针对某款轻度混合动力汽车的皮带式启动发电一体机(BSG)控制器的散热问题,利用FloEFD进行数值模拟计算得出其原平行肋片散热器方案的温度场、流场分布,发现平行肋片的散热性差,肋片无法与空气充分接触散热。针对这些问题设计了三种新肋片结构的散热器,分别为直肋片、弯斜肋片和间隔型肋片。研究这三种肋片结构与肋片齿数耦合变化对控制器散热性能的影响,并对其中的最优方案采用控制变量法对肋片高度与厚度进行优化。结果表明在肋片齿数少于33齿数时弯斜肋片和直肋片散热器的散热效果最优,在齿数增大到最大42齿数时三种散热器散热效果相近,33齿数直肋片散热器综合性价比最高。经过参数优化得出33齿数、厚2mm、高12mm直肋片散热器为最佳方案,可使MOS?FET平均温度降低5.26℃,最高温度降低5.14℃。通过实验证明了优化设计的正确性。研究结果...

针对某大型直流吸入式风洞瞬开门启动响应速度慢,影响流场品质问题,设计了一种能够瞬间响应的闭锁机构。对这里设计的闭锁机构实际工作过程进行了数值模拟,通过设置约束条件及仿真结果对比,对闭锁机构的尺寸参数进行优化,提出了双向闭锁方式,采用气缸控制,具有自动闭锁功能。最后根据优化的参数尺寸研制实物样机,通过测试验证了闭锁机构的结构强度与合理性,并进行了开启时间数据的对比测试得到瞬开门开启时间仅需120ms,在原来开启需要500ms的基础上减少了380ms。

针对现有民用压力舱体存在质量过大,在模拟不同工况时因刚强度不足而发生失效,结构安全性较低的问题,这里以休闲舱结构为研究目标,深入研究其结构的静动态性能。通过构建多目标函数模型并在HyperMesh软件中定义,进行静动态拓扑优化,并获取舱体的单元密度图,分析确定其薄弱区域,同时对休闲舱加强筋结构重新布局并建模;为实现结构轻量化目标,通过构建尺寸优化的函数模型,对各区域加强筋和舱体壁面厚度参数进行优化。优化结果显示优化后的休闲舱质量减少11.58%,前三阶固有频率分别提高了8.06%、8.34%、9.68%,最大变形量减少0.633mm,最大等效应力降低10.8MPa,在提高舱体结构安全性的同时实现了一定程度的轻量化。

针对当前火箭弹闭锁机构闭锁力测试设备工作效率低,自动化水不高,测试所需人力成本高等问题,设计了一台多管火箭弹全系列闭锁装置闭锁力自动测试设备,采用模拟弹自动对准测试平台,自动执行测试,只需一人即可完成整个测试流程,提高了测试效率,降低了人力成本。分别对整机结构、自动测试执行装置、自动对准工作平台进行了设计。最后进行了样机试制,用传统设备测试数据与该设备测试数据对比,样机最大误差是旧设备的2/5左右,最小误差是旧设备的7/10左右,该设备测试的闭锁力数据更稳定,可信度高。

为了更好的进行鉴定飞行员机载氧气系统低压舱高空性能试验,提出一种用于模拟人体呼吸的模拟器,模拟人体在正常环境下以及高低压环境中的呼吸动作,研究呼吸模拟器进出气体质量的实时变化及呼吸阻力等指标参数。通过应用可压缩流体一维定常等熵流动的基本理论,对呼吸模拟器的控制系统进行数学建模,得到了呼吸模拟器气缸内气体质量与时间的函数关系,并对数学模型进行Simulink仿真,与试验得到的实际曲线进行对比分析。结果表明,理论推导的数学模型仿真曲线与呼吸模拟器实际运动得到的实际曲线大致相符,验证了数学模型的准确性。

