关键词： solar desalination   multi-effects desalination   supercritical organic Rankine cycle  

摘要： Power and freshwater demand are increasing as populations around the world keep growing. Due to the environmental impact of using fossil fuels and limited resources, using solar thermal in desalination application is a valuable option. In this paper, an innovative new design of low-temperature multi-effect desalination coupled with mechanical vapor compression (LT-MED-MVC) powered by supercritical organic Rankine cycle (SORC) utilizing a low-grade solar heat source using evacuated tube collectors is analyzed. The proposed design has the potential to desalinate water of high salt concentrations or brine with high salinity more than 100,000 ppm or effluent streams from a power plant with low energy consumption and high efficiency when compared to other systems. The performance of the LT-MED-MVC was found to be better than similar systems found in the literature. The specific power consumption for the system is lower than 4 kW h/m(3) for seawater feed salinity of 100,000 ppm, 14 forward feed effects, and a recovery rate of 50%. The overall system efficiency is about 14%. The impact of increasing the number of effects, motive steam temperature, pressure of SORC, and salt concentration on the specific power consumption, solar collector area, and the system efficiency are also analyzed.

关键词： 农业机械化   机械动力   相关分析   农业科学   策略  

摘要： 农业机械的总动力变化受到固定灰色关联因素的限制,研究并明确各种因素与农业机械动力之间的关系有利于促进农业的科学化生产。为了提升我国农业机械使用的科学性合理性,使用灰色系统理论量化农业机械动力的应用。结果表明,单位面积粮食产量和人均耕地面积是影响农机总动力的最直接因素,农业机械被用于扩大土地管理和增加谷物产量,可以使总体生产率快速增长;具有多种农机动力机械的应用可以增加农业产量,提升农业机械在农业生产领域的应用水平和效率。

关键词： 动应变   加速度   动力学   光纤光栅  

摘要： 近年来,光纤光栅在结构健康监测以及机械故障诊断中得到了广泛的应用,其中光纤光栅主要是对应变进行测量。由于应变片和光纤光栅受限于采集设备的频率带宽,应变一直被认为是一个半静态量,所以动应变一直没有得到学术界和工业界足够的关注。人们是否能够以及如何利用动应变信号来描述动力学特性一直未能得到足够的探讨。但是据作者了解,应变率以及应变加速度的概念尚未得到阐释和定义以及应用。基于此,提出两个基本假设,第一,动应变可以像位移一样用于机械系统动力学描述;第二,动应变在时间尺度上可微分得到应变率和应变加速度。当我们同时获得了应变,应变率和应变加速度,我们可以将它们作为表征机械系统动力学特性的物理参量在时域中对动力学模型进行直接验证,从而提供了一种新的理论模型与试验数据的对比验证方式。给出应变,应变率,和应变加速度描述的动力学方程模型,同时给出信号在对时间进行微分和积分运算时其幅值和频率之间的理论关系,并在搭建的齿轮箱试验平台和液压管路试验平台上对比常用的数值积分方法和数值微分方法在合成信号时候的保真性能。试验结果表明光纤光栅动应变信号通过数值微分合成应变率和应变加速度时其频率成分和幅值均不会失真,然而加速度信号通过数值积分合成的速度和位移在频率成分和幅值上均出现了失真的现象。

关键词： 现代工业体系   电子控制技术   信息流动   动力机械   报警系统   机电一体化技术   机械设备   综合性学科  

摘要： 电子控制技术泛指以机械设备为载体、以电子电路实现信息流动或能量方式调控的技术,既可以将它看做一门综合性学科,也可以视为“机电一体化技术”的下位概念。电子控制技术在现代工业体系及产品功能中应用广泛,小到收音机、调速器,大到轮船飞机、流水线机器人等,处处可以觅见电子控制技术的应用场景。现阶段,电子控制技术应用最多的场景便是汽车产品,包括发动机设备、传统系统、导航系统、仪表报警系统等。

关键词： 绳驱动空中机械臂   虚拟样机   运动学   动力学   旋量理论   空间算子代数  

摘要： 为解决空中机器人与外界环境交互作业问题,设计了一种面向UAV的绳驱动空中机械臂系统,并研究了其系统建模方法。首先,设计了绳驱动空中机械臂的虚拟样机,详细地介绍了其机械结构、工作原理以及绳索解耦方式;其次,综合牛顿-欧拉法、拉格朗日法、旋量理论、空间算子代数理论4种方法推导出了整个系统的正反向运动学模型和正反向动力学模型;最后,通过仿真算例对绳驱动空中机械臂的性能进行了模拟评估。结果表明,所建立的绳驱动空中机械臂系统模型是合理有效的,能较为准确地反映系统的动态特性,所提出的综合建模方法对其它多刚体系统的建模具有一定的参考价值。

关键词： 动力学   拉格朗日方程   PMSM   零力拖动  

摘要： 以一种6轴协作机械臂开发平台为对象,对零力拖动示教进行研究。利用拉格朗日法及机械臂结构参数建立其本体动力学模型;将静力学中的摩擦力矩和惯性力矩加入到动力学方程之中得到协作机械臂的零力拖动模型;根据电机轴角速度关系将动力学力矩与关节PMSM电机数学模型结合,得到电机层面的力矩模型;与零力拖动模型整合得到实际应用中的零力拖动模型;利用协作机械臂开发平台对摩擦补偿参数等进行校准,确保了机械臂在工作范围内可实现零力拖动。

关键词： 拖拉机   液力机械   动力系统   匹配特性   性能评估   模型优化  

摘要： 针对现有液力机械复合传动(HMD)拖拉机动力系统匹配方案无法满足拖拉机动力性与经济性的平衡,提出一种新型优化匹配方案。根据拖拉机犁耕作业工况,建立发动机与液力变矩器匹配性能评价指标体系;基于熵权法—灰色关联度分析理论搭建性能评估模型,确定HMD动力系统输出权重;并对液力变矩器循环圆有效直径进行优化计算、匹配性能对比分析等。结果表明:以三次多项式拟合计算出发动机输出特性误差在8%以内;液力变矩器循环圆有效直径缩小0.7%;优化匹配后的动力系统平均传动效率提升约2.3%;燃油消耗率相较于全功率匹配减少7.3%,相较于部分功率匹配减少3.1%。提出的优化匹配方案能够较大程度兼顾HMD拖拉机作业时的动力性与经济性,改善发动机与液力变矩器共同作业区间,降低复合传动系统尺寸参数,同时为自主高端农机动力系统的发展提供新的技术路线参考和理论补充。

关键词： 机械臂   多关节臂估计   可穿戴机器人   动力学建模  

摘要： 针对参数估计方法中存在忽略个人差异和测量设备昂贵的问题,提出了一种人体手臂惯性矩、摩擦和肌肉强度等参数的动力