为了便于对液压静力压桩机进行改进,介绍准恒功率液压静力压桩机的结构、工作原理、压桩过程,以及建立准恒功率液压静力加力压桩系统动力学模型的相关理论。分析准恒功率液压静力加力压桩过程,利用AMESim仿真平台建立准恒功率液压静力加力压桩系统的动力学模型,设置模型中的主要参数进行动力学仿真,并分析动力学仿真结果。仿真结果表明增大升降油缸活塞直径,能减小压桩机加力压桩时的机身速度,增大压桩机加力压桩时的加速度;增大升降油缸活塞的初始高度,能减小压桩机加力压桩时的机身速度和加速度;降低压桩机升降油缸活塞的初始高度,或增大压桩机升降油缸活塞直径,均能减小压桩机加力压桩时压桩机的机身位移。

针对工程机械工作过程中产生的强振动引起电磁换向阀阀芯瞬态液动力和电磁力变化,进而影响电磁换向阀压力-流量特性和换向时间的问题,建立基础振动下电磁换向阀的动力学仿真模型,并通过实验验证模型的正确性。运用多目标遗传算法对振动环境下电磁换向阀的主要结构参数进行优化设计。研究结果表明阀的最佳设计参数是阀芯质量为0.005kg,阻尼系数为22.03N s/m,弹簧刚度为2384.8N m;优化后,基础振动下电磁换向阀流量波动失效区域降低80%,流量降低区域全部消失,换向时间延长区域降低62%。该研究可为基础振动下电磁换向阀的选型和设计提供依据。

揭示梁侧倾分析中弯扭平衡方程的力学意义是梁截面内弯矩等于外弯矩及内扭矩等于外扭矩;提出采用梁截面力矩矢量分析法解决各种荷载类型和不同支承条件下侧向屈曲梁截面弯扭力矩的计算问题;采用伽辽金(Galerkin)法求解梁侧向屈曲平衡方程。研究结果表明采用力矩矢量分析法可以方便地建立梁侧倾弯扭平衡方程;临界荷载计算值与传统的无穷级数解非常接近,且数值上稍低于无穷级数解,这说明采用伽辽金法进行梁抵抗侧向屈曲设计是偏于安全的。

从动量模型、数值计算和测试试验等3方面介绍目前H型垂直轴风力机的变桨距研究方法,给出各类分析方法的优点和不足。着重围绕机械传动变桨和液压传动变桨2方面阐述垂直轴风力机的变桨距实现方案,指出现有中小型垂直轴风力机在整体响应时间、1周实时变桨、下风区流场计算及动态失速下可靠变桨等方面存在的难点。最后对未来变桨距垂直轴风力机的发展趋势进行展望。

为实现挖掘机能量回收研究中作业工况的标准化,构建挖掘机典型作业工况。提出一种基于时间−功率关系的挖掘机作业工况表征方法,建立基于机载传感数据的挖掘机功率需求模型与动臂可回收功率模型,通过对大量作业数据的采集分析构建挖掘机两元作业工况大样本数据库。提出基于动臂运动状态的短循环作业工况划分方法与特征参数,通过K均值聚类算法结合作业工况数据转换建立作业短循环样本空间。采用极大似然估计与马尔科夫链方法构建以3类工况组合为特征的典型作业工况,并对其进行验证。研究结果表明:构建工况的负载最大功率偏差与动臂可回收最大功率偏差分别为7.81%和7.61%,特征参数平均偏差为4.26%,远低于10%的偏差要求。样本空间中动臂势能回收的综合节能潜力为22.56%。构建的典型工况能反映综合实际工况的一般特征,可为挖掘机能量回...

