关键词： 小型   微动力   好氧堆肥机机械装置   研究  

摘要： 本文分析了小型微动力好氧生物堆肥机机械装置研究的意义、目标与研究的内容以及该产品机械装置的设计思路与特点,用三维图形软件造型阐述表达该产品机械装置的设计思路与特点。

关键词： 旋转机械   滑动轴承   微小间隙   流体动力试验   Navier-Stokes方程   高阶有限差分法   数值求解  

摘要： 随着旋转机械向大型化和高参数方向发展,旋转机械微小间隙内流体激振力所产生的自激振动成为影响转子系统稳定性的重要因素之一。由滑动轴承间隙与密封间隙内流体产生的流体激振将直接影响设备运行的可靠性和安全性,成为影响大容量机组设备安全稳定运行的重大隐患。开展滑动轴承与密封间隙内流体动力特性理论与试验等方面研究,具有重要的理论意义和工程价值。\n Navier-Stokes方程是研究流体特性的理论基础,DQ方法等价于高阶有限差分法。本文应用局部DQ方法对流体力学方程进行了数值求解。首先以台阶流为求解模型,应用局部迎风DQ方法对原始变量的N-S方程进行了数值求解,建立了基于局部迎风DQ方法的复杂台阶流求解模型。在此研究基础上,提出了本质和自然边界条件的处理方法,分析了支持域大小、不同基函数、边界条件、迎风机制等因素对求解结果的影响。Reynolds方程是研究滑动轴承动力特性的理论基础,本文进一步将局部DO方法引入到滑动轴承动力特性求解模型中,应用局部DQ方法对滑动轴承静态压力及扰动压力的Reynolds进行了数值求解,建立了基于局部DQ方法的滑动轴承动力特性系数求解模型。\n 传统滑动轴承研究大多建立在Reynolds方程基础上,边界条件的选取对Reynolds方程的求解影响较大,且传统滑动轴承求解模型均为单相流模型。大量试验结果表明,滑动轴承负压区内油和气混合存在。因此为了更准确研究轴承特性,本文将CFD两相流数值计算应用到滑动轴承求解模型中,建立了滑动轴承两相流求解模型,该模型无需设定油膜破裂边界条件且更能准确模拟滑动轴承流场特性。为了求解滑动轴承动力特性系数,本文研究了CFD动网格技术,将CFD动网格技术应用于求解滑动轴承刚度、阻尼系数,建立了CFD两相流滑动轴承动力特性求解模型。本文分析了负压区内油膜气穴分布及汽化比例的影响因素,研究了两相流对滑动轴承静力及动力特性的影响。\n 本文研究了CFD旋转坐标系技术,应用旋转坐标系将非定常流动问题转化成定常问题,建立迷宫密封动力特性求解模型,对密封流场及密封动力特性系数进行求解研究。在CFD数值计算的基础上,分析了密封气流激振力的机理。研究表明,密封内流体的螺旋形流动效应是产生密封气流激振力的重要原因。传统密封型式均为轴向密封,因此气流激振问题难以得到根本解决。本文提出新型“径向环形密封”思想,与传统密封不同,密封的布置型式由轴向调整为径向,可以有效减小密封内气流的螺旋形效应,提高密封稳定性。数值计算结果表明,与传统密封相比,新型密封泄漏量少,气流力小。\n 本文设计搭建多功能密封试验台,可以对不同型式密封的静态及动态特性进行试验研究,利用密封试验台开展刷式密封泄流特性及磨损特性的静态性能及迷宫密封动态气流力识别的试验研究。传统密封气流力识别模型气缸只能做平动,一旦气缸出现偏摆则模型失效。本文提出了气缸任意运动状态下的密封气流力试验识别方法,引入转子动力学双平面平衡理论,将多级密封内的气流力等效到两个端面上,建立了多级密封气流力等效试验识别模型。通过气缸共振的方法放火气流力影响,提高识别精度,通过更换不同刚度的弹簧来实现多转速下的试验。本文所建立的密封动态气流力试验识别模型考虑了气缸偏摆等情况,是对传统识别方法的扩充。试验结果表明,随着进气压力增加,气流力增大,两者间近似为线性关系。升速过程中气流力的变化主要是由于振动变化所引起。随着振动的增加,气流力增大。气流力所作功量与气流力和振动之间的相位角差关系较大,相位差为90°时,作功量最大。

