针对改型设计的平板型双流道太阳能空气集热器,搭建了实验平台,利用Fluent软件开展了关键参数对集热器集热性能的试验及模拟研究。结果表明模拟所得太阳能空气集热器集热效率和出口空气温度与实验值具有良好的一致性;出口空气温度受太阳辐射强度的影响较大,而集热效率受太阳辐射强度影响较小;最优空气质量流量为0.06 kg/s;随着进口空气温度的增加,出口空气温度也增加,但进出口空气的温差在缩小,集热效率在下降;适当增加吸热板厚度可以有效提高出口空气温度和集热效率,但过量增加吸热板厚度不能持续提升集热系统的性能,推荐的吸热板厚度为0.35 mm。

目前,掘进工作面不符合在狭窄空间和恶劣环境中;无轨防爆型柴油胶轮车体积很大,污染严重;电动无轨运输设备对带电作业安全构成威胁,因此迫切需要一辆履带式车辆,该车辆既能在复杂的道路条件下运行,又能提高生产效率,作为煤矿的辅助运输设备。为了解决由于空间有限而将机械设备应用于开挖工作面的问题,利用初步的理论分析,详细设计了液压履带式运输设备、气动液压系统和起重装置的总体结构。最后,对其进行了实地测试,结果表明履带式行走机构能够适应复杂的地面环境,系统运行稳定,满足煤矿辅助近距离运输的要求,提高煤矿辅助运输机械化。

设计了一款基于TMS320F28027的太阳能多功能智能导盲杖，由太阳能电源管理器、带温度补偿的新型超声波探测器、数码管显示、振动电路、语音音频电路、LED指示以及键盘等模块组成。简易装置完成后，经测试达到满意的效果。该智能导盲杖节能、方便，性价比高，易于产品化和市场化。

工程设计问题常采用功能分解，功能分解的核心是采用了功率键合图，通过分析工程系统功能关系确立待设计系统物理参数；根据系统中能量传递建立系统转换模型，并将该模型转化为功能参数转换矩阵，通过附加约束推理出功能方法树；建立系统匹配元件库，给出评估因素，确定匹配关系，并结合专用塑料盒封切机传动系统设计讨论软件自动生成功能方法树 ，产生多个设计方案及方案评估的关键技术。

在油田修井作业中,为了有效提高修井作业效率,降低人工操作的安全风险,同时还为了符合自动化修井机高集成度、模块化的设计理念,减小油管扶正机械手的安装体积,设计了折叠式油管扶正机械手。分析了油管抓手、油管定位机械臂和折叠机械臂等主要结构,阐述了定位机械臂的校正并实现油管对中功能的原理。选用合适的液压缸并设计了同步分流单向阀锁紧液压回路,保证了机械手工作的安全与稳定。该机械手可以远程操控以完成对油管的抓放、推送、扶正和井口对中等操作,实现了井口无人化作业。现场应用结果表明,油管扶正机械手对中精准,快速稳定,减轻了工人的劳动强度,同时也提高了安全性。

针对数学特性要求严格且现有约束处理方法无法有效解决的决策空间离散分布多目标优化问题,提出一种求解决策变量离散分布的多目标进化算法。首先设计一个满足区间离散解的个体产生器,指引种群的搜索方向;然后针对常规约束违反度计算方法无法适用于决策变量离散约束的情况,提出了一种区间离散约束违反度的计算方法,并将满足决策变量离散约束的个体使用改进可行性规则来处理常规的等式约束和不等式约束;最后对考虑决策变量区间离散模型和未考虑决策变量区间离散模型进行仿真比较。结果表明,在相同的仿真条件下,使用本文处理决策变量离散分布的算法,直接在有定义的变量区间循环产生个体,提高了算法的效率,并且满足可行域的非支配个体明显比未考虑区间离散约束的个体数量多,分布均匀性好。

以一种三自由度支链嵌套并联机械手为研究对象,针对该机械手启/停过程中的残余振动问题,基于非对称输入进行了实验研究。首先通过调节非对称系数确定了在不同位移下的关节轨迹。然后采用非对称曲线加减速方法对电动机输入信号进行规划。最后通过搭建振动检测系统测试了在不同输入下的机械手动平台的振动图样。实验结果表明通过调节非对称输入的参数可以抑制机械手的末端残余振动,提高其运行平稳性。

子镜拼接镜面技术是新一代大型天文望远镜的关键技术之一,该技术使天文望远镜的口径突破了镜坯材料的限制。针对广角切伦科夫望远镜子镜支撑调节的核心要求,引入2-PSS/U二自由度并联机构作为子镜支撑调节机构。分析计算机构自由度,建立了该机构的数学模型;通过仿真分析机构的输入输出关系,找出机构近似解耦的手动调节安装布置方式,并为机构安装提供初始数据;最后通过实验验证该支撑调节系统的性能满足要求。该设计推动了项目的进展,同时对类似支撑调节具有重要借鉴意义。

钛合金因具有高的比强度、比刚度,良好的耐蚀性和耐热性等优点,在航空航天、化工、能源等领域广泛应用,但钛合金存在表面硬度低、抗塑性剪切能力较差、不易加工硬化以及表面氧化物保护作用较差等缺陷,使其耐磨性较差,阻碍了其在耐磨损领域的发展。为了提高钛合金自身的耐磨性潜力和扩大其应用领域,本文主要概述了近年来国内外有关钛合金干滑动摩擦磨损领域的研究现状,讨论了影响钛合金摩擦磨损性能的主要因素以及在不同条件下的磨损机理,并对钛合金干滑动摩擦磨损行为的研究进行了展望。

针对某型号调速阀在试验过程中产生的流量超调值过大,引起叉车液压缸下降时产生振动的问题,建立了其AMESim仿真模型,对调速阀的流量响应特性进行定量分析,并对关键参数进行了优化。结果表明,该调速阀中板式单向节流阀的节流口开度、减压阀弹簧刚度及其预压缩量、与调速阀串联的控制阀阀口面积大小及梯度对调速阀流量响应特性有很大影响。通过各参数交互组合进行仿真分析,选取其中最优的一组参数进行优化,可以显著减小流量超调值,提高调速系统性能。