关键词： 混合动力汽车   构型   机械创新性方法   设计   仿真  

摘要： 随着混合动力汽车的迅速发展,构型成为了各大汽车企业的研究重点,然而由于国外公司专利封锁,严重制约了国产混合动力汽车创新构型的发展。目前大多新构型由传统自动变速器衍生发展而来,然而许多构型设计并未进行详细分析,其构型的递推方法也缺乏理论支撑,传动系统缺乏整体评价。本文以单电机并联式混合动力汽车传动系统为研究对象,引入机械创新性方法进行构型设计,从机械运动链出发,着重构型设计过程,扩展出128种潜在的可行并联混合动力传动系统构型,并挑选其中一种潜在可行新型构型进行具体运行模式分析,根据受力平衡分析计算出各个运行模式下转矩关系,进行新型构型建模仿真分析,验证所选构型的合理性,也为运用机械创新性方法拓展设计更多潜在构型提供理论依据。主要研究内容如下:(1)分析当前混合动力汽车构型设计的国内外现状,总结国内混合动力汽车构型设计的局限性,阐述混合动力汽车构型设计研究的必要性。(2)以单电机并联式混合动力汽车为研究对象,分析现有的单电机并联式混合动力汽车的拓扑结构以及运行模式,详细比较后归纳出单电机并联式混合动力汽车的拓扑结构特性。(3)通过机械创新性设计方法,应用一般化规则得到单电机并联混合动力传动系统拓扑结构的运动链,根据其运动链连杆与运动副的数目,采用连杆类配方法得到一般化运动链。采用特定化程序,从一般化运动链图找出满足设计约束的可行特定化运动链图谱,除去同构类型后产生12种可行特定化运动链,利用具体化规则转换为相应的行星轮系的机构简图。(4)根据动力输入输出端约束与能量分配结构,对行星轮系的机构简图进行动力输入输出分配,合理布置发动机、电机与输出端;根据各个运行模式的要求与约束,合理分配离合器与制动器,获取满足各项条件的128种潜在可行构型。(5)选取某一具体新型构型进行具体分析,构建行星齿轮系统的输入输出关系,计算各个模式下转矩分配关系,建立其仿真模型,进行离线仿真,验证所选择的可行新型构型的合理可行性。

关键词： 铜合金   La3+盐   Ce3+盐   化学转化膜   耐蚀性  

摘要： 铜合金以其优良的性能广泛应用于化工、电子、动力机械等领域。因其在生产中常会发生不同程度的腐蚀,从而影响使用寿命。为提高铜合金工件的耐蚀性,通常对其表面进行防蚀处理。本文主要研究H62铜合金表面的镧、铈双稀土转化膜的制备及耐蚀性。通过正交试验获得含有La3+/Ce3+双稀土盐的最优钝化液配方,通过化学浸泡法在铜合金表面形成La3+/Ce3+双稀土转化膜。依据单一稀土盐获得的钝化液方案,采用正交试验及单因素试验确定了双稀土盐转化膜的最优钝化液配方。利用硝酸点滴试验、盐雾试验及恒温恒湿试验等对稀土转化膜的耐蚀性进行评价;并对钝化膜在氯化钠溶液及人造海水溶液中的腐蚀行为进行分析研究;通过阳极极化、交流阻抗等电化学测试方法,对双稀土转化膜的耐蚀性做进一步分析与探讨;利用扫描电镜（SEM）等设备对稀土钝化膜表面形貌进行分析;采用X射线能谱仪（XRD）分析镧铈复合膜层的成分,初步探讨双稀土转化膜的成膜机理。本课题旨在研究能在铜合金表面形成性能稳定的绿色、经济、环保的双稀土转化膜工艺流程,提高铜合金的机械耐蚀性能,为以后的研究工作提供了较好的技术支持,并为实际生产应用奠定理论和技术基础。双稀土新工艺条件:La（NO）3·6H2O（硝酸镧）-4g/L、Ce（NO）3·6H2O（硝酸铈）-4g/L、BTA（苯并三氮唑）-15g/L、Na2MOO4·2H2O（钼酸钠）-3g/L、C6H8O7·H2O（柠檬酸）-14g/L、C7H7O6S·2H2O（磺基水杨酸）-10g/L、表面活性剂-0.2g/L、钝化温度50℃、钝化时间5min。本研究获得的双稀土钝化液可使铜合金耐硝酸点滴时间长达21.98s,耐盐雾时间可持续15h,恒温恒湿试验55h无明显变化,在3.5%NaCl溶液及人造海水溶液中腐蚀失重速率分别为0.3038×(10-2g/m2·h)和0.4449×(10-2g/m2·h)。SEM结果表明:双稀土转化膜更为平整均匀,结构致密,与基体的结合力强。电化学测试结果分析:双稀土盐的协同作用使转化膜自腐蚀电流密度降低,极化电阻增大,铜合金的耐蚀性明显提高。XRD结果表明:黄铜表面La/Ce双稀转化膜的主要成分为Cu2O、Ce O2、La（OH）3和Ce（OH）4。

