基于CDIO的回归工程教育理念的研究与实践

对内燃机曲柄连杆机构的工作性能进行仿真分析是该产品设计过程中的重要组成部分。运用机械系统仿真软件ADAMS,建立了曲轴、飞轮、连杆、活塞在内的虚拟样机模型,之后将曲轴视为柔性体,利用PRO/E建立曲轴的三维实体模型,导入ANSYS进行模态分析,生成中性文件,再导入ADAMS中生成曲轴的柔性体模型来替换刚体模型,构造刚柔混合体模型,通过对模型的多体动力学仿真,得到曲轴连杆和活塞的运动特性曲线,为以后内燃机的优化设计及疲劳分析提供参考。     

汽车发动机点火系仿真实验台的设计

汽车发动机点火系仿真实验台将点火系与曲轴活塞连杆机构的匹配完全裸露 ,使其具有直观性 ,便于教学。本文重点介绍了模拟传统点火系仿真实验台的设计目的和原理以及设计方案的实现。     

柴油机曲轴的静、动态有限元分析及校核

采用有限单元法，运用ANSYS软件对6105柴油机曲轴进行了整体三维建模，对整体曲轴进行静强度、刚度的分析校核及模态分析，建立单拐模型，就整体有限元分析中应力较大部位做了分析、校核。为柴油机曲轴改进设计中的结构分析提供了理论依据。     

李长之文学批评的德国核心元素

为进行某工程机械发动机再制造曲轴的疲劳寿命分析,在有限元软件MSC.PATRAN中分别建立了原有曲轴和再制造曲轴的三维有限元分析模型,对原始曲轴和再制造曲轴进行了静强度和疲劳强度分析。从仿真结果可知,再制造曲轴具有较高的疲劳寿命。     

基于Maplesim的喷气织机开口机构建模与仿真

建立系统的物理模型是分析系统特性、优化系统参数并进行故障诊断的前提。介绍了新的基于Modelica语言的多领域建模仿真软件——Maplesim,通过模型库中的预定义元件,建立了喷气织机开口机构的物理模型,并进行了运动仿真,得到了综框运动特征,在此基础上,提出了新的凸轮轮廓曲线设计方法。给定从动机构运动规律,在MapleSim 中间接求解出凸轮轮廓线坐标,通过CAD软件生成凸轮轮廓线。结果表明：Maplesim建立的该物理模型能够很好地模拟喷气织机开口机构运动规律,Maplesim可以在多领域复杂系统建模和仿真中推广应用。     

单缸式自由活塞混合动力柴油机喷雾特性研究

为揭示单缸式自由活塞混合动力柴油机的燃油喷射与雾化特性,建立了耦合活塞动力学的SFPE燃油喷射雾化多维模型,数值模拟了高压燃油在SFPE中的喷雾发展与油气混合过程。通过与传统柴油机(TCE)的喷雾性能对比,研究了2种发动机燃油喷雾过程的差异及其形成机理。结果表明:SFPE的压缩慢于其膨胀,它在止点附近及膨胀过程的运动速度快于传统发动机,这导致SFPE更晚开始喷油,且喷射阶段的缸内气体压力和温度略高于TCE。因此,SFPE在喷射阶段的燃油挥发速率更快,由于喷射滞后,整个喷雾发展过程的燃油挥发总量略小于TCE。此外,SFPE更快的活塞运动还造成了缸内体积缩小更快,喷射过程中活塞顶部距离气缸盖更近,导致更多的喷雾与壁面接触。较早的燃油喷射为TCE提供了充足的燃油蒸发和雾化时间,使其在活塞运动到上止点前就已经形成了更均匀的混合气。     

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。     

Matlab在研究混沌系统中的应用

利用Matlab软件对改进的Sprott—G系统进行了仿真，分析了系统由周期运动到混沌运动的转迁过程，说明了Matlab软件在研究混沌系统中的一些应用。     

虚拟制造技术在活塞上的应用

活塞的工作条件比较恶劣,因此,活塞应具有足够的刚度和强度以及良好的导热性能等特征.常用来制造活塞的铝合金质量小,导热性好,但热膨胀系数大,温度升高时,强度和硬度下降较快.要克服这些缺点,就要在活塞的结构设计、机械加工等方面采取措施.运用建模仿真软件对发动机的活塞进行仿真分析,可以达到改善活塞材料、优化活塞结构、减少开发费用、缩短生产周期的目的.     

生物3D打印活塞式喷头有限元辅助研究

针对国内外活塞挤压喷射生物3D打印研究中,存在过于依赖实验研究、缺乏系统理论分析的问题,提出了有限元辅助分析与设计的方法。利用流体力学相关理论和有限元分析软件ANSYS建立了活塞式喷头挤出过程的流体动力学仿真模型,分析了喷头各项设计参数（喷嘴长度、喷嘴直径、接头长度、接头直径、各变径过渡夹角等）对挤出过程的影响,通过实验验证了喷嘴直径和喷嘴长度对挤出过程产生的影响。研究表明：喷嘴越长,缸体内所需的挤出压力就越大;喷嘴直径越小,挤出压力对其变化就越敏感。该方法能够对生物3D打印活塞式喷头的设计提供一定的理论参考。     

汽车制动器速度控制仿真系统设计

本文利用LabVIEW软件,设计了汽车制动器速度控制仿真系统,并模拟某汽车制动系统基本参数进行仿真与性能分析,结果表明,该仿真系统能够对汽车制动过程中制动角速度及角速度进行模拟,曲线与实际相符,各参数值计算准确。该系统为汽车制动器设计提供了一条新的途径。     