关键词： 挖掘机   工作装置   动力学   软件系统  

摘要： 工作装置作为机械式挖掘机最重要的组成部分，包括铲斗、斗杆、动臂等结构件，提升动力系统和推压动力系统。其性能优劣与否直接影响挖掘机的挖掘性能。\n 为了研究挖掘机的性能，首先确定工作装置中结构件的几何参数。铲斗是最基本的挖土工具，通常其斗型及几何参数应依据实验确定的，而本文在美国P&H公司大型挖掘机铲斗几何参数统计基础上，首次提出大型铲斗内长、宽和高的计算式;采用力学等强度理论，确定在铲斗宽度和长度方向上斗杆、连杆与铲斗连接铰点的位置;根据冲击理论，确定斗后门的撞击中心，减小轴承处的冲击载荷;建立挖掘后角、连杆、提升力与斗杆夹角以及提升、推压力等参数的数学模型。初步实现了由传统设计中的仿制设计向理论设计的转化。\n 从挖掘机的提升、推压电机理论动力特性曲线出发，以典型工况为计算条件，以弹性动力学理论为指导，首次建立多自由度工作装置整体弹性动力学模型，改变了以往的按提升系统、推压系统分别建立的动力学模型，运用拉格朗日方程，求解得到最大动载荷及动载荷系数。\n 并将以上工作，以MATLAB GUI为设计平台，以MATLAB作为程序设计语言形成软件系统，具有连续挖掘、典型工况的力能参数计算，图形绘制，打印与储存功能。\n 综上，上述工作为充实挖掘机设计理论，建立自主设计体系创造良好开端。

关键词： 本科生毕业率   高等教育   教学秘书   学习成绩   课程设置   机械学院  

摘要： 研究全日制本科生毕业率问题，是保障学生本人及其家庭利益的迫切要求，是进一步提高我国高等教育资源利用效率的客观要求，也是促进高等教育与经济社会协调发展的必然要求。\n 本文以高等教育学和教育管理学为理论基础，从教学秘书的视角出发，以动力与机械学院为例分析目前全日制本科生毕业率现状，概括出学生无法正常毕业的原因。对影响本科生学习成绩的原因和教学秘书工作的权责范围相结合进行相关分析，从课程层面、教师层面、管理层面、学生层面及学生家长层面探讨了提高全日制本科生毕业率的对策和建议，在此基础上建立以教学秘书为纽带的上述层面相结合的联动预警机制。\n 本文采用定量与定性相结合的研究方法，对提高全日制本科生毕业率策略进行研究。\n 第一部分：绪论。阐述本文的研究问题、目的及意义，分析国内外提高本科生毕业率的研究现状，同时对全日制本科生教学秘书、毕业率等概念进行界定\n 第二部分：以武汉大学动力与机械学院为例从本科生毕业率情况及影响毕业率因素两方面对我国本科生毕业率进行现状分析，得出学生无法正常毕业的决定性原因是学习成绩不佳而导致的课程挂科。\n 第三部分：通过对武汉大学动力与机械学院欠学分学生的问卷调查及对欠学分较多学生及其辅导员、家长的访谈，结合本人的工作经验发现社会环境、教师教学、课程设置、管理层、学生个人及其家庭环境等是影响学生学习成绩的主要原因。\n 第四部分：将影响本科生学习成绩的原因与教学秘书工作的权责范围相结合，对教学秘书与本科生学习成绩的相关关系进行分析发现：教学秘书是课程管理的直接执行者；通过直接或间接措施增强教师教学效果；是管理层之间、管理层与教师、管理层与学生及其家长联系的枢纽；通过与学生本人及其家长直接或间接联系促进学生学习成绩的提高。在相关性分析的基础上，对教学秘书在提高学生学习成绩方面的纽带作用进行归纳、总结，得出发挥教学秘书纽带作用对提高学生学习成绩，减少挂科，进而提高学生毕业率的重要性。\n 第五部分：从课程层面、教师层面、管理层面、学生层面及学生家长层面探讨了提高全日制本科生毕业率的对策和建议，在此基础上建立以教学秘书为纽带的上述层面相结合的联动预警机制，并在本人实际工作中验证了这种机制的可操作性和对提高学生毕业率的有效性。

