带U型切口的非线性压电能量采集器的动力学仿真研究

针对目前压电采集器采集频带较窄、采集效率较低的问题，笔者在压电采集器中引入磁场构建了非线性振动系统，拓宽了采集器的采集频带。设计了一种带U型切口的非线性压电振动能量采集器；通过建立采集器的理论模型，分析了该采集器的势能系统，并仿真研究了不同激振频率下内梁磁铁与外梁磁铁的水平间距D的改变对采集器输出均方根电压的影响。数值分析发现：减小间距D，可以使该采集器的内、外梁的势能系统从单稳态系统过渡到双稳态系统；并随着间距D的减小，该能量采集器在其谐振频率处输出的均方根电压逐渐增大，但对该能量采集器的有效采集频带影响并不大。该研究表明引入磁场的带U型切口的双悬臂压电梁能有效提高压电能量采集器采集效率。     

石蜡相变储能装置的熔化传热数值模拟

为了探究石蜡在管壳式相变储能装置传热过程的影响因素，笔者对水平放置的管壳式储能装置中石蜡的熔化过程进行了数值模拟。研究了加热源表面温度和截面偏心率变化对熔化过程产生的影响。设置不同的加热源温度和截面偏心率进行模拟，对熔化过程的液相率曲线、液相率云图和温度云图的变化进行分析。结果表明：提高加热源表面的温度会使熔化时间缩短，但在达到一定温度后，熔化时间的变化不大；增大模型偏心率会缩短熔化时间，在研究模型中，偏心率为1.0时熔化时间最短。文中数值模拟方法可为管壳式相变储能装置的设计提供参考。     

电旋风分离器内电晕放电流场的数值模拟

为了探究电旋风除尘器内流场在电晕放电条件下的分布，课题组借助FLUENT软件对其进行数值模拟。建立了静电旋风分离器的单相三维湍流的RSM模型，采用控制体积法对其离散，用SIMPLE算法求解流场分布，得到了一定条件下静电旋风分离器内流场的切向速度和轴向速度分布。结果表明：施加高压电压不会改变切向速度和轴向速度的分布情况，仅改变切向速度和轴向速度的大小，且切向速度的变化大于轴向速度的变化；同时发现，在高压电压条件下能够减小颗粒的回带和提高颗粒的分离效率。     

考虑产品型号的作业车间调度

为降低生产成本、缩短产品生产周期和均衡设备的利用率，课题组提出考虑产品型号的作业车间调度方案。基于产品型号构建单件产品最大加工时间最少、所有产品总加工时间最短的多目标数学规划模型，设计了2层遗传算法求解各种型号产品每道工序加工设备的选择方案。在遗传算法设计过程中，为简化染色体的编码，采用以工序数和产品型号数为基础的编码方式，避免染色体的基因个数随着产品数量成倍增长；另外，交叉操作考虑了染色体基因数量较多的因素而采用分段多点交叉，确保算法的收敛速度。最后通过具体案例对模型的可行性和算法的有效性进行了验证，并结合企业实际的生产计划设计出加班次数最少的调度方案。结果表明提出的方法能够缩短产品的生产周期，从而降低企业的生产成本。     

弧面凸轮的行星式磨削机理研究

磨削加工是弧面凸轮加工的一个重要工序,弧面凸轮的加工质量和精度与其密切相关。通过采用行星式磨削方 法和单侧面磨削原理,在行星式磨削装置中增加微进给机构,通过监测装置所反馈的数据,使得砂轮在磨削过程中可以 通过微进给机构增大砂轮的公转半径,实现砂轮的磨损补偿。弥补了行星式磨削方法不能在磨削时进行磨损补偿的缺 点,从而能够实现弧面凸轮的连续磨削,提高了弧面凸轮的磨削效率和磨削精度。     

