润滑剂对磁流变液屈服应力的影响

为了探究润滑剂的使用对磁流变液的终端行为即屈服应力的影响,课题组采用球磨、基液置换的方式分别配制了含有石墨、二硫化钼、氮化硼、氢化蓖麻油和聚四氟乙烯等5种润滑剂的磁流变液样品;并利用自制的磁流变液屈服应力测试装置,在不同的磁感应强度下和整个沉降周期内,分别测量了它们单独添加及混合使用时的磁流变液剪切屈服应力。试验结果表明：聚四氟乙烯对于提高剪切屈服应力的影响最为明显;二硫化钼及石墨混合使用效果优于二者的单独使用。该研究表明润滑剂可以改善磁流变液的屈服应力但作用不尽相同,同时润滑剂的混合添加较单独使用效果更佳。     

磁流变液屈服应力测试装置磁路仿真研究

为了满足磁流变液屈服应力测试所需的磁场要求，针对不同的磁源，提出了永磁式、电流励磁式和复合式3种磁路方案。确定了磁路各部分的材料和尺寸参数，并利用有限元软件建模进行仿真计算，分析3种磁路模型的磁感线分布和磁通密度。研究结果表明：复合式磁路更加高效节能，为最优的磁路设计方案。所设计的装置能够满足测试的磁场要求，为后续实验平台的搭建及实验的展开奠定了基础。     

磁流变液剪切屈服应力计算模型

为了提升磁流变液剪切屈服应力计算的准确性，课题组以麦克斯韦应力张量理论为基础，从微观角度考虑非线性磁化过程从而建立磁流变液链状模型。以MRF 122EG和MRF 132LD磁流变液2种液体样本为研究对象，通过ANSOFT软件进行磁场仿真并得出2种样品的屈服应力。结果显示：MRF 122EG、MRF 132DG样品的屈服应力与Lord公司提供的对应技术参数的最大相对误差分别约为6%和9%，属于实验允许的范围，说明该理论模型具有合理性。该研究也为磁流变液剪切屈服应力计算提供一种实用的方法。     

热效应下形状记忆合金驱动的磁流变液与滑块摩擦复合传动研究

针对磁流变液在高温下传力性能下降的情况,提出了热效应下形状记忆合金驱动的磁流变液和滑块摩擦复合传动方法。基于Bingham模型,介绍了磁流变液的流变特性;基于形状记忆合金的热弹性特性,分析了温度对形状记忆合金弹簧驱动位移和输出力的影响。分析了热效应下磁流变液工作体积与温度的关系,建立了热效应下形状记忆合金弹驱动的磁流变液和滑块摩擦复合传动转矩方程,并揭示了其传动机理。研究结果表明:当温度升高时,磁流变液传递转矩能力下降,但总装置传递的转矩基本保持一致,从而保持了装置传动的稳定性。     

基于磁流变液的行星探测器传动装置速度控制策略

在变重力环境下,采用啮合传动元件的行星探测器传动装置受柔性关节影响较大。此外,行星探测器在工作过程中不可避免地会有爬升或克服障碍的动作,会对传动系统中啮合部件造成较大磨损。因此,提出变重力环境下磁流变液剪切屈服应力计算模型,阐述了磁流变液传动装置(MFTD)的结构和原理并建立MFTD控制系统的传递函数,采用磁流变液作为工作介质可大大降低传动装置接触摩擦损失。另外,设计自适应模糊PID速度控制策略并比较了常规PID控制与自适应模糊PID速度控制方式的仿真和实验测试,实验数据显示自适应模糊PID控制能够有效减小传动系统速度波动、快速调整到期望速度值以及具有较高的运动稳定性等优点。     

LiTaO_3薄膜红外探测器热分析

利用有限元软件ANSYS对LiTaO3薄膜热释电红外探测器进行热分析;研究了敏感元绝热层的厚度与热导率以及基底的厚度及材料对热分析结果的影响;提出了优化方案,并给出优化前后仿真的对比结果。分析结果表明,探测器的热响应随绝热层的厚度增加而增加,随绝热层的热导率降低而增加。在硅、镍、蓝宝石三种基底材料中,使用蓝宝石的探测器的热响应效果最佳。在绝热层厚度为2μm的情况下,基底的厚度对探测器响应的影响可以忽略。实验测试结果证实了优化模型的有效性。     

基于改进Bingham模型的磁流变阻尼器力学建模及试验研究

磁流变阻尼器是一种阻尼可调的半主动智能控制器件,其磁流变液黏度随外加磁场强度而发生变化,因此磁流变阻尼器表现出复杂的非线性动力学特性。经典Bingham力学模型无法精确描述磁流变阻尼器在不同输入电流工况下力与速度之间的非线性关系,对实现磁流变阻尼器的输出阻尼精准控制存在难度。通过台架试验研究磁流变阻尼器的动态力学性能,提出了一种改进的Bingham力学模型—Rational函数模型。根据试验结果,通过最小二乘法对Rational函数模型进行参数辨识,进一步建立各参数与电流之间的映射关系,并在Matlab/Simulink环境中对磁流变阻尼器在不同输入电流下力与速度之间的非线性关系进行仿真分析。结果表明:Rational函数模型可改进多项式函数模型在电流低于0.5 A时高速段存在的不稳定性和在速度换向拐点处拟合效果不佳的缺陷,在全工况下模拟磁流变阻尼器非线性动态力学特性具有更高的精度和更好的适用性。     

