计算机辅助普通话水平测试“命题说话”项评分误差控制

铁路除沙车是课题组研发的用于沙漠地区铁道线路除沙的专用设备,集沙装置是铁路除沙车的重要组成部分,在进行集沙工作时,集沙装置的集沙铲承受了较大的阻力。为了研究集沙铲工作时的受力情况和功耗情况,根据集沙铲和积沙的各自特点,建立了沙土模型、积沙结构模型和集沙铲模型,对集沙铲切割积沙的过程进行了有限元动力学分析。由仿真结果可知,集沙铲在旋转速度300 r/min,进给速度3 km/h的额定工况下,其最大应力为71.45 MPa,最大切割阻力为6 500 N,最大切割功耗在14~18.5 kW之间,集沙铲叶片下边缘和外侧边角处存在应力集中。研究结果为铁路除沙车集沙铲结构的优化和驱动马达的选型提供了理论依据。     

铁路轨道除沙车除沙装置的离散元仿真分析与试验

为研究除沙车作业时的性能参数,以自主研发的铁路轨道除沙车为研究对象,运用EDEM进行除沙性能虚拟试验;建立了除沙车机械—沙土离散元接触模型,分析了沙粒在除沙车内集沙、排沙、抛沙的动态过程和数值规律。研究表明,仿真分析和试验结果较为吻合,额定工况最大除沙质量110kg/s,集沙铲和沙扇最大工作阻力分别为6500N和1650N,最大转矩分别为1100N·m、200N·m,抛沙扇转速在250r/min时满足最近抛沙距离设计指标。研究结果对除沙车性能参数的选取和结构优化设计有重要指导意义。     

基于时域分析的汇流行星排内齿圈振动仿真与试验研究

针对汇流行星排在履带车辆综合传动装置工作中产生的振动问题,基于动力学传动理论综合考虑时变啮合刚度、扭转刚度、啮合阻尼等因素的影响,建立了汇流行星排齿轮系统直齿轮行星传动的平移-扭转模型,仿真计算分析内齿圈振动位移量与输入转速之间的对应关系。设计并搭建汇流排振动试验台进行200～1 500 r/min转速工况试验,分析了不同转速工况下内齿圈的时域特征与转速的变化规律。研究结果表明:转速越大,汇流行星排的内齿圈振动量越大,转速在200～1 000 r/min时X向与Y向振动变化不明显;在1 000～1 500 r/min时X向与Y向振动更加强烈,模型仿真结果与试验数据变化趋势一致,验证了所建模型的准确性。     

车用螺旋型水道永磁同步电机温升特性

为了解决车用单向螺旋型水道永磁同步电机局部温度过高,提出一种对流双水道冷却模型。基于传热学和流体力学,采用磁热耦合法对某额定功率为38 kW的单水道水冷永磁同步电机进行电磁场与温度场的仿真计算,得到了电机各位置温升分布情况;再将仿真计算结果与台架温升试验测试结果对比分析,相对误差为3%,验证了仿真计算方法的准确性;最后,在原有样机模型基础上建立对流双水道与单水道模型,将2种模型的温升仿真对比分析。结果表明:对流双水道电机模型在38 kW、4 000 r/min运转时绕组端部最高温度降低5.3%,在74kW、10 000 r/min运转时间增加6.6%。     

基于离散元法的双卧轴搅拌机工作性能的分析与研究

为提高双卧轴搅拌机的搅拌均匀性,研究搅拌机的运动参数与几何参数的最优组合,对其搅拌过程进行分析并建立双卧轴搅拌机的离散元模型。采用二次回归正交旋转组合试验设计,运用离散元软件EDEM对搅拌机搅拌均匀性进行正交虚拟试验。以离散率作为搅拌均匀性的评价指标,对试验结果进行回归分析,并应用SPSS软件得到各个试验因素的回归方程,利用Matlab绘制三维等值线图,确定了各参数对性能指标的影响规律。对试验因素进行优化计算,得出最优参数组合:当搅拌轴转速为61.93 r/min,筒毂直径为38.02 mm,叶片螺旋升角为46.34°时,搅拌机离散率为6.22%。采用试验验证了仿真结果,证明了应用离散元法研究搅拌机工作性能的可行性。     

基于响应面法的除沙料斗优化研究

料斗作为除沙车最重要一部分，影响着清理积沙的效率。为了增大料斗式除沙车的除沙量及降低最大除沙阻力，对料斗的工作参数进行响应面优化。首先，采用Box-Benhnken设计方法对料斗转速、料斗张角及除沙深度等主要因素进行三因素三水平试验设计；然后，创建关于响应目标的回归模型并进行方差分析；最后，分析各因素交互作用对响应目标的影响，通过响应面法对料斗工作参数加以优化。结果表明，对响应目标影响程度从大到小依次为除沙深度、斗张角与转速；当料斗转速为25 r/min,料斗张角为125°,除沙深度为105 mm时，除沙量达到最优值43.375 7 kg,最大除沙阻力达到最优值335.135 N。该研究可对料斗式除沙车相关设计提供参考。     