为解决绝大多数足式机器人的腰部是固定不可变的问题,研究一种腰部可变的四足爬行机器人,并分析腰部和腿部的形态,从数学上给出腰部构态变换的条件。另外,考虑腰部可变设计出扭腰直行步态和扭腰原地旋转步态,并将其与传统步态进行比较,分析不同步态在稳定裕度、活动空间和通过狭窄弯道等方面不同的优势。最后,研究腰部变胞使机器人在足尖活动空间、视觉观察等方面具有的特征,显示所设计的机器人对环境的适应能力。研究结果表明可基于变胞机构设计爬行机器人腰部使其构态可变,腰部构态可变可以提高四足机器人的灵活性和环境适应能力。

为了预控双重螺旋法加工齿轮副的啮合特性,研究基于圆弧刀廓的双重螺旋法加工齿轮副齿廓修形对齿面接触性能的影响。首先推导采用圆弧刀廓、双重螺旋法加工的齿面方程,基于Ease-off分析圆弧刀廓加工对齿面失配量的影响;采用有限元法进行加载接触分析,得到不同刀廓加工齿轮副的接触位置及形状、传动误差、接触压力,对比分析不同刀廓加工齿轮副啮合性能对安装误差的敏感性。研究结果表明圆弧刀廓修形可改善接触区位置和形状,避免边沿接触,减小传动误差,提高传动平稳性;显著降低工作与非工作齿面最大接触应力,以及边沿接触对安装误差的敏感性,有利于提高齿轮副承载性能和磨损寿命。

为了有效支持产品变型设计和大批量定制设计,将产品平台中的广义模块按不同属性分成6类,针对分类得到的参数化模型进行包含性关系挖掘。对参数化模型间的包含性关系分析主要包括4个步骤：1）从广义模块中抽取各类代码作为数据表的字段,将各类零部件的序号作为数据表的事务,构建事务数据表;2）将事物数据表转化为0-1矩阵,运用Apriori算法找出频繁项集;3）通过比较频繁k-项集内部的置信度,得到参数化模型之间的强关联关系;4）得到模型间包含性关系。最后以阀门产品为例,对提出的包含性分析方法进行验证,并输出阀门各个参数化模型间的包含性关系。研究结果表明：经挖掘得到的包含性关系有利于产品与工艺资源的快速检索和再利用,便于产品与工艺的精确和非精确配置,进而促进企业大批量定制产品战略的有效实施。

为了准确分析加速过程中圆柱滚子轴承的运动特性，建立圆柱滚子轴承动力学模型，模型中考虑加速度、运行工况、结构参数以及润滑剂流变特性等参数，对轴承运动特性进行瞬态以及时变分析。研究结果表明：考虑润滑剂的黏弹性可以提高动力学模型的预测精度。加速度对轴承打滑影响较大，尤其对非承载区滚子的转速影响较大；加速度越大，轴承滚子和保持架打滑越严重；轴承在加速过程中，滚子转速随时间呈阶梯上升，而保持架转速呈线性增大；滚子由承载区进入非承载区时，滚子转速先略微减小，由非承载区进入承载区时，滚子转速骤然增大；滚子与内滚道间相对滑动速度vij大于滚子与外滚道间的相对滑动速度voj，由于加速度的影响，相对滑动速度voj的方向在最大承载区附近发生变化；在非承载区，滚子与内滚道相对滑动速度较大，大载...

为提高机电产品装配环节的可靠性,首先采用“功能—运动—动作”的结构化分解方法得到元动作单元,然后对产品历史故障数据进行分析以确定各运动单元的故障模式,并建立运动单元故障树;为提高分析效率,使用二元决策图(BDD)对故障树进行转化,得到故障树的最小割集,并根据基本事件的发生概率计算得到基本事件的重要度;然后根据80/20定律将重要度较高的事件确定为可靠性控制点,分析可靠性控制点故障的故障源,建立基于多色集合理论的故障与故障源间的布尔关系矩阵,提出在装配过程中针对各主要故障原因的可靠性控制措施。研究结果表明该故障建模和可靠性控制技术能够有效提高装配过程中的可靠性。