偏心对磁流变制动器性能的影响

基于磁流变液的Bingham模型,分析了磁流变液在偏心圆筒中的流动,根据一维雷诺方程,建立了磁流变液在偏心圆筒中的剪切应力方程,并对剪切应力在偏心圆筒中产生的制动转矩方程进行了推导,分析了偏心圆筒磁流变制动装置的制动时间。结果表明:制动器是偏心结构,会对两圆筒之间的磁流变液进行楔挤压,由于挤压强化效应,偏心后的剪切应力和转矩比未偏心时分别提高了9%和8%,并且剪切应力和转矩都随外加磁场增加而增大;同时制动时间缩短了10%。     

圆盘与圆筒复合温控式磁流变传动性能研究

介绍了温控形状记忆合金开关控制的圆盘与圆筒复合式磁流变传动装置的工作原理;基于形状记忆合金的电热驱动特性,建立了温控形状记忆合金开关输出行程与外加电流的关系式;基于Bingham模型描述了磁流变液剪切应力随外加磁场变化的流变特性;考虑到磁流变液在离心力下挤压强化效应的影响,建立了圆盘与圆筒复合温控式磁流变传动装置的传递转矩方程,分析了磁场强度对传动性能的影响。研究结果表明:温控形状记忆合金开关的输出电流随温度的增加而增大;传递转矩随外加磁场增大而增加;在磁饱和时,考虑离心挤压效应情况下的磁流变传动装置的传递转矩性能提升了11.702%。     

热收缩包装机内部温度场仿真

为了研究热收缩包装机内部风扇布置对内部温度场分布的影响,建立包装机数学仿真模型,利用SolidWorks进行三维建模,采用多重参考系模型（MRF）在FLUENT中进行流场计算,仿真实际工作条件下包装机内部温度场分布情况,并结合相关实验结果验证仿真模型的可行性。在此基础上仿真不同风扇数量条件下的温度场,分析了既能满足工作要求,同时又能达到成本控制目的的风扇数量。[JP2]结果表明：仿真模型数据与实验数据吻合;双风扇条件下温度场分布均匀且温度基本满足工作要求,可以替代3风扇条件。该研究可为包装机优化设计提供参考,缩短设计周期,降低设备成本。     

锥形通道流动模式磁流变悬置磁路设计与优化

针对径向阻尼通道磁流变悬置磁芯内径较大时,通道磁感应强度过早饱和的问题,提出一种具有锥形阻尼通道结构的流动模式磁流变悬置。根据流体理论建立了锥形阻尼通道的压降模型;采用有限元法分析了阻尼通道倾斜角度、内径等关键结构参数对通道内磁感应强度及压降的影响规律,仿真结果表明,通过调整倾斜角度、内径等关键结构参数可有效提高通道内磁感应强度及压降;搭建联合仿真优化平台,以ANSYS为分析系统,对磁路结构的参数化建模,并基于ISIGHT软件对悬置磁路结构进行优化设计,下侧阻尼通道磁流变液平均磁感应强度由0.49 T提高到0.52 T,黏性压降由61.221 k Pa降低到39.086 k Pa,屈服压降由404 k Pa提高到955.5 k Pa。优化结果表明:该锥形磁流变悬置结构可有效提高阻尼通道磁感应强度,具有更好的可控性。     

大体积混凝土桥墩水化热温度场的数值分析

考虑冷却水管的作用,采用有限元法建立大体积混凝土桥墩水化热温度场的精确计算模型,应用分析软件AN SY S对高墩刚构桥的墩身混凝土水化热温度场进行数值分析,通过现场温度实测结果与计算值的比较,表明本文的分析方法精度较高.     

纯电动汽车高速齿轮传动NVH性能优化研究

汽车进入电气时代后带来了高速传动,纯电动汽车(BEV)驱动电机的输出转速超过了10 000 r/min,随后带来的高速噪音问题也成为了行业难题,因此高速齿轮传动NVH性能优化攻关作为纯电动汽车减速器核心技术备受海内外学者和研究机构关注。借助SMT/MASTA软件对变速器设计参数进行优化与仿真分析,通过不同扭矩下的齿面接触斑点试验对软件仿真的齿面接触应力分布进行标定,优化仿真模型,通过仿真数据和优化算法求解出最佳宏观参数和微观参数的组合,零件试制完装配后进行吊装试车主观评价测试,再通过西门子LMS/NVH便携式测试仪对NVH性能优化结果进行验证。     