训练舱舱体作为低压模拟设备的结构支撑,其主要破坏形式是由于舱体壁承受的压差载荷,加剧了应力集中部位的疲劳损伤,从而导致结构部分失效。针对负压大型舱体结构的疲劳损伤问题,以企业某型低压舱为原型,创建包括内加强筋、过渡舱在内的几何模型,进行了静力学和动力学分析,确保结构设计的合理性;同时,采用三点雨流法统计并获取对应的循环载荷谱;选择Goodman方程进行平均应力的修正,提高预测的准确性;最后,利用舱体材料的S-N曲线和Corten-Dolan法则,对其结构进行疲劳寿命预测分析,获取了危险单元部位在对应循环载荷作用下的循环次数、疲劳损伤和雨流矩形图。仿真结果表明:疲劳损伤严重部位的损伤值为1.018×10-5,局部可循环次数为9.822×104次,预计可使用寿命达15年左右;由雨流矩形图可知,平均应力主要集中在202.1~281.7 MPa之间,最大应力幅为211.8 MPa,...

针对传统的引线室内烘干无法持续提供丝线,烘干效率低的缺点,设计一种新型的高效湿线烘干机。该烘干机由行星轮系、涡轮蜗杆传动机构与皮带传动机构组成,实现了湿线输入、烘干及输出的连续性。以圆柱绕流理论为指导确定烘干机绕线组间距比为1,采用CFD技术建立绕线组等效模型,通过仿真计算获得绕线组顶部和底部所留间隙及进口风速变化时穿过绕线组内部的烘烤气流质量流量及进出口压差数据,探究不同风速下间隙变化对流过绕线组内部的质量流量的影响,并确定最佳上下间隙为10mm。实验不同风速下烘干一箱湿线所需的时间,结合压差数据变化规律确定出线速度为0.046m/s,烘烤风速为2m/s。试运行证明,该设计相对于传统的密集型房式烘烤可节省烘烤时间38%。

密集烤烟房内气流形式分为上升式和下降式,为了研究不同气流形式对密集烤房装烟室内温度气流组织的影响,获得具有较为均匀温度气流组织分布的烤房结构形式,以空气源热泵烤房作为研究对象,利用FLUENT对两种气流形式烤房进行热力学分析比较,得出气流上升式烤房具有更为均匀的温度气流组织分布。并以贵州省毕节地区两种烤房为试验对象进行烘烤试验,结果证明气流上升式烤房烘烤效果更佳,从而得出烤房内均匀的气流组织分布能得到更好的烘烤效果,为烤房结构形式的选择提供了有力的依据。

为使微压富氧舱的压力在升降阶段速度平稳可控、保持阶段压力稳定，提出一种基于PI算法的压力控制系统，通过追踪目标曲线的斜率控制压力变化速度，追踪曲线数值大小控制压力大小。通过建立舱内压力系统数学模型，利用Matlab／Simulink软件建立控制系统模型并进行仿真，整定各阶段PI参数。仿真结果表明，压力升降速度能较快达到稳态，稳态误差小，压力升降能有效跟随目标曲线，超调量小。同时进行实验论证，实验结果表明：微压富氧舱压力系统数学模型正确，控制方式可行。

针对现役大型矿井提升机主轴装置筒壳、人孔周边以及主轴上不时有裂纹产生的问题,对主轴装置整体进行典型多工况数值模拟,分析确认其薄弱环节,并结合基于神经网络的响应面法与多目标遗传算法,对薄弱处进行目标驱动优化设计。研究结果表明：主轴装置关键部件卷筒以及主轴的刚度和强度均符合使用要求,但在人孔周边,主轴左轴承处以及卷筒筒壳上均存在明显应力集中,计算结果与主轴装置常见故障基本一致;优化后人孔周边应力减少约11.37%。研究方法与成果可被企业设计部门用作校核主轴装置结构设计可靠性以及解决人孔开裂问题的可行参考,同时也为同类工程机械设计提供了方法,具有推广意义。