EQ141有平衡块曲轴动平衡实验方法研究

本文通过动平衡实验，对EQ141有平衡块曲轴的动平衡性能进行了研究，并与EQ141曲轴进行对比，研究表明，EQ141曲轴动挠度比EQ141曲轴小，但动挠度仍是EQ141曲轴动不平衡的主要原因，为此，提出了改善曲轴动平衡性能的途径，并对其进行了分析。     

套靴刚度和阻尼对高速列车-弹性支承块式无砟轨道系统竖向振动的影响

采用轨段单元模拟弹性支承块式无砟轨道结构。钢轨模拟为弹性点支承Euler梁；钢轨下面的支承块视为刚体；道床板视为弹性薄板，并且采用横向有限条与板段单元法对其进行位移插值；钢轨扣件和支承块下胶垫和套靴模拟为线性弹簧和阻尼器；道床板与混凝土底座下的路基模拟为连续分布面弹簧和阻尼器。基于弹性系统动力学总势能不变值原理和形成系统矩阵的“对号入座”法则，建立了高速列车-弹性支承块式无砟轨道系统竖向振动矩阵方程，得到了系统振动响应，进一步分析了套靴刚度和阻尼对此系统竖向振动响应的影响规律。     

基于AdvantEdge的7075 T651铝合金铣削参数有限元仿真优化

为了在7075 T651铝合金铣削过程中控制铣削力和铣削温度，减小加工变形，笔者对不同铣削参数进行研究和优化。采用专业切削仿真软件AdvantEdge建立二维铣削仿真模型，对铣削力和铣削温度进行仿真分析，对所得到的铣削力和铣削温度的结果进行铣削实验验证；设计正交试验表获得优化的铣削参数组合，采用单因素试验法获得单一因素对铣削力和铣削温度的影响规律。结果表明：有限元仿真和实验数据误差在可接受范围内，说明了有限元模型的正确性；通过正交试验选出了控制铣削力和控制铣削温度的2组最优铣削参数组合；单因素试验的结果说明每齿进给量、铣削宽度和铣削深度的大小与铣削力的大小成正相关，而铣削力几乎不受主轴转速的影响；主轴转速、每齿进给量和铣削宽度的大小与铣削温度的高低成正相关，而铣削温度几乎不受铣削深度影响。     

绷缝机橡胶垫隔振性能优化设计

针对绷缝机高速运转时各运动组件产生较大的惯性力和惯性力矩,对机架及其他相关部件产生激励,带来强烈的振动以及噪声,而严重影响机器工作精度的问题,课题组对绷缝机橡胶垫隔振性能进行了优化设计。通过振动理论分析绷缝机橡胶垫对整机振动的影响,建立绷缝机橡胶垫刚度计算有限元模型,评估现有橡胶垫刚度。在此基础上,建立了绷缝机整机多体动力学模型,计算针板处振动位移并与实测结果对比,验证模型的可靠性。基于此模型选取橡胶垫的刚度作为试验因素,利用正交试验法完成橡胶垫刚度优化方案设计,通过仿真计算优化方案针板处振动位移峰值降低了11.7%,表明橡胶垫刚度优化对绷缝机振动性能改善具有一定作用。该方案不用对机器内部结构做任何改变,可实施性强,可作为整机振动性能改善辅助方案。     

曲轴无飞边精密成形模具系统开发

为了解决曲轴模锻材料利用率低和能耗高的问题，基于有限元数值模拟技术，研究了热锻曲轴的无飞边精密成 形工艺及模具系统。由于曲轴的几何结构单元主要为单缸曲轴，故首先给出了单缸曲轴的热锻工序，包括板式楔横轧、 多向锻造和精锻。利用DEFORM 3D软件对曲轴的无飞边锻造过程进行全程数值模拟，结果表明：楔横轧工序中工件两 端易突起，多向锻造中连杆颈圆角容易折叠，精锻中主轴颈圆角处容易折叠；楔横轧工序最大载荷为250 kN，多向锻造X 向最大载荷为450 kN，精锻最大载荷为5 450 kN。最后将该技术推广到两缸曲轴和多缸曲轴，同样得到了良好的无飞边 结果。     

转子自动平衡理论及应用研究

对转子自动平衡问题进行了理论和应用研究。针对自动平衡的特点,对振动系统的力学模型进行了新的分析,指出:运用补偿方法,可以得到精确的系统模型,克服了传统通用平衡机中存在的原理误差;提出了一种软、硬支承自动平衡机的通用测试理论,详细介绍了研制的自动平衡系统的主要功能和技术关键。     

