变双曲圆弧齿线圆柱齿轮作为一种新型传动方式,为研究几何偏心误差对其传动精度的影响规律,利用基于旋转刀盘加工原理得到的齿面方程,运用MATLAB与UG建立起精确的含几何偏心误差的变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的三维模型,运用ADAMS分析得到该齿轮在啮合过程中的转角误差变化规律。得到了其几何偏心误差对传动精度的影响规律,将仿真分析结果与理论计算结果进行对比,得到理论几何偏心误差计算值与实际几何偏心误差仿真计算值相对偏差量较小。验证了基于ADAMS动力学分析齿轮几何偏心误差的可行性,同时验证了传统理论计算法在变双曲圆弧齿线圆柱齿轮上应用的正确性。得到通过测量齿轮间的动态传递误差可以来间接计算变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的几何偏心误差值。

针对电容层析成像技术的图像重建问题,提出了在拉普拉斯变换下重构信号的1范数正则化方法。首先,证明了在有限元三角网格的离散计算中,FOT(first-order Tikhonov)正则化的转换矩阵等同于使用余切值表示的拉普拉斯转换矩阵,在一定程度上体现了总变差算法与拉普拉斯稀疏约束算法之间的相关性,为三角网格下的图像重建提供了一种合理、简便的正则化方法。然后,选择Split-Bregman算法解决拉普拉斯1范数正则化约束的电容层析成像逆问题。最后,通过比较4种典型流型实验数据在4种不同重建图像算法下的图像质量,验证了拉普拉斯1范数约束算法的有效性。

为了改善传统磨床传动式电机与角接触球轴承导致的加工精度低、拆卸加工困难等问题,采用动静压轴承和永磁同步电机对其结构进行改进,利用有限元对该主轴进行分析得出主轴的最大形变量为0.0020383mm,由此通过改进可以减小主轴的最大形变量,说明结构改进合理。首先,利用ANSYS对电主轴进行建模与静力学分析,其次,为了验证该电主轴的结构是否可靠,确定设计参数及可靠性评估参数,同时根据中心组合法产生样本并利用MATLAB进行响应面的拟合。根据拉丁超立方抽样,对响应面进行10000次抽样,利用MATLAB得出可靠性评估参数的分布特征,运算出可靠性为97%,证明了该电主轴结构有很高的的可靠性。

针对机械通气过程中监测肺局部信息的缺失,提出一种基于电阻抗断层成像传感器的机械通气控制系统。首先建立与肺部横截面面积相关且同时包含呼气末信息的肺部模型。接着设计模糊PID控制器,将呼吸过程中的肺部变化作为机械通气仿真平台的输入,相比传统PID算法,模型响应与期望值基本吻合。最后通过试验得出平台压与呼气末正压误差稳定在0.5%,验证了风机能够稳定地跟踪EIT重建图像面积变化参数,表明EIT图像信息作为机械通气过程控制参数的可行性。

为提升核设施退役去污能力,提出高压二氧化碳载送干冰喷射去污方法。基于Fluent软件建立了喷射去污系统中关于喷嘴与去污箱体内部流场的分析模型,通过流场分析获得了干冰颗粒速度分布。以靶距、喉半径、喷嘴长度、干冰粒径、压力为关键参数,以干冰颗粒对污染表面的冲击应力与分布直径的乘积为去污评价指标,分别开展了1.5、3 mm口径喷嘴流场分析的正交试验。通过均值响应分析和主效应分析掌握了各关键参数对去污性能的影响规律,获得最优参数组合。分析结果表明:关键参数优化后,1.5 mm口径喷嘴去污性能提升了5.64%,3 mm口径喷嘴去污性能提升了15.8%,后者去污性能是前者的1.3倍,但前者的二氧化碳利用率是后者的3倍,具有更好的经济性。该分析结果可为喷嘴选型和喷射去污系统参数计算提供支撑。

富硅镁冶金镍渣是一种具有潜在火山灰活性的固体废弃物,可通过超细硅灰改性激发潜在活性,使其在硅酸盐水泥中火山灰反应充分,形成致密的网络状C-S-H凝胶,针刺状AFt等水化产物。抗压强度、粒度分布、比表面积、水化热、孔径分布、TG-DSC、SEM等宏观及微观测试表明,熟料∶镍渣∶硅灰∶石膏=85%∶5%∶5%∶5%体系的28d抗压强度可达67.1MPa,较空白样高近7MPa;水化诱导前期放热量峰值为0.19379J/g,水化加速期放热量峰值为0.25262J/g;体系1的28d水化试样粉末2~50nm细孔所占比例为51%,可明显观察到C-S-H凝胶,AFt等水化产物。

根据人体肩关节的特点设计了一种气动人工肌肉驱动的柔性仿生肩关节,推导了该仿生关节的逆运动学模型;以仿生关节最小输出转矩、气动人工肌肉输出力模型以及最大收缩率作为约束条件,以仿生关节运动范围最大为目标函数,利用遗传算法对该仿生关节的多个结构参数进行优化设计。优化结果表明,优化后的关节运动范围明显增大,有效提高了该仿生关节的灵活性。

叶片密封温度场的分布对叶片式液压摆动油缸的稳定运行有重大的影响。基于有限单元法,以摆动液压缸定子叶片密封为研究对象,建立了叶片密封二维平面温度场数值模型,运用MATLAB求解温度场数学的模型。求解获得了叶片密封在摩擦生热和机械滞后生热同时作用下其温度场的分布。数值分析结果表明在摩擦生热和机械滞后生热两种热源的同时作用下,叶片密封有较高的温度场,温度较高的区域主要集中在叶片密封与转子接触中心区域。

大型索塔桥的使用周期很长,因此桥梁检查车对桥体的日常检修和维护十分重要.针对索塔桥检查车在工作状态时完全覆盖检修范围、在非工作状态时隐藏于塔冠内、不影响索塔景观的设计要求,提出了大型索塔桥检查车的设计方案.并且在此基础上对索塔桥检查车的主要机构,立柱和横臂进行了结构设计.其中丝杠作为检查车的关键传动部件,被用于实现立柱的升降以及横臂的伸展.对丝杠进行的校核结果进一步验证了所设计的索塔桥检查车能在安全可靠的情况下实现桥体的日常检修与维护,为大型索塔桥检查车的设计与工程应用提供了理论依据.

基于Hertz接触理论和分形理论,提出利用两椭圆体的表面接触系数对微凸体分布函数进行修正,引入微凸体的临界弹塑性变形接触面积,推导出变双曲圆弧齿线圆柱齿轮接触面切向刚度的分形模型。通过数值仿真论证了表面接触系数的合理性,并分析出主要参数（法向载荷、分形维数、粗糙度幅值、切向载荷、材料特性参数）对切向刚度的影响。结果表明,法向载荷与切向刚度成正比关系,但当分形维数的取值范围不同时,两者的变化规律有着较大的差别。当分形维数增大时,切向刚度先增大后减小,在分形维数为1.85时达到最大值。切向刚度随着粗糙度幅值和切向载荷的增大而减小,随着材料特性参数的增大而增大。该模型的建立为研究变双曲圆弧齿线圆柱齿轮接触面的切向刚度提供了理论依据。