论提高主轴的刚度和阻尼,可以有效减小振动变...

目的为实现清淤装置的轻量化和提高工作可靠性,以参数优化和拓扑优化结合的方法对清淤盘进行静、动态特性研究.方法优化前通过有限元分析确定优化目标和顺序优化方法;以质量最小化作为优化目标,以应力和柔度作为约束条件建立参数优化数学模型,对基盘进行参数化优化;以柔度最小作为优化目标,以体积缺省比和应力作为约束条件,建立拓扑优化模型,对清淤盘进行拓扑优化;最后对优化后的清淤盘进行静、动态有限元对比分析.结果优化后,结构的质量减轻了37.94%;迎水面积大幅减小;最大变形改变量分别为3.04%和11.07%;结构应力分别降低了55.24%和87.97%.结论清淤盘的优化达到了轻量化和减小迎水率的目的,结构刚度、强度均满足设计要求,且动态性能有所提高.

目的研究不同转速条件下电主轴内部空气流场分布情况.方法建立100M D60Y4电主轴油气润滑流道有限元模型，对不同转速的电主轴内部空气流场进行仿真模拟.结果空气流体在流经轴承时，并排安装的两个轴承有一个不能得到充分润滑;随着电主轴转速的增加，流体在电主轴前、后端的出口流速均随之增大，且前端出口速度变化剧烈，后端出口变化平稳;分析电主轴前后两端出口压力云图发现，前端出口存在回流现象，回流现象随着转速的增加变得更为剧烈;随着电主轴转速的升高，电主轴轴承等关键部位冷却效果有明显提高.结论转速增加，电主轴前后两端出口处流体流速增大，前端出口处回流严重，关键部位冷却效果有明显提高.

目的研究不同条件下角接触轴承动刚度对电主轴动态特性的影响,为优化主轴动态特性提供理论支持.方法基于拟动力学研究方法求解角接触轴承动态性能,建立电主轴转子系统有限元模型分析不同轴承滚珠材料和预紧力对轴承动刚度及电主轴动态特性的影响.结果钢球轴承刚度小于陶瓷球轴承,且随着转速提高,钢球轴承刚度下降较快;装配陶瓷球轴承电主轴一阶固有频率较高,工作端位移较小;随着预紧力提高,角接触轴承刚度软化效应减弱,主轴固有频率增大,轴端位移减小.结论改用陶瓷滚珠或者适当提高预紧力都能有效改善轴承动力学特性,提高电主轴固有频率,使得主轴动态特性得到优化.

目的为了提高高速机床主轴振动信号的测试精度,开发基于虚拟仪器的振动测试系统.方法笔者提出一种基于时域平均和FIR滤波的自动跟踪相关滤波振幅提取算法,并基于LabVIEW虚拟仪器编写了算法程序,为了验证算法的正确性,进行了仿真和实验分析;并将笔者算法与常规的自动跟踪相关滤波提取算法进行对比.结果仿真和试验表明笔者算法测得的幅值精度控制在97%以上,且较之常规自动跟踪相关滤波法,振幅提取精度提高27%以上.结论与常规自动跟踪相关滤波法相比,笔者算法具有更高的幅值提取精度,且在不同主轴转速下提取振动幅值精度稳定,能够满足不同转速下的幅值提取要求.

目的研究电主轴润滑系统供气压力、供油量、供油间隔及主轴转速4个参数对电主轴油雾粒径的影响;分析各因素对油雾粒径影响的显著性,计算得出各因素对油雾粒径的影响强度.方法以100MD60Y4电主轴产生的油雾为研究对象,通过单一因素试验方法分析供气压力、转速、供油量及供油间隔因素对油雾颗粒粒径分布的影响,利用单因素方差法证明各因素对油雾粒径PM 2.5和PM 10均具有显著性影响.结果供气压力为0.29 MPa时对空气质量影响最小,为保证加工环境空气质量,加工过程中应尽量避免转速在18 000~24 000 r/min、供油量在13.5~17 mL/h、供油间隔在45~90s工作.结论电主轴系统供气压力、供油量、供油间隔及转速对电主轴油雾粒径均有显著性影响.对油雾粒径小于等于PM 2.5所占比例的影响强度从大到小依次为供油间隔、供气压力、转速、供油量;对油雾粒径小于等于PM 10所...

目的研究压电陶瓷驱动器在不同条件下的力输出特性,为压电陶瓷驱动器力输出方面应用提供理论依据.方法首先,设计一种压电陶瓷力输出性能测试装置;然后,对预压力施加速度、施加预压力与电压的间隔时间、装置设计等外界因素对力输出特性影响进行分析;最后,使用最大输出力、平均迟滞度、最大曲线偏差值、曲线漂移量和曲线周期延迟量等多个评价指标,对PSt/150/4/7VS9型压电陶瓷驱动器在不同预压力、电压频率、循环工作、电压步长等条件下的力输出特性进行实验分析.结果压电陶瓷驱动器在150 N预压力和1 Hz的电压频率条件下输出效果最好,最大输出力可达到116.56 N,平均迟滞度为10.74%,曲线最大偏差为3.89%,曲线漂移量为-0.47 N;过多次循环工作会造成迟滞曲线的重复性变差和延迟累计增大现象;相同电压步长下,力输出增量随着起始电压的增大而增大.结论...

目的建立笼冷机笼床液压负载敏感比例速度控制系统的数学模型．方法在分析篦冷机笼床液压负载敏感比例速度控制系统的各个部分组成特点和工作原理的基础上，利用液压伺服控制和液压比例控制的原理，对系统的各个部分分别建立微分方程，在一定的条件下对方程进行了简化，经拉氏变换后得到系统传递函数、方框图，对典型工况下模拟仿真．结果得到符合实际的笼冷机篦床液压负载敏感比例速度控制系统的数学模型．结论笼冷机笼床液压负载敏感比例速度控制系统数学模型由4个部分组成，每一部分有三类方程组：流量方程、连续方程以及力平衡方程．系统方框图与通常的液压伺服系统相比多出了一个反馈环．模拟仿真结果表明系统数学模型符合实际．

目的分析MG100型全液压锚杆钻机全方位调整钻架的构造及工作原理确定锚杆钻机钻头工作的矢量空间域.方法通过对锚杆钻机全方位调整钻架立面摆动部分、滑移伸缩部分和旋摆部分的分析论述了全方位调整钻架的构造;并把实际工作状态下的钻架简化为数学模型分析其工作原理运用机器人运动学原理建立了钻头的运动方程.结果大臂绕与上支座铰接的铰点旋转范围为-20°~＋55°桅杆在立面内的摆动范围为-142°~＋24°桅杆绕回转支承轴旋转92.5°桅杆可在滑槽内滑移1 000 mm.它反映出钻杆具有多方向钻进能力.结论得出了钻头工作的矢量空间域为钻机的整体设计与使用提供了理论基础.