关键词： 反共振振动机   激振频率   负载波动   PID控制   广义灵敏度  

摘要： 随着我国社会经济的快速发展，振动机械在国民经济的诸多领域如采矿、冶金、农业等部门得到了广泛的应用，且逐渐向大型、节能、环保方向发展。为保证振动机械振幅稳定，传统的振动机械绝大部分工作在远超共振(z≈3～6)状态，少数工作在近共振（z≈0.8～0.9）状态。同时，为保证良好的隔振效果传统的振动机械大部分采用一次隔振或二次隔振的方式。由于振动机械向大型化、特大型化发展，提高隔振效果、降低噪音污染成为振动机械亟待解决的问题。反共振振动机械作为一种新型的振动机械，采用了新的设计理论及新的机械结构，能很好的解决上述问题，因此成为振动机械新的发展趋势。\n 与传统振动机械不同，反共振振动机械将激振装置安装于下质体。理想状况下，工作频率为反共振频率，下质体几乎静止不动，传递给基础的动载荷近似为零，因此在隔振效果上具有传统振动机械无法比拟的优点。同时因反共振频率易受弹簧刚度、负载波动影响，造成激振频率极易偏离反共振频率，振幅稳定性差。因此全面研究振动机械的动力学问题以拓宽有效激振频率范围、提高振幅稳定性，具有重要理论意义和工程应用价值。\n 本文从反共振振动机的具体工况出发，对反共振振动机的若干关键动力学问题进行了理论分析、计算机仿真和相关实验研究，主要包含以下内容:\n (1)反共振振动机上下质体振幅主要受物料质量及激振频率的影响。本文第三章利用广义灵敏度的概念，推导了反共振振动机上下质体振幅相对物料质量和激振频率的灵敏度的表达式，并分析了振动机各参数对灵敏度的影响。在振幅灵敏度的基础上，提出反共振振动机参数的选择、优化原则。\n (2)在可靠性研究已经深入电子、机械等领域的背景下，本文提出了反共振振动机振幅可靠性及可靠激振频率区间的概念，分析了由于加工、安装等误差造成反共振振动机各元件参数的随机性，基于随机摄动法分析了反共振振动机振幅的可靠性，为验证反共振振动机参数选择的合理性、确定原点反共振振动机械的可靠激振频率区间提供了一种有效方法。\n (3)反共振振动机械在输送或筛分的过程中，物料质量很难保持恒定。本文第四章建立了质量变化情况下的动力学模型，分析了质量变化对上下质体振幅的影响。针对物料质量小幅波动的情况，提出了激振频率跟踪系统反共振频率的振幅控制策略，设计了PID和滑模控制方法，并进行了数值仿真和实验研究。\n (4)反共振振动机是靠工作台面与物料之间的相互作用来完成各种工艺过程，为全面分析振动机械的响应特性，其相互作用不容忽略。文中第五章分析了具体工况下物料在反共振振动机工作台面的运动过程，得出了物料与工作台面之间作用力表达式，建立了考虑物料冲击作用的反共振振动机的动力学方程，应用谐波平衡法求解了系统的非线性振动方程，分析了物料冲击作用对反共振振动机上下质体振幅的影响。并对理论分析进行了实验研究，将理论分析结果与实验结果进行了对比，验证了理论分析的合理性。\n (5)反共振机械中存在的多自由度耦合、各部件之间的间隙、摩擦以及材料本身的物理特性等使其具有一定的非线性。文中第六章以具有弱非线性弹簧的反共振振动机为例，利用Galerkin变分法和平均法研究了弹簧弱非线性对反共振振动机动力学特性的影响。研究结果表明，一些情况下可以利用某些非线性因素提高反共振振动机的工作性能。\n (6)建立了具有分段线性弹簧的非线性反共振振动机动力学模型，应用增量谐波平衡法对动力学方程进行了求解，分析了分段弹簧刚度与间隙对反共振振动机上下质体振幅的影响，研究结果表明利用分段非线性弹簧可有效提高反共振振动机的振幅稳定性，拓宽有效激振频率范围，提高隔振效果。