电动汽车高速减速器润滑仿真分析与试验

为研究新能源汽车高速减速器的润滑情况,以某款电动汽车高速减速器为研究对象,基于移动粒子半隐式法对减速器内的油流进行了数值模拟。研究了油位、转速对减速器润滑的影响规律。分析得知:油位越高,减速器的润滑效果越好;低转速时,转速越高,减速器润滑效果越好,超过5 000 r/min后润滑效果随转速的变化较小。为验证仿真结果的准确性,进行了台架试验。试验结果表明:仿真与试验结果有较好的一致性,证明该仿真模型对高速减速器润滑系统设计有较好的指导性。     

飞轮储能用永磁同步电机温度场分析

针对飞轮储能用永磁同步电机散热困难的问题,以某额定功率为300 kW、转速为10 000 r/min的永磁同步电机为研究对象,利用磁热耦合的方法,对永磁同步电机的损耗和温度场进行模拟及测试分析,研究永磁同步电机的损耗及电机热分布;利用热仿真模型,研究电机关键部件散热的影响因素。结果表明：高温主要集中于永磁体及绕组区域;减小流道宽度、增大流道数目以及增大流道圆角半径可有效提高定子散热性能;辐射率越高,永磁体散热性能越好;改进电机结构后,永磁体最高温度下降10.5%。研究结果可为永磁同步电机的设计及散热优化提供参考。     

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。     

二冲程缸内直喷发动机燃烧室设计

采用三维实体建模软件UG对某二冲程发动机的燃烧室进行直喷化设计,并利用三维CFD仿真软件Fluent对直喷燃烧室的缸内流场和混合气形成进行CFD仿真与分析,仿真计算从发动机上止点(0°CA)开始计算。分析结果表明:锥形燃烧室扫气效率较低,在燃烧室顶部的废气残余较高,偏置和完全对称的拱形燃烧室扫气效率相近,由于废气堆积较集中,不利于燃烧的传播;选择完全对称的拱形燃烧室来研究喷油正时对混合气形成的影响,在转速1 600 r/min、节气门开度10%的工况下,喷油正时在70°~90°CA,BTDC可以在火花塞附近形成较浓混合气,远离火花塞形成较稀的混合气;在转速5 000 r/min、节气门开度100%的工况下,喷油正时在200°~220°CA,ATDC可以形成较均匀的混合气。     

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。     

单框架控制力矩陀螺受力特性分析

单框架控制力矩陀螺因其优异的姿态控制性能被用于两轮平衡车的姿态控制,由于控制力矩陀螺长时间工作于转子高转速、框架高动态环境下,其结构容易发生破坏,导致装置失效。为了确定控制力矩陀螺结构薄弱点及其受力规律,确保转子系统可靠运行,利用ABAQUS有限元分析软件,分别建立了某车载单框架控制力矩陀螺转子和整体有限元模型,分析不同目标参数下其稳态特性和动态特性。结果表明,转子系统的薄弱部位在转子轴根部和框架轴轴承安装处,转子轴和框架轴薄弱处所受应力会随转速增大而增大,当达到7 000 r/min时会有超过许可应力值的危险;随着框架转动,转子轴主应力先增加,随后保持不变,框架轴主应力随框架转角的增加而增加,当达到4 rad/s时,框架轴和转子轴均接近许可应力,有断裂风险。最后,基于分析结果及车载控制力矩陀螺的性能要求,给出转子转速和框架转速安全运行范围,为后续控制力矩陀螺自适应控制的实现提供参考。     

乘用车动力传动系瞬态工况扭振分析与改进

考虑离合器扭转减振器非线性刚度、齿轮啮合时变刚度和齿轮侧隙,建立了乘用车传动系3挡集中参数扭振模型。用用LMS virtual.lab和Simulink联合仿真模拟乘用车反复点踩油门-松油门的瞬态工况,飞轮、输入轴瞬态转速变化的仿真与实验曲线对比验证了模型的有效性。仿真分析发现:小刚度的离合器扭转减振器可以有效改善传动系的瞬态性能。模型中换用双质量飞轮,仿真结果表明:在反复点踩油门-松油门的瞬态工况下,飞轮和输入轴转速波动幅值分别减小了14和38 r/min,输入轴瞬时转速中的冲击变化量几乎完全消除。     

基于水冷的IGBT模块散热结构设计及优化

为增强IGBT模块的冷却效果,以某IGBT模块为研究对象,在常规形散热针柱的基础上设计了圆环形散热针柱和螺旋形散热针柱。对3种散热针柱下的IGBT模块结温分别进行理论计算,并利用有限元分析软件STAR-CCM+对3种散热针柱下的IGBT模块进行仿真模拟。对比分析3种模型的温度场、压力场及速度场,结果表明:3种模型的理论计算结果和仿真计算结果之间的误差均小于5%;最优的螺旋形散热针柱下的IGBT模块在针柱高度为11 mm、针柱直径为2.5 mm以及水流流量为12 L/min时,散热能力表现最佳。     