用Pro/E对过约束运动平台动态仿真分析研究

针对过约束多体运动机构的动态受力分析难点,以一个具体的多曲轴运动平台为例,提出一种基于Pro/E中Mechanism仿真模块进行动态仿真的解决方法。在Pro/E中进行了3维建模;针对分析的重点,对系统模型进行了适当简化;并结合虚拟样机技术在Pro/E中的具体运用,对简化模型进行动态仿真;并运用仿真结果分析了各类因素对该机构运动及受力的影响,提出了优化设计方案。     

一种超冗余机械手设计与分析

针对抗震救灾中救援机械设备的低灵活性等问题,提出设计一种超冗余7自由度救援型机械手,由腰部装置、上臂机构、小臂机构、手部机构等部件构成,腰部机构由连杆折叠升降机构组成,小臂部分包含伸缩构件,以增加机械手的作业运转的空间范围,末端执行机构采用单杆式液压能转换缸体来实现;进而,基于矢量积法对所设计的超冗余机械手进行雅克比矩阵计算,求解相关数学模型;基于MATLAB仿真软件,求解三维可视化和工作空间云图,并采用UG软件对其进行运动仿真,仿真试验表明:该机械手的设计满足所设计的要求,对救援型机械手具有一定的参考价值。     

对置活塞式四冲程自由活塞发电机仿真研究

针对现有结构的四冲程自由活塞发电机在工作过程中存在的严重机械振动问题,提出了一种新型的对置活塞式结构四冲程自由活塞发电机.在分析系统结构组成和工作原理的基础上,分别从热力学和动力学建立对置活塞式四冲程自由活塞发电机的仿真模型,并进行系统动态特性的仿真分析.研究结果表明:该四冲程自由活塞发电机具有机械振动小及功率密度高的特点,比单活塞式结构的四冲程自由活塞发电机更适合作为未来混合动力电动汽车的发电装置.     

PSpice仿真软件在模拟电子电路设计与分析中的应用研究

由于Pspice的电路仿真能力强,因此在模拟电子电路的设计和分析中得到了日益广泛的应用。在电路系统仿真方面,Pspice属于电路模拟试验平台,具有多功能性。Pspice由于具有较好的收敛性,因此在系统和电路级仿真中极为适用,其仿真能力快速、准确。本文首先简要介绍了Pspice仿真软件,然后用两个实例研究了PSpice仿真软件在模拟电子电路设计与分析中的应用。     

国产与进口C121柴油机缸体、缸盖铸件质量对比分析

对进口及国产C121柴油机缸体、缸盖铸件进行了分析对比．结果表明，国产铸件在化学成分与金相组织等几个方面均存在差异．其原因是原材料质量不稳定．要实现缸体、缸盖铸件的国产化．就必须严格控制原材料质量．     

球墨铸铁曲轴的气体软氮化

柴油机的珠墨铸铁曲轴系重要零件,气体软氮化应用到球墨铸铁领域还是一种新工艺,而且比中频淬火效果好,提高了曲轴的抗疲劳和抗磨损的能力。本文对气体软氮化的基本原理、设备、工艺参数的选择和催渗方法进行了探讨,对软氮化后曲轴的尺寸形状误差、光洁度和机械性能的提高等进行了较详细的试验、分析和比较,结果,经气体软氮化后的曲轴不但尺寸形站误差符合图纸要求外,而且抛去轻微氧化层后光洁度还略有提高,曲轴安全系数由1.3～1.6提高到1.70～1.77,并且一般不再发生疲劳断(?),使用寿命比原来寿命增加3.32倍以上。     

关中平原人地关系地域系统SD模型及仿真

以渭河流域关中平原为例,在深入分析系统内外因素及其反馈关系的基础上,运用系统动力学（SD）构建关中平原人地关系地域系统模型,以模型为基础,建立了关中平原发展的三种可能情景,即理想条件下、资源约束下、资源环境约束下。采用Vensim PLE软件进行系统仿真模拟,获取三种情景下系统的仿真结果。对模拟结果分析显示：水资源和环境污染对未来关中平原发展具有重大而深远的影响,盲目的追求经济发展将使资源和污染更为恶化,必须将水安全和生态环境的保护作为建设中的重点。仿真的结果对关中地区未来发展战略制定提供了理论和现实依据。     

柴油机供油凸轮滚轮接触分析及滚轮母线优化

采用ABAQUS软件对柴油机供油凸轮滚轮机构进行有限元分析仿真,得出凸轮滚轮间接触应力(CPRESS)及等效应力(VON MISES)分布情况。为解决边界应力集中问题,通过Isight优化软件集成ABAQUS软件对滚轮母线进行优化设计,并对优化结果进行有限元仿真分析。分析结果表明:通过对滚轮的母线修形可以减小边界应力集中,提高凸轮滚轮的疲劳寿命。     

分布式仿真系统的模拟测试研究

目前国内大规模分布式仿真系统的研究手段还存在很大的不足,为此本文实现了一个大规模分布式仿真系统的模拟测试系统。该系统可模拟分布式仿真应用所涉及到的各种软硬件资源,具有模拟能力强的优点,且可通过配置文件对被模拟系统进行灵活配置,以实现对不同仿真场景的模拟测试。本文给出了该模拟测试系统的实现结构及其运行方式。