采用含高阶项的Mooney-Rivlin本构模型对在机械密封沟槽中单侧受限丁腈橡胶O形圈的密封性能进行了数值计算,重点研究了预压缩率和介质压力对O形圈接触应力、接触宽度和峰值应力的影响。模拟计算结果表明计算值与Lindley半经验公式值和Wendt实验值较为一致;O形圈预压缩率对主接触面上的接触应力分布有较大影响,而对受限侧接触面上的接触应力分布影响较小;预压缩率越大主接触面上峰值应力越大,而侧接触面上峰值应力基本不变;介质压力作用会对O形圈产生二次压缩,介质压力越大,主接触面和侧接触面上的峰值应力越大。被预压缩橡胶O形圈承受介质压力时,具有"自紧密封"特性,接触应力曲线具有抛物线特性;较小的O形圈预压缩率可以产生较大的接触应力。因此,建议机械密封O形圈的预压缩率不宜过大,以满足机械密封补偿环浮动性和端面追随性的要求。

针对大扭矩液压伺服试验机,重点分析测控系统功能需求,基于FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)研究和设计信号采集测试和液压伺服控制器,用Verilog HDL硬件描述语言实现功能模块,仿真结果表明,FPGA实现测控系统的可行性和灵活性。

针对液压伺服扭转试验机系统,提出一种基于Solidworks/Matlab的系统联合建模与仿真方法,通过机构的实体造型建立机构模型并进行仿真。该建模方法具有较高的准确性与便捷性。分别在位置闭环与力闭环控制器的作用下,对系统的响应性能进行仿真分析,验证了液压伺服扭转试验机系统的可行性,为液压扭转试验机系统的设计提供理论依据。

为研究槽区分布对密封性能的影响,以发散型T形槽液膜密封为研究对象,通过改变槽形区域位置,使其分布在动环外侧、中部及内侧,形成外槽形、中槽形和内槽形3种结构;建立其相应模型,对其液膜流场进行数值计算,讨论工况参数和槽形几何参数对3种槽形结构密封性能的影响。结果表明:槽区分布对密封性能有重大影响,同一条件下,外槽形拥有较强的流体动压特性和流体泵出效应,从而具有较大的开启力和较低的泄漏量,在3种槽形中密封性能最好;工况参数和槽形几何参数对3种槽形的开启力和泄漏量有较大影响,当膜厚取2~5μm,槽深取5~9μm,槽数取10~14个,发散角取32°~40°,可获得较好的密封性能。

逆运动学问题是冗余度机器人运动控制、轨迹规划和动力学分析的基础,也是机器人学中最重要的问题之一。以末端执行器位姿的误差最小为优化目标,建立适应度函数,将求解冗余度机械手的逆运动学问题转化为一个等价的优化问题,在优化算法的基础上通过杂交变异果蝇优化算法(HMFOA)进行冗余度机械手逆运动学问题的求解。采用嗅觉搜索杂交突变机制和视觉搜索的动态实时更新机制,有效解决果蝇优化算法(FOA)的收敛问题,并提高算法的收敛速度。为进一步验证HMFOA的有效性,在七自由度机械手上对HMFOA进行了测试,将其结果与FOA、LGMS-FOA和AE-LGMSFOA等算法进行了比较,证明HMFOA能有效地解决冗余机械手的逆运动学问题。

通过对电火花线切割碳钢工件的亚表面层组织金相观测和微观硬度测量,分析不同碳含量碳钢工件亚表面层的微观组织结构,获得不同碳含量碳钢工件亚表面层的微观硬度分布情况,结合材料相变理论,阐明工件微观组织和微观硬度分布的形成机理。随后,设计单因素实验,分析工艺参数和碳含量的增加对于重铸层厚度(RLT)的影响规律,并分析这些影响规律的内在原因。实验结果显示重铸层厚度随碳含量的增加先增大后减小,重铸层厚度随脉冲电流和脉冲宽度增大而增大,随间隙电压增大而减小。该研究可为实际电火花线切割加工过程提供重要的理论依据。

从机电一体化系统的机械技术部分选取经典案例进行了Simulink建模、GUI设计、参数的传递、运行仿真等,阐述了把Simulink和GUI用于课程教学仿真研究的一般步骤。结果表明,把MATLAB的Simulink和GUI用于机电一体化系统课程的仿真教学是可行的、有意义的,避免了在多参数调整中反复直接解算复杂超越数学方程组,易于实现动态可视化教学,方便学生对课程的理解,降低了教学成本。

为解决水果高枝采摘难和水果采摘器单一采摘的问题,设计一种新型实用的剪切式木本水果采摘器。设计分线结构来达到开始工作时间稍微错开的目的。不损伤水果表皮为前提,以产生平衡剪切枝条时的力和力偶为目的,设计气囊夹持机构,并通过对不同果皮类型的水果比较分析确定一个气压中间值。该新型采摘器有效提高了对生长在高枝的木本水果采摘作业的效率,解决了多种木本水果统一采摘的问题。

利用ANSYS有限元软件建立了虹吸离心机转鼓的二维有限元模型，对其在正常工作状态下的整体结构进行了应力分析，得到了转鼓的径向、轴向变形和应力分布，以及最大应力点，并对局部应力进行了进一步的分析。结果表明原设计的虹吸式离心机转鼓的强度和刚度均满足要求，但是在拦液板和转鼓底边缘的设计过于保守，因此在保证强度和刚度的前提条件下，减少了其边缘连接处的厚度。

飞机牵引车是一种重要的机场地勤设备,主要用于在地面移动各种飞机。本文针对一新研飞机牵引车液压制动及转向系统试验中发现的助力转向瞬间失灵现象,在各种典型工况下对系统压力及转速等参数进行了实际测试,并在实测数据的基础上基于AMESim软件平台建立了该飞机牵引车液压制动及转向系统的仿真模型,然后通过相同工况下仿真结果与实测数据的对比,验证了系统仿真模型在一定简化条件下的准确性。最后通过对系统充液特性、流量分配等动态过程的仿真分析,进一步分析验证了问题的成因并提出了相应的解决方案,最终取得了预期的实际效果。