装箱机双四杆机构的动力学仿真分析及结构优化

为了减轻双四杆装箱机机构的质量,以减少实际生产过程中的耗材,采用Pro/E建立了装箱机双四杆机构零件的三维模型,并导入ADAMS软件建立了虚拟样机,然后进行动力学仿真,得到杆的受力数据,接着运用MATLAB软件对这些数据进行处理,分别对其进行抗拉形式和抗弯形式强度分析和校核,最后在满足强度的条件下得到较合理的截面参数和形状。     

除雪车集雪螺旋切雪过程有限元模拟研究

为探究除雪车作业时集雪螺旋与雪之间相互作用的规律,预测不同结构参数对集雪螺旋作业效果的影响,优化集雪螺旋的结构设计,改善除雪车的性能,以自主研制的铁路轨道除雪车为研究对象,建立了螺旋—积雪相互作用的三维动态有限元模型。该模型使用任意拉格朗日-欧拉网格自适应划分法,解决了积雪局部变形过大导致单元畸变而使分析中断的问题。通过有限元仿真,得到了螺旋—积雪模型相互作用过程的应力时域曲线和受力时域曲线,并以此分析了螺旋—积雪相互作用的规律。设置了3组不同螺距的切雪模型,以分析螺距改变对螺旋—积雪相互作用规律的影响。研究表明,适当减小螺距有利于螺旋工作状态的平稳,降低对自身结构和动力系统的冲击,增强积雪轴向输送能力,也会略微降低螺旋对冰雪的切削能力。     

白蜡多年卧孔菌发酵培养条件优化的研究

对白蜡多年卧孔菌最佳发酵培养条件进行了探索,其摇床发酵最优培养条件为:葡萄糖37.7 g/L,酵母粉8.3 g/L,磷酸二氢钾6.31 g/L;培养温度30℃,500 mL三角瓶装液量200 mL,初始pH值为6,摇床转速180 r/min,10%接种量培养7 d,最大产量达到15.46 g/L.发酵罐最优培养条件为:葡萄糖37.7 g/L,酵母粉8.3 g/L,磷酸二氢钾6.31 g/L,培养温度30℃,装液量6 L/10 L,初始pH为6,搅拌速度380 r/min,10%接种量培养120 h,最大产量达到19.47 g/L.     

聚(3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸共聚酯)/聚丙烯接枝马来酸酐的制备及其性能

为获得高质量的聚(3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸共聚酯)/聚丙烯接枝马来酸酐(PHBV/PP-g-MAH)双组分材料,利用正交试验,采用不同熔融共混工艺参数制备了9种质量比为50∶50的PHBV/PP-g-MAH共混材料,优化正交工艺并研究其对共混材料的机械性能、相形态、结晶性能和热稳定性的影响.结果表明:PHBV/PP-g-MAH材料的优化共混工艺为共混温度180℃,螺杆转速40r/min,共混时间3min;在优化后的共混工艺条件下,PP-g-MAH分散相的数量平均半径和体积平均半径最小,分别为8.6μm和9.4μm,与力学性能分析结果吻合;在不同共混工艺参数下,PHBV/PP-g-MAH材料呈现不同的"海-岛"相分布,PHBV呈现不同的结晶度;当降温速率增大时,共混体系各组分结晶峰变宽,结晶温度减小,共混体系中PHBV的结晶温度明显提高;共混体系中PHBV的起始热分解温度达到了250℃,其热稳定性得到明显改善.     

基于GRN模型精密机械手末端映射关系

针对相邻关节误差对机器人末端的精度影响等问题,鉴于生物细胞自组织GRN模型的运行机理,提出基于GRN模型机械手精度的映射关系,研究机械手运动学模型和GRN模型的结构特性,分析机械手相邻关节误差的累积与GRN模型中细胞间的作用特点,求解基于GRN模型机械手相邻关节影响的误差模型,考虑在几何因素的影响下,以3R机器人为研究对象,建立求解机械手末端位姿的误差值,采用基于自适应粒子群算法优化的PID神经元模型对其进行误差优化,获取粒子群算法的进化过程和PID神经元控制器的控制曲线。仿真表明:基于GRN模型重载机械手相邻关节误差模型的有效性与合理性得到了验证,且机械手相邻关节引起的末端误差得到了有效控制。     

二冲程半直喷煤油发动机性能计算分析

为研究二冲程点燃式半直喷航空煤油发动机的性能特点,通过对一台二冲程电喷原型机结构进行分析,利用发动机一维性能仿真计算平台开展电喷原型机及半直喷发动机建模与仿真分析,结果表明：将原型机改成扫气道半直喷发动机后,在全负荷条件下均燃用航空煤油时,发动机的功率、扭矩及平均指示压力等指标均比原型机有一定的提升,燃油消耗量比原型机要少;通过对6 000 r/min全负荷的工况点进行仿真分析,半直喷航空煤油发动机燃烧比同工况下航空煤油原型机更加充分;通过对比分析半直喷发动机喷油嘴的安装方案,喷油嘴安装在扫气道末端时,发动机燃烧要比安装在扫气道中部与前部稍好。研究结果可为二冲程半直喷发动机的设计提供理论参考。