盘类转子可收缩式接盘自动动平衡机

为了解决盘类转子的动平衡问题,研究了立式盘类转子自动动平衡机的整体机构设计方案,对其进行功能模块 化的划分,建立了其相互校正量闭环反馈系统以及校正系统工作流程图。在此基础上研究设计了一种新式的可收缩式 接盘装置,消除定位夹紧时夹具产生径向力对主轴损害的功能;可收缩式接盘装置相对传统解决此类问题的技术结构简 单易行,在提高了立式自动动平衡机可靠性的基础上降低了成本。     

基于ANSYS的KKT型相贯节点承载力性能研究

针对空间管节点几何形式很多、受力复杂、影响节点承载力性能的因素也比较多等问题,对实际工程中常见的空 间KKT型相贯节点的极限承载力性能进行了研究。基于数值仿真,主要采用ANSYS软件对空间KKT型圆管相贯节点 进行了非线性有限元分析,揭示了节点的承载力性能和破坏模式;着重分析和总结了重要几何参数对节点极限承载力的 影响;将此类节点的极限承载力分析结果与规范中T型、K型节点承载力计算公式进行比较分析。研究结果表明,节点 的破坏模式大多属于主管管壁塑性破坏;T型支管与主管外径比卢,、K型腹管与主管外径比p2、主管径厚比γ对节点极 限承载力有主要影响;KKT型相贯节点的极限承栽力计算公式与T型、K型节点承载力设计公式有些必然的联系。     

两级新风除湿机与毛细管辐射供热联合运行特性实验研究

为研究两级新风除湿机与毛细管辐射系统联合运行特性,搭建了除湿机与毛细管辐射联合供热系统实验平台,测试了除湿 机单独运行的特性及除湿机与毛细管辐射系统联合运行时室内整体温度场响应特性。实验结果表明：两级新风除湿机连续运行720 min时,新风出风平均温度约 29.7 ℃,除湿机供热量约1 545 W;两级新风除湿机不同进水温度时,随着表面式换热器进水温度的提升,新风出风温度及换热量呈规律性增加;两级新风除湿机 与毛细管辐射系统联合运行时,除湿机供热量会减小约29.1%;垂直方向温度总体呈上升趋势,在人的活动范围内,室内垂直温差较小。该系统冬季供热时,能 减小室内垂直温差,提高人体舒适性。     

铝合金 钢搅拌摩擦焊温度场数值研究

针对以往搅拌摩擦焊数值模拟中采用的热源模型较为简单,不能很好反映出实际焊接过程中温度场的分布,而做试验又需要巨大投入的情况,课题组基于热弹塑性法和改良的热源模型,利用ABAQUS软件及其DFLUX子程序接口建立了304不锈钢和5052铝合金搅拌摩擦焊的数值模型,对铝合金 钢异种材料的搅拌摩擦焊过程进行了数值模拟,分析了焊接过程的温度场,同时对偏置量、转速和焊速3个焊接参数进行优化,发现在转速取500 r·min-1,焊速取80 mm/min,偏置量取2 mm的情况下,得到的焊接过程瞬态及稳态温度场均处于理想状态。模拟准确地预测了实际焊接过程中的温度变化,且对实际焊接过程中焊接参数的选择具有一定参考意义,减少了为得到合适参数而进行的大量试验的成本。模拟结果能指导和预测实际焊接过程。     

新型全自动阿贝折射仪的机械系统设计

针对目前折射仪功能较单一,不具备固、液双重检测功能的缺点,提出了一种基于全反射原理的新型全自动阿贝 折射仪,其功能要求既能自动检测透明、半透明液体材质的折射率值、糖度浓度值,又能检测透明固体材质的折射率值, 根据功能要求设计了样机的机械系统,介绍了系统的组成及工作原理。采用双光源结构和光阑的设计能消除色散;旋转 运动转换为直线运动的结构设计能实现调焦;螺栓连接的设计实现CCD倾斜角度微调。应用结果表明该全自动阿贝折 射装置结构简单、测量精度较高,具有较好的市场推广与应用价值。