轮毂电机电动汽车空气悬架阻尼GA-LQR控制研究

针对轮毂电机驱动电动汽车因电机内部不平衡电磁力引起的负面振动加剧等问题,提出一种基于遗传算法的线性二次型调节器(GA-LQR)的空气悬架阻尼控制方法。建立包含轮毂电机和空气悬架系统的轮毂电机驱动电动汽车8自由度半车动力学模型,并进行实车试验验证模型;仿真分析路面激励和不平衡电磁力两者对电动汽车垂向振动的影响;根据最优控制理论提出LQR控制策略,并通过遗传算法对LQR控制中的加权矩阵Q和R进行全局搜索优化,构建了GA-LQR阻尼控制器。仿真结果表明：相较于被动悬架和LQR控制的空气悬架,基于GA-LQR控制的空气悬架对电动汽车各评价指标的改善效果明显,可有效抑制轮毂电机因偏心引起的不良振动,极大地提高车辆的乘坐舒适性。     

某曲轴缸体系统刚柔耦合动力学仿真研究

曲柄连杆活塞机构是发动机的重要组成部分,在运动中会受到周期性的激振力作用,直接影响着系统工作的平顺性和零部件的寿命。针对某直列6缸柴油机使用虚拟样机仿真软件ADAMS搭建了曲轴缸体系统的刚柔耦合多体动力学仿真平台,通过对活塞的位移、速度和加速度的运动规律进行模拟,以及对气缸体所受侧向冲击力和曲轴载荷及主轴颈最小油膜厚度等特性进行仿真,得到了较为可靠的运动学和力学数据。结果表明,软件模拟仿真结果与柴油机实际情况基本一致,为曲轴缸体系统进一步优化设计和提高整体性能提供了理论依据。     

轴承与壳体压装工艺动力源的选型研究

为了探究轴承与壳体压装过程中压机的选型问题，课题组基于弹性力学理论对压装力的大小进行理论计算，采用Inventor三维软件建立壳体和轴承三维模型，应用Workbench软件进行压装过程仿真，得出了过盈装配应力应变情况以及轴承、壳体装配时压装力 位移曲线关系。通过伺服压机的压装试验，分析并验证轴承壳体压装力和位移的理论关系以及压装力 位移曲线实时变化规律。研究结果表明：压装过程中力的理论计算和仿真分析可计算出最大压装力，根据最大压装力的大小和压装性能要求来确定压机型号；根据确定的方案进行工艺试验，并将试验结果与理论分析进行对比，验证了方案的可行性及准确性。分析结果可为轴承壳体压装动力源的选型提供参考。     

金属材料铣削力及振幅预测模型

为了实现对加工过程中铣削力动态变化的预测，课题组构建了金属材料铣削力及振幅的预测模型。首先通过仿真与试验相结合的方法，探究不同材料在不同主轴转速和轴向切深下的铣削力特性；在确认仿真模型准确的基础上进行铣削力的正交仿真，采用回归分析的方法构建平均铣削力及振幅的预测模型。结果表明：不同材料的平均铣削力受主轴转速和轴向切深的影响不同，但铣削力的振幅大小与主轴转速和轴向切深均呈正相关。课题组所提出的铣削力及振幅预测模型可以为铣削参数的合理选择提供参考。     

大载荷货梯曳引系统振动研究

为探究大载荷货梯曳引系统的非线性时变振动问题，课题组构建了一种针对货梯曳引系统的非线性动力学模型。该模型综合考虑了钢丝绳、导轨支架系统的时变刚度及承重梁的刚度，对动力学影响较小的因素进行简化；运用Runge Kutta法进行求解并进行了实验验证，分析了货梯不同疏密度的导轨支架对轿厢振动的影响；分析了货物堆叠跌落对曳引系统强度的影响。结果表明：实验所测最大振动加速度与仿真分析数据吻合良好，加速度最大数值误差小于10%，验证了简化模型的准确性；货梯最大应力值随着运行高度的上升而增大，最大为130 MPa，安全系数随着高度增加逐渐减小至5.90，远远小于曳引绳最小安全系数20.94。课题组所提出的方法能较好地反映大载荷曳引系统货梯的振动特性。     

高频振动下轮轨噪声的特性分析

为了探究高频振动下无砟轨道的轮轨噪声，进行轮轨耦合动力学分析，利用结构导纳结果与轨道不平顺求解频域下竖向轮轨力，将此力作为外部激励求解车轮与轨道有限元模型的振动响应，然后将此振动响应作为声学边界条件并利用边界元法得到轮轨的结构噪声辐射。研究表明，轮轨噪声主要集中在100～4 000 Hz,在2 500 Hz以下时，钢轨对总噪声的贡献量最大，在2 500～4 000 Hz时，车轮的贡献量最大，且列车行驶速度增大，轮轨的最大声压级也逐渐增大；在低频和高频时钢轨质量对轮轨噪声有影响；扣件垂向阻尼越大，轮轨的最大声压级越小。     

配流盘结构参数对柱塞泵流量脉动影响及优化

柱塞泵的流量脉动是噪声流体传播的原因。为设计良好的配流盘以减少流量脉动和斜盘上的倾覆力，笔者建立了柱塞泵工作过程的数学模型。以流量脉动为目标，压力脉动作为结果进行分析；采用Amesim液压仿真软件分析柱塞腔内的增压、减压速率与流量波动的关系；在此基础上分析减压槽和配流盘上分度角等结构设计参数的影响，通过遗传算法优化得到一组参数帕累托解集，以此设计配流盘。排油流量和吸油流量变化仿真结果表明：采用该优化方法设计的配流盘，能有效降低柱塞泵流量脉动。该研究为正向设计配流盘结构、降低流量脉动提供了一种有效方法。     

