为满足车载深冷高压储氢气瓶对复合材料层的层间性能要求,使用短纤维插层的方法改善树脂基碳纤维复合材料拉伸性能,并通过添加不同种类与含量的短纤维探究短纤维增强拉伸性能机理。试验证明,纤维直径较小的玻璃纤维能够通过桥联作用使碳纤维复合材料拉伸性能有较大提升。

以径向动压轴承为研究对象,基于摄动法理论建立了计入周向表面波纹度下的扰动Reynolds方程,利用有限差分法和松弛迭代法对Reynolds方程、能量方程以及温黏关系式进行离散求解,计算了重载工况、不同波长下的压力场和温度场分布、无量纲承载力、端泄流量、摩擦力、偏位角等静特性参数,分析了低振幅周向表面波纹度对轴承润滑性能的影响机理,以及附加扰动压力随波长的变化关系。结果表明在周向表面波纹度波长较大时,波长的变化对轴承静特性影响较大;在计算分析滑动轴承的润滑特性时,应计入表面波纹度和热效应的影响。

目前煤矿巷道掘进支护过程中存在支护效率低、支护劳动强度大、安全风险系数高等问题,这些问题将影响巷道的支护和掘进速度,最终影响煤矿的开采效率。设计了七自由度掘进工作面液压支护机器人,该机器人与传统机器人不同,其大臂具有伸缩功能,各个关节均采用液压驱动,通过伸缩大臂到达不同的工作区域,而且该支护机器人可以安装在掘进工作面的支护平台上进行巷道支护。根据工况,计算各关节所需要的力矩,并对液压支护机器人进行运动学分析;为实现巷道的安全高效智能支护、掘进,提出了一种以机器人代替矿工的掘进支护施工新方案。

应急放能源系统是飞机液压系统失效时用于飞机起落架收放的应急动力单元,但该系统存在压力脉动大导致系统不稳定等问题,严重影响飞机的运行安全。利用航空过滤器内部腔体形成压力脉动衰减器对脉动进行抑制。采用压力波声学传播理论及Comsol Multiphysics进行了有限元建模及仿真,得到过滤器腔体直径、腔体长度、入口直径、出口直径为影响过滤器传递损失的关键参数。通过实验测试,过滤器后压力脉动幅值由20.9±0.44 MPa衰减至20.9±0.15 MPa,衰减效果良好,增大腔体直径后脉动抑制效果进一步增强,与仿真结果一致。验证了过滤器压力脉动建模仿真方法的正确性,也为小流量液压系统过滤器设计提供了新的思路。

基于特种装备车辆转向系统恒流量需求的背景,以优化某型恒流量径向柱塞泵输出动特性为目的,进行了恒流量机理解析及流量脉动分析优化。针对流量输出特性搭建了数学及仿真模型,并对比仿真、试验结果,以验证原理、模型的有效性。并以恒流量值、恒流量临界转速为约束条件,对流量脉动率进行了优化分析研究。结果表明:可通过该型结构实现柱塞泵恒流量功能;在输入转速大于恒流量临界转速后,随转速升高,平均流量将趋于稳定,而流量脉动将随转速升高而升高;通过优化柱塞直径、偏心距和节流口开口量,可有效降低流量脉动率5%以上。

针对固定端部竖直方向为弹性约束的悬臂梁结构进行了模态分析.用欧拉-伯努利梁模型,推导出前3阶固有频率方程和振型函数.针对不同刚度,采用数值方法求解固有频率方程,得到固有频率随约束刚度变化的关系曲线.运用最小二乘法对该曲线进行函数拟合.以不同尺度梁为例,通过有限元方法对该拟合函数的正确性进行了验证,其误差小于2%.应用该函数,通过固有频率对端部刚度进行识别,其误差小于6%.

汽车气缸盖锻件在生产过程中容易出现各种裂纹,影响产品质量。针对当前气缸盖锻件检测缺陷精度和效率低的问题,提出了一种基于YOLOv5网络改进的算法模型YOLOv5-MG。首先,搭建图像采集平台,制作气缸盖锻件缺陷样本数据集。然后,将YOLOv5 Head架构SPP-YOLO替换为Decoupled Head结构,提高模型的准确率和效率;使用双向特征金字塔(bidirectional feature pyramid network,BiFPN)替换YOLOv5网络原来的路径聚合网络(path aggregation network,PANet),增强图像浅层特征信息与深层特征信息的融合;引入完备交并(completeintersectionoverunion,CIoU)的计算方法提升算法检测的定位精度。实验表明,改进的算法在测试集上的均值平均精度达到了99.81%,F1的分值为0.99,浮点运算数为17.2B。相较于其他深度学习模型,该方法有效地提高了气缸盖锻件的缺陷检测效率和精度,能够满足缺陷检测的要求。

针对目前混凝土管片生产过程中主要靠人工实现圆弧曲面抹平的情况,设计一种三轴联动自动抹平设备。根据人工抹平混凝土曲面的方式,利用2个直线轴和1个旋转轴联动实现圆弧曲面的插补运动和刀具角度调节。电气控制系统以GSK25iMb数控系统为核心,运用时间分割插补法进行圆弧插补运算,实现对混凝土管片圆弧曲面的自动抹平。通过UG对圆弧曲面进行路径规划,保证刀轨覆盖整个圆弧表面。进行了现场实验,结果表明:抹平后的混凝土管片表面平滑无凹凸,可达到生产精度要求;该设备极大地提高了混凝土管片的生产效率。

双螺杆泵容积效率的影响因素复杂且容积效率计算困难。为解决此问题,提出一种基于理论模型及响应面法相结合的容积效率建模优化方法。基于平行平板液流理论建立双螺杆泵效率理论模型,进行敏感度分析,筛选出影响泵容积效率的最敏感设计参数为间隙、压差及动力黏度。基于正交试验和响应面法,通过有限元数值仿真分析,建立泵容积效率与敏感参数的拟合关系模型。仿真结果表明所选择的敏感参数对效率影响均显著。基于该拟合关系模型,以容积效率为优化目标,建立优化模型并求解,获得最优敏感参数组合,使泵容积效率显著提高。所提优化方法可降低仿真计算的复杂性,提高理论模型的精度。

航空不锈钢编织软管作为航空液压系统中占比庞大的元件,自身存在较大的弹性,对系统影响比硬管更大。目前许多研究将压力差比拟为电压,把流量比拟为电流,从而建立起包含液阻、液容、液感的流体网络。为了建立航空不锈钢编织软管的压力传递模型,建立双编织层软管的本构模型进行软管形变行为预测,得到航空不锈钢编织软管传递模型关键参数——液容的解析模型,最终建立了考虑软管形变行为的电学比拟模型。Simulink仿真结果强调了编织钢丝直径、编