文章针对新一代载人飞船返回舱再入过程气动热环境和返回舱传热特性,建立了气动热环境下返回舱动态耦合传热集总参数模型,能够描述返回舱防热层内侧蜂窝板、舱体、设备和舱内空气间的导热、对流及辐射动态耦合换热过程。文章应用该模型对典型新一代载人飞船返回舱气动热环境下的传热特性进行了分析,提出了防热烧蚀层内侧铝蜂窝板表面包覆多层隔热材料、增强舱外设备与返回舱壁热耦合、降低设备表面红外发射率等返回舱热控优化设计措施。热控优化措施应用于中国新一代载人飞船试验船,并通过首次在轨飞行验证,在近第二宇宙速度返回气动热环境下,返回舱结构、空气、设备等各项温度指标均满足指标要求,验证了返回舱热控设计的合理性。研究结果可为返回式航天器热控系统设计提供参考。

为进一步探究超低温工况下弹簧蓄能密封圈系统的动密封性能,建立弹簧蓄能密封圈系统的等效二维轴对称有限元模型;对密封圈轴向装配以及径向装配2种典型数值装配过程进行模拟、分析与比较,利用稳定装配后的构型计算在常温与超低温下密封圈在不同介质压力下的密封特性,并分析密封圈在不同工况下的动密封特性。基于数值模拟试验结果,对弹簧蓄能密封圈内唇表面结构、底座宽度以及弹簧刚度进行优化,并对3种优化策略进行评估验证。结果表明:在室温与超低温下,轴滑动的摩擦力都随介质压力的增大而增加;在超低温环境下夹套材料由于收缩而增大了对轴的压力,轴滑动时的摩擦力比常温下更大;随着介质压力增大,低温与室温下摩擦力差异减小。提出的3种优化方案都可在对密封性影响较小的前提下减小轴在工作过程中摩擦力,其中蓄能弹簧刚度的优...

根据平面包络环面蜗杆成形原理以及空间啮合理论,建立了平面包络环面蜗杆坐标系,推导出了齿面方程;然后对齿面方程进行编程,并运用Matlab对齿面方程进行仿真建模,实现了环面蜗杆数字化建模,为实体建模提供了基础;最后运用VB对Solidworks进行二次开发实现了环面蜗杆的实体建模.此建模方法速度快且精度高,提高了建模效率,简化了建模过程,为环面蜗杆提供了一种简单且实用的实体建模方法,为环面蜗杆的推广使用创造了条件,也为以后的数控加工研究提供了基础.

针对核设施退役建筑结构表面去污需求,研制了可分别用于混凝土表面和水磨石地面去污的剥离装置,并成功应用于某研究堆退役工程中,取得了良好的去污效果。文中详细介绍了装置的设计方案、总体结构、刀具材料的选择以及现场工程应用情况,对装置的优化改进和开发系列化产品提出了几点建议。

超弹性软管失稳实验控制系统通过软管膨胀过程模拟生物工程脑肿瘤生长机理。该实验控制系统选用S7-200PLC为控制器,采用STEP7-Micro/WIN编程软件和MCGS组态软件混合编程,前者进行程序监控,后者进行实验状态监控。文中主要研究超弹性软管失稳实验控制系统中一路多位同步控制和实时温度监控的控制方法。超弹性软管失稳实验控制系统中的一路多位同步控制方法,是根据PLC数据地址的储存特点进行设计,即在试验中8个零点同时控制8个电磁阀组合成多路控制;实验室环境温度通过温度传感器进行数据采集,将采集数据通过扩展模块传输到PLC的CPU中进行矢量运算,计算后的结果为下步动作的实现提供依据。超弹性软管失稳实验控制系统控制逻辑严谨、易于操作、设计成本低、性价比高、拥有良好的人机界面,其功能在生物工程学、医学等多个学科上的研究具有重...

通过数值模拟的方法,分析研究了煤风速度与煤粉在水平管道中的输送规律,目的是确定煤粉在水平管道内均匀输送不发生沉积的煤风速度。因为煤风速度过高,管路阻力增大,能耗和磨损都会增大;煤风速度过低,不能形成气力输送,导致煤粉在管道内沉积。通过模拟结果分析得出如下结论：当煤风速度大于25 m/s,煤粉可在管道内均匀输送;当小于25m/s时,煤粉将在管道内发生沉积,不利于煤粉的输送。该数值模拟分析结果可为煤粉在水平管道中的高效输送提供参考依据。

水上无人机作为一种特殊的飞行器,其起飞滑行阶段阻力性能研究非常重要。针对水上无人机机腹部分形状,提出一种基于计算流体力学软件的微型水上无人机跨介质阻力数值模拟方法。使用流体体积两相流模型方法,分别对微型水上无人机浮体及其附属物进行周围流场的数值模拟。采用Bezier曲线拟合机腹形状,使用二分法寻求飞机受阻力最小时机腹最低点相对于吃水线的位置,以减小阻力。结果表明,机腹最低点相对于吃水线的最佳位置可使微型水上无人机受到更小的阻力,较实验中最大阻力减小17.44%。

针对锅炉内部空间小、环境差,以及稳定性要求高的问题,提出了一种基于标准节轻量化快速装拆的升降平台设计方案。阐述了平台的机械结构与工作原理;通过对其进行受力分析、强度计算和有限元分析,验证了该结构的可靠性,为同类结构设计的合理性与安全性提供理论支持。

针对间歇性大流量用气设备引起的气动系统管网压力大范围波动的问题,对传统空气压缩机群控制方法进行优化,提出一种适用于间歇性大流量用气工况的空气压缩机群控制方法;该方法把大流量用气设备的开启信号作为备用空气压缩机的启动信号之一,当某支路大流量用气设备开启时迅速启动备用空气压缩机,以补偿整个气动系统的压力损失;最后搭建试验台进行试验对比研究。试验结果表明：在间歇性大流量用气工况下,该方法能够有效的缩短备用空气压缩机的响应时间,提高气动管网的最低压力,减小气动管网的压力波动范围。

针对全液压重载锻造机器人载荷大、搬运速度快和定位精度高的特点提出了一种新型机构方案,该方案能够实现车身回转、夹钳伸缩、夹钳升降、夹钳回转和钳头夹紧五个自由度的运动,其运动主体为一种混联机构,由三组平行四边形连杆机构构成,采用三组液压缸并联驱动,可有效增大机器人工作空间,使负载分配合理,易于控制。建立了运动学和动力学模型,采用正弦曲线将机器人夹钳末端的位移规划为直线运动,在MATLAB中求解出机器人的工作空间,得到了直线运动下各组液压缸的位移和驱动力变化曲线,验证了该模型的正确性和机构的合理性,为重载锻造机器人机构设计提供了一种解决方案。