用涡流喷射器提高油冷却能力的试验研究

本文对在淬火油槽内用超声波振动提高油冷却能力的试验进行了研究。提出了用被迫对流和超声波振动同时作用于淬火油槽的方法。试验研究表明,用涡流喷射器作用淬火油槽,可显著提高油的冷却能力。     

交叉口信号配时的人工蚂蚁优化

针对我国城市道路交叉口的实际情况，在改进信号配时模型的基础上，采用一种新型随机搜索思想——人工蚂蚁优化算法来解决交叉口的信号配时问题．仿真试验表明，所得结果优于经典方法，在相同的信号周期内，降低了交叉口的总延误时间和停车次数，提高了通行能力．     

公平视角下的国有企业红利分配制度改革

以某铁路车站站场下地下结构盖挖逆作法施工为工程背景，首先现场测试分析了城际铁路列车通过时地下结构的振动响应，其后建立了动车组 轨道结构 地下结构系统耦合动力分析模型，仿真分析了城际铁路列车通过地下结构的全过程，系统探讨了地下结构的车致振动响应及其空间传播规律，揭示了地下结构车致振动机理。研究结果表明，地下结构车致振动随着与运营线路的距离加大而逐渐衰减，且衰减速度逐渐减小；结构动力响应随列车运行时速的提高而增大。     

基于双向ICP跨源点云配准的鞋底涂胶轨迹生成

针对自动化鞋底涂胶系统中存在的鞋型适用性不高的难题，课题组提出了一种基于修正PCA(principal components analysis)和双向ICP(iterative closest point)的跨源点云配准算法。对比3种采样方法对最终配准精度的影响，选择了最远点降采样作为配准前对点云的预处理；提出了修正PCA对鞋底点云进行粗配准，为精确配准提供了较好的初始变换矩阵；利用对跨源点云配准鲁棒性较好的双向ICP进行精确配准；根据精确配准结果将标准涂胶轨迹迁移到实时鞋底涂胶系统上，从而得到实时涂胶轨迹。结果表明：修正PCA+双向ICP在快速精确配准跨源鞋底点云上具有优越性，其中双向ICP迭代20轮后误差减小到1.31 mm，相比传统ICP算法误差减小了1.13 mm；修正PCA+双向ICP算法在处理不同鞋型时具有较好的适用性和精度，配准时间也满足系统要求。该算法可提高传统鞋底涂胶系统对各类鞋型的适用性，具有一定的工程实用价值。     

一种双轴式农用车取力器特性分析与试验研究

针对取力器(PTO)普遍存在的噪声高、换挡不畅等技术问题,设计了一种新型双轴式农用车取力器。确定了取力器动力参数并进行实体建模,建立了动态啮合的多工况扭转振动的动态激励及参数化仿真模型,根据工况施加外载,得出齿轮啮合曲线。通过取力器换挡力试验,得出取力器上挡力和脱挡力均位于510～590 N,满足行业标准。对取力器台架噪声试验中出现的振动及噪声问题进行了分析和改进,改进后的取力器箱体特征频率处振动加速度及噪声值显著降低。     

高凝油油藏注水开发方式研究

通过室内实验分析了高凝油油藏储层敏感性、流体性质和不同温度下的水驱油规律。结果表明：温度和储层敏感性对高凝油油藏的开发影响较大；高凝油由于其含蜡量高、凝固点高，温度变化对其流变特性影响很大；随着温度的下降，油相渗透率降低，降温后再升温，油相渗透率可以恢复，但不可逆；温度对高凝油油藏驱油效率影响较大，温度低于析蜡温度以后，蜡的析出影响水驱油效率；而当析蜡温度接近地层温度时，就会产生冷伤害，因此应采取相应措施使油层温度保持在原油析蜡温度以上。沈84-安12块注水井温度测试表明，目前地层存在冷伤害，如果油层温度下降过快，应适当考虑提高注入水温度，使油层温度高于析蜡温度，改善油田开发效果。     

一种欠驱动柔性机械手的抓取力研究

为满足农产品（食品）行业中尺寸范围大、形状复杂、物性多样的复杂对象抓取需求，提出了一种欠驱动柔性机械手。设计了欠驱动柔性机械手的的结构 ，介绍了其工作原理；采用2个电机驱动串联双铰链柔性关节；以直径为20,40和60 mm的圆柱铝块为抓持对象，建立了静态力学方程和几何平衡方程；运用 MATLAB软件中fsolve函数求出机械手在负载状态下驱动杆行程与抓取力的关系。计算结果表明通过控制驱动杆行程，可以实现调节抓取力的大小，在不损坏物体 表面的前提下，有效抓取复杂对象。