关键词： 柔性机械臂   关节间隙   动力学分析   接触碰撞  

摘要： 空间机械臂在航天领域的广泛使用,大幅提高了空间站建设、使用、维护等环节的效率和安全性。随着空间任务复杂程度的提高,高性能机械臂的研制日益重要。空间机械臂一般由多个轻质细长杆组成,因此,机械臂在大范围移动时柔性臂杆会产生振动,对机械臂系统的控制精度带来了巨大挑战。此外,机械臂旋转关节间隙处产生的冲击碰撞也会引起振动。机械臂一般含有多个柔性臂杆和关节间隙,柔性臂杆弹性变形与柔性臂杆弹性变形间的耦合、间隙与间隙间的耦合、间隙与柔性臂杆弹性变形间的耦合对系统动力学特性带来了较大影响。因此,本文通过分析多间隙和柔性臂杆耦合对机械臂系统的动力学特性影响研究,为机械臂的稳定控制和运行提供理论指导。首先,本文基于柔性多体系统动力学理论,利用模态综合法建立了柔性机械臂系统的动力学模型,为了引入关节间隙的影响,引入了阶跃函数,将用于描述轴与轴承运动状态的间隙数学模型和矢量模型嵌入到柔性机械臂系统动力学模型中,形成了含间隙柔性机械臂系统动力学模型,为分析多间隙和多柔性的机械臂系统动力学特性做准备。由于间隙的存在会引起轴与轴承产生接触碰撞,为了合理描述间隙处的碰撞特性,分别采用库伦摩擦力模型和非线性弹簧阻尼模型来描述间隙碰撞产生的法向碰撞力和切向摩擦力。其次,基于以上理论支撑,以平面二自由度空间机械臂为研究对象,分析了不同弹性模量和不同柔性臂杆个数对空间机械系统动力学特性的影响规律,以及不同间隙尺寸和不同间隙个数对机械臂系统动力学的影响规律。最后,分析了单间隙与单柔性臂杆耦合对机械臂系统动力学特性的影响规律,以及不同间隙个数对柔性机械臂系统动力学特性的影响规律,为提高空间机械臂的运行稳定性提供了一定的帮助。

关键词： 分子动力学   高铬合金   加工机理   纳米压划痕  

摘要： 核主泵推力轴瓦的性能关系到整个机组的性能。轴瓦对材料性能具有很高的要求。添加耐磨涂层可以满足要求,但涂层具有非均匀性、微裂纹、维护成本较高等缺点。而高铬合金由于其材料本身的优良性能,可以很好地解决这一问题。由于高铬合金属于新型材料,合金的各物理性质也并未完全可知,通过实验探索其加工机理具有一定的困难。采取计算机仿真探索高铬合金的加工机理是一项行之有效的方式,本文利用分子动力学(MD)仿真对高铬合金的加工机理进行了探索并对结果进行了验证。按照高铬合金的组分和各元素含量,选取Fe、Cr、Ni、C四种元素,通过混合置换晶胞和间隙晶胞建立了高铬合金的分子动力学模型。目前没有一种单一准确的高铬合金势函数,本文采用三种势函数(L-J势函数、Tersoff势函数和EAM势函数)叠加耦合的方式构建了整个体系的势函数模型,并对势函数的准确性进行了验证。对高铬合金进行了纳米压痕仿真,通过对比发现:仿真中球形压头比圆柱形压头更符合实际情况,综合考虑计算精度、计算时间等因素,所以选择球形压头进行了后续的压痕仿真。模拟了不同压深的压痕过程,仿真结果表明:在刚开始塑性变形时高铬合金中小范围内有位错产生。随压痕深度的增加,弹性回复率呈下降趋势,并趋于稳定;塑性变形功越来越成为主要的做工方式,弹性回复做功的影响在降低。对高铬合金进行了划痕仿真,模拟了高铬合金的磨削过程,划痕的平均切削力随划痕速度和划痕深度的增大而增大,且划痕深度越大,损伤层厚度越大。纳米划痕的深度从5?到20?损伤层厚度从3.68?增加到11.7?。损伤层原子间的键角小于原来晶体结构的键角、原子间纵向距离变小,造成了加工硬化。对高铬合金进行了拉伸模拟,研究结果表明:当应变在ε=0.025时,剪切带逐步形成,通过测量得到剪切带和施力方向所成角度为45.1度;继续拉伸后,发生剪切带断裂,高铬合金颈缩直至断裂;由拉伸模拟最终获得了高铬合金的屈服应力为4.52 Gpa。采用Swadener模型Ⅰ,计算了磨削过程的残余应力,结果表明经半径为40?的磨粒加工后的高铬合金的残余应力为0.99 GPa。最后对高铬合金进行了纳米压痕实验,分析了压痕深度对正应力、硬度以及弹性模量的影响,实验中这些物理量的变化趋势与分子动力学模拟所获得的变化相同,说明分子动力学模拟能够在一定程度上对实验的变化趋势进行预测,从微观角度为高铬合金的超精密加工提供了理论支撑。