车灯面罩热板焊接温度场CAE模拟

针对塑件热板焊接中温度控制不精确影响焊接质量，且容易在塑料件上产生残余应力的情况，课题组对车灯面罩热板焊接的温度场进行了研究。基于ANSYS仿真平台对车灯面罩热板焊接进行温度场仿真分析，通过建立合理有效地温度场仿真模型得到了面罩热板焊接后的温度场分布，并通过实验验证了焊接过程中温度载荷、边界条件设置的合理性及仿真结果的正确性，最终得出车灯面罩热板焊接的仿真计算可行的结论。     

考虑柔性和间隙的螺旋引纬机构仿真分析

为了提高引纬机构的稳定性和精度,将柔性构件和间隙的影响考虑在内,联合ANSYS和ADAMS建立螺旋引纬机构的刚柔耦合模型,通过ADAMS进行动力学仿真,在刚性系统和刚柔耦合系统中分别分析了旋转铰间隙对剑杆输出特性曲线的影响。在对仿真数据的观察中发现了相当比例的噪声信号,为了消除噪声信号的影响,利用统计学中上下四分位数和中位数来识别替换异常值;在综合考虑间隙和柔性构件的影响时,利用减噪后的加速度曲线与理想刚体系统下的数据的偏差值得到一个新的曲线,该曲线在固定区间内做高频波动,呈现出类似周期性声波信号的特点。结果表明旋转铰间隙是影响剑杆稳定性和精度的主要因素,柔性构件和间隙的综合作用产生了趋向于周期性的碰撞影响。依据研 究结果可以进一步对原刚体模型下设计的引纬机构进行优化设计。     

散热筋结构盘式制动器温度场有限元分析与优化

结合热分析理论,采用数值法代入温度边界条件,对带有散热筋结构的通风盘式制动器进行了温度场分析和优化。建立制动盘的三维模型,在此基础上对制动盘的温度特性进行瞬态温度场分布的仿真分析,得到制动盘在制动行程中的温度场、内外部温度梯度分布以及温度变化的时间曲线。使用Isight进一步对制动盘进行了结构优化,改善温度场分布并返回到有限元模型进行仿真对比论证,为制动器的设计优化提供了相应的理论基础,也在很大程度上为由温度场引起的制动器失效判断提供了分析改进手段。     

一种新型结构磁流变阻尼器

提出了一种新型结构的磁流变阻尼器，该阻尼器主要包括内层缸筒、外层缸筒和线圈组件，其中线圈组件固定于外层缸筒的外侧，电磁线圈不与磁流变液接触，具有装拆方便、容易维护、散热良好、能够提高磁流变阻尼器活塞的有效行程等优点。采用ANSYS软件建立新型结构磁流变阻尼器的电磁场有限元模型，将电磁场理论分析值和有限元分析值进行比较，分析结果表明，外层缸筒和线圈组件的特殊结构，能够保证磁流变液流动通道内产生有效磁场。     

金属带式CVT电液控制系统硬件在环仿真研究

CVT由于具有结构紧凑、平顺性好、优良燃油经济性等特点,在汽车传动系统研究领域应用广泛。传统离线仿真受数学建模等局限性,难以保证仿真结果的可信度和精度。硬件在环仿真测试能够模拟汽车在实际中的各种极限工况,重复性好,同时可以在测试过程中修改模型方案和快速进行验证,极大程度地降低控制系统开发过程中的成本,缩短开发周期,提高模型的准确程度。基于NI-PXI硬件在环测试系统与NI公司提供的VeriStand软件搭建金属带式CVT硬件在环测试平台,同时利用ECM控制单元和Woodward公司提供的MotoHawk、MotoTune软件下载控制算法模型,对CVT电液控制系统模型与控制算法进行联合仿真完成实时仿真验证。测试结果证明设计的CVT硬件在环仿真系统的有效性与准确性良好。     

季节性冻土地区保温护道路基温度场数值模拟

研究路基及周围土体温度的分布规律是分析季节性冻土地区路基稳定性的重要基础,结合哈齐客专DK221+150断面3 a的现场监测数据,分析了天然地表及路基不同位置的地温分布规律;建立温度场的仿真模型,研究温度沿深度方向的变化规律;利用实测数据验证模型,分析保温护道高度对路基温度场的影响。现场监测和模拟计算结果表明：护道对路基的边坡下部和坡脚处影响较大,能够有效减小冻深,但对路基中心的温度场影响不大。     

速冻黄花菜预处理工艺

对速冻黄花菜预处理工艺进行了研究,并着重对热烫时间、热烫温度和护色方法进行了探讨.通过在不同的时间和温度条件下热烫后,测定黄花菜中Vc的含量、过氧化物酶的活力、解冻后的褐头率,评价黄花菜的质地,并以此结果来确定最佳的热烫时间和温度,在此最佳热烫时间和温度条件下,用不同的护色液进行护色,最后通过对黄花菜的色泽的评价来确定最佳的护色液.结果表明:选用0.2%NaHCO3作为护色液,在95±1 ℃下热烫50 s的效果最佳.这样既可以保证在解冻后使褐头率尽可能低,又可以充分减少热烫中黄花菜的营养物质的损失,还能保证解冻后黄花菜的质地在有商品价值的水平.