关键词： 机器人   焊接机械手   机械动力学   ADAMS仿真   虚拟样机  

摘要： 目前,焊接机器人技术是焊接领域提高工作效率、改善焊接质量、降低生产成本的重要手段,而作为焊接机器人的执行机构——焊接机械手发挥了重要作用。其动力学性能则直接决定了焊接机器人的应用水平。本论文首先设计了一套焊接机械手,并利用UG给出了机械手的虚拟样机模型,在这基础上对机械手的动力学性能进行仿真,为机械手结构的改进、控制部分的设计提供了理论依据。本文的主要工作如下:\n 第一章介绍了机器人的发展概况,对机器人技术进行概述,包括虚拟样机技术的应用、动力学方程建模的方法和研究进展、动力学仿真软件和仿真方法。\n 第二章介绍了本论文所设计机械手的工作条件及机械手的各种性能参数,并在静力学分析的基础上对机械手电机和减速器进行选型,得出电机和减速器的安装尺寸,然后对机械手的关节及传动方式进行设计。最后是基于UG软件初步设计出机械手的本体结构,并建立其虚拟样机模型。\n 第三章详细介绍了机械手动力学所能解决的问题,基于机械手的虚拟样机模型给出了其D-H参数并对机械手关节变换矩阵和雅可比矩阵进行计算,利用拉格朗日第二类方程建立了本机械手的动力学模型,结合本机械手的D-H参数计算出机械手关节1关节3的动力学逆解。\n 第四章基于动力学仿真软件ADAMS对机械手进行仿真,首先建立仿真模型并对模型进行合理的简化,然后对模型添加约束、载荷,在添加载荷的过程中考虑了不同的运动条件,对不同运动条件下的仿真结果进行比较。\n 第五章是基于动力学仿真结果的结构分析,利用有限元分析软件ANSYS对机械手的关键零部件进行结构分析,验证结构设计是否合理,对不合理之处提出改进意见。

关键词： 机械   双动力   工程  

摘要： 随着我国工业化的迅速发展,能源短缺和环境污染问题日益严重。工程机械多采用柴油机一液压系统一多执行器驱动方案,耗油高、排放差,其节能问题已受到业界的广泛关注,因此,改善柴油机的工作状况使其工作在额定功率区附近,是提高整体系统效率和改善排放质量的一个关键问题。

关键词： 混合动力   工程机械   能量回收  

摘要： 分析了国内外混合动力工程机械的研究现状,对比了串联式和并联式混合动力能量回收系统的优缺点及其应用在工程机械上所存在的问题。在此基础上阐述了混合动力工程机械能量回收系统关键技术的研究趋势,总结出并联式混合动力能量回收系统中的控制元件与布局方案具有广阔的应用研究前景。

关键词： 焊接机械手   UG   ADAMS   动力学  

摘要： 本文以UG软件为基础,设计了一个小型焊接机械手,并将造型导入ADAMS建立机械手的虚拟样机,实现了机械手动力学仿真,得到机械手各个关节的力矩、角速度、角加速度等动力学参数,为后续设计、修改及电机选型提供了依据。

关键词： 微型混合动力汽车   机械式自动变速器   换挡规律   电子控制单元   CRUISE   动力品质  

摘要： 电控机械式自动变速器(AMT)是在传统固定轴式手动变速箱和干式离合器的基础上应用自动变速理论和先进电子控制技术,通过电子控制单元控制执行机构实现车辆传动系统的自动操纵。AM工具有结构简单、传动效率高、工作可靠、生产工艺成熟等特点。\n 本论文以国内某汽车公司的微型混合动力汽车为研究对象,围绕AMT的换挡规律做了深入研究,主要内容有:\n 1.深入分析AMT系统结构与控制原理,以及传统内燃机汽车的AMT换挡规律,并确定出本论文所要采用的双参数换挡规律；分析换挡规律对车辆性能的影响,确定分别设计最佳动力性换挡规律和最佳经济性换挡规律；\n 2.详细分析换挡过程,从而找出换挡冲击产生的因为,提出控制变速器主被动齿轮转速差在一定范围内来解决换挡冲击的方法；\n 3.在对车辆行驶动力学分析的基础上,结合驱动电机的外特性及整车的性能参数等,设计了最佳动力性双参数换挡规律；\n 4.在详细分析了传统内燃机车辆燃油经济性换挡规律的设计方法后,结合驱动电机的效率特性,分别采用加速踏板位置法、车速法、加速度法设计经济性换挡规律,得出加速踏板位置法与加速度法可行的结论；\n 5.在CRUISE仿真平台上搭建本课题的整车仿真模型,合理设置整车各个模块参数,及选取合适的计算任务对不同的换挡规律进行仿真,并依据仿真结果与厂家要求的整车性能相比较,验证换挡规律制定的合理性；在动力总成试验平台上做了动力性试验,得出动力性换挡规律可行的结论。