为了解铸造过程中高温铝合金的冷却过程,采用有限元仿真软件对轮毂的充型成型过程进行可视化表征,得到轮毂冷却时的氧化夹杂、缩松、裂纹等任何缺陷存在的位置。充型时材料的流动取向和应力场分布可为选择材料参数提供依据,气穴等缺陷分布可为模具排气结构的改进提供依据,温度场分布等可为充型成型参数的选择提供帮助。

研制一套海底热液声学温度场测量系统.在测量平面周围布置多个水声换能器,分别测得每两个换能器之间的声波飞渡时间.根据海水中声速与海水温度之间的关系,使用最小二乘重建算法对测量平面内的温度场进行重建,论述了水声换能器声中心距离校正,广义互相关时延估计以及总体最小二乘重建算法等关键技术在系统中的应用.进行了水声换能器声中心距离校正和声学测温实验,给出结果并进行了误差分析.声学测温实验结果最大绝对误差3.2k,最大相对误差1.02%,均方根误差0.44%,温度场形态和实际温度分布基本吻合,验证了测量系统及其关键技术的可行性.

传统的最小二乘法不具备抗御粗差的能力.当参与温度场重建的声学数据中包含粗差时,容易导致重建的失败.针对水下测得的声学数据中不可避免地含有粗差的情况,将抗差最小二乘法引入温度场重建.依据飞渡时间计算值的范围,建立飞渡时间数据预处理程序,找出实验数据中的粗差,增加了温度场还原过程的抗差性.实验结果表明,以上措施能在一定程度上抑制粗差对温度场重建结果的影响.

针对海底热液口高温、腐蚀的恶劣环境以及不利于二维温度场测量的特点,采用声学测温的基本方法,提出了海底热液口高精度飞渡时间测量和截面二维温度场重建这两个关键技术。同时引入了数据层析还原算法,进行了单峰温度场的还原实验。实验结果验证了声学法应用于海底热液口温度场测量的正确性和可行性。

针对超精密垂直轴对无摩擦、高稳定性重力平衡系统的需求,本文设计了一种新式无摩擦气缸,并对气浮轴承的参数进行优化。首先,确定气浮轴承初始参数,据此建立基于ANSYS的有限元分析模型,将分析结果与工程计算、实验结果对比,验证仿真计算的可靠性。然后,利用该模型,采用响应面优化方法,得到不同节流孔布置下(对应最佳气膜厚度时)的承载力、耗气量、抗弯力矩,选定最优气膜参数。分析结果表明承载力与节流孔个数呈现非线性变化关系,承载力随节流孔数量增加快速上升后基本保持恒定。采用双排节流孔布置,可以较少的节流孔个数保证抗弯力矩。最后针对优化前后的气缸进行了实验测试,分析发现参数优化后承载力提升约7.7%,抗弯力矩提升约15.7%。本文提出的基于响应面优化的气浮轴承参数优化设计高效可行,优化设计的新式气浮无摩擦气缸能够满...

在工业现场利用机器视觉技术对分离圆孔进行尺寸测量的应用越来越广泛,且测量精度和速度也不断地提升,但传统的圆孔测量方法对于多管类工件堆积在一起整体测量是难以实现的,常常存在漏检甚至无法提取等问题。为了解决此问题提出了一种基于模板匹配的多圆提取算法,首先在分离管状工件中建立单个工件的模板图像,其次使用该模板与实际待测量的工件组进行匹配,匹配完成后分离成单个的待测工件图像,分别对单个的图像进行边缘提取和圆参数拟合,最后建立坐标关系,根据图像尺寸得到实际的物理尺寸。通过对测量的尺寸和使用高精度三坐标仪得到真实尺寸对比,证明该方法的测量误差在0.01mm以内,可以应用于工业测量中。

由于点云数据是大量的散乱的没有任何拓扑关系的数据，文中引入KD树，并对其做了相应改进，使得能动态的构建局部KD树。实验结果表明，所提出的基于空间分割的局部KD树动态构建算法既保证了准确性与搜索效率，又具有比较满意的空间复杂度。

将不完全齿轮机构应用于高速重载电液振动冲击系统,系统包含多个大流量高速开关阀。系统采用周期时序信号控制液压回路切换,实现重载、高速振动冲击动作。为降低大流量高速开关阀的功率损耗,且能快速准确地切换,高速阀的先导控制器采用不完全齿轮机构。文中对传统不完全齿轮机构进行了改进和优化,使切换时高速阀换向可靠且平稳无冲击力,动作灵敏,保证液压缸控制阀组按设定时序、无相位偏差的切换动作,实现液压缸高频振动冲击动作。

针对水产品解冻水中冷能回收利用存在的问题,根据解冻水的特性,开发研制了一种专门用于解冻水回收利用的换热器。通过比较各种换热器结构型式,选用了人字形波纹板型换热器。进行了换热性能与流动阻力分析,建立了波纹倾角、波纹高度、波纹间距与努塞尔数、压降的关系,得出换热效果最佳时的波纹倾角、波纹高度、波纹间距组合。利用CFD软件分析,验证了设计的换热器换热效率高,满足实际工程需要。

针对将解冻废水中的冷能回收利用于洗涤水制冷和车间降温这一需求，制定解冻水二级冷能回收利用工艺，包括污水换热器直接供冷系统和热泵系统。采用高换热系数的螺旋螺纹管换热器，搭建实验系统，研究了冷热水的入口流量与出口温度的关系、冷热水系统入口流量与压力降之间的关系，验证了换热器换热效果良好，满足实际工程需要。