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。

建立抽油机传动机构中平行位移机构的虚拟样机模型,利用ADAMS软件对采用不同材料蜗轮的平行位移机构进行动力学仿真,得到受力曲线图,验证原设计的合理性并确定最佳蜗轮材料。利用ADAMS软件对平行位移机构传动件进行运动学仿真,仿真结果为平行位移机构的优化设计提供了依据。

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。

对基于能量平衡的机床动态设计技术进行了研究,提出将能量平衡原理的动态优化设计方法与有限元法相结合,从能量的角度分析机床的薄弱环节以及动态特性,并将该方法应用于SL-500/Hz超精密平面磨床的动态分析。

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。