关键词： 电子机械制动系统   制动力分配   直道制动   弯道制动稳定性控制   PID控制器  

摘要： 汽车电子机械制动系统,其以驱动电机对车辆提供制动力并实施制动,以信号线和传感器等代替液压管路,简化了整车制动系统,结构紧凑易于融入整车电子通讯网络,易于与ABS、ESP等控制方式相结合。由于电子机械制动系统响应迅速,性能稳定,节能环保,已然成为了制动系统研究的新方向。本文主要就汽车制动力如何在线控制动系统汽车的四个轮上进行合理分配做出研究。首先对线控制动系统的整体结构和工作原理进行介绍。针对目标车辆,设计了相匹配的EMB执行器,并对其物理特性进行理论分析,建立了制动器的仿真模型。采用基于PI控制方法的三闭环控制系统,提高制动器的制动性能。利用CarSim软件建立汽车模型,为制动力分配策略仿真做准备。其次,基于车轮制动力正比于车轮垂直载荷,提出汽车在直道上的制动力分配策略。由于垂直载荷估计误差的存在、整车重量的改变,提出了根据轮速的差异来调节制动力的方法,合理分配制动力,使各车轮的轮速接近相等。建立直道制动力分配策略仿真模型,仿真结果表明直道制动力分配策略的效果比较理想。最后,分析汽车弯道制动影响稳定性的原因,以横摆角速度和质心侧偏角为控制量设计了弯道制动稳定性PID控制器,借鉴直道制动力分配方法设计了弯道制动的基准制动力矩分配,通过目标车轮制动力矩控制策略实现弯道制动力分配和稳定性控制。在干沥青路面和湿沥青路面两种行驶工况下进行了仿真,其结果证明了汽车弯道制动力分配和制动稳定性控制策略的有效性。

关键词： 卓越工程师教育培养计划   材料成型及控制工程  

摘要： 2014年1月原机械与材料学院更名为机械与动力学院,学院现设有机械设计制造及其自动化、机械电子工程、材料成型及控制工程、工业工程、能源与动力工程、核工程与核技术六个本科专业,其中机械设计制造及其自动化为国家特色专业、第二批卓越工程师教育培养计划专业和省本科品牌专业,材料成型及控制工程为第三批卓越工程师教育培养计划专业。拥有机械工程一级硕士点、机械工程专业学位点、机械工程

标准号: GB/T 35147-2017

摘要： 本标准规定了在石油、石化和天然气工业中两个机器旋转轴之间传输动力联轴器的一般用途。该应用通常指联轴器在不超过4 000 r/min的情况下传输动力，两机器(刚性轴机器)之间的一阶横向振动临界转速高于运转速度范围。若达成一致，可适用于以上限制之外的应用。本标准涵盖联轴器的设计、材料、检验、试验，以及连接传动轴的方法(包括锥形套筒和其他专用装置)。

标准号: GB/T 35381.8-2017

摘要： GB/T 35381规定了农林拖拉机及悬挂、半悬挂、牵引或自走式机具的串行控制和通信数据网络，其目的是标准化传感器、驱动器、控制元件,信息存储和显示单元之间的数据传输方法和格式，这些器件安装在拖拉机或悬挂机具上或是其上的标配。GB/T 35381的本部分推述了拖拉机和自走式机具所要 求的消息。

关键词： 运动力学   机械结构设计   应用  

摘要： 力学理论是机械设计的重要指导。很多机械设计流程往往需要运用到这些力学原理,以保证设计的科学性。特别是对于以往机械设计构造而言,静态力学的概念运用相对较为广泛,但是在实际运作过程中,机械设备往往是一个动态运动的过程,因而研究对应的动态力学在机械设备构造设计中的运用,也显得格外重要。鉴于此,本文主要分析运动力学在机械结构设计中的应用。

关键词： 铁路   机务系统   机械动力设备   优化管理  

摘要： 随着我国经济的飞速发展,我国铁路设备和工艺越来越先进,为了更好的促进设备的应用,我们需要对铁路机务系统机械动力设备进行优化,但是在具体的管理过程中,仍然存在很多的问题,机务人员的技术水平不到位,都会影响到机务系统机械动力设备的优化,从而影响到铁路的运营效率和总体收益。文章针对于铁路机务系统机械动力设备优化管理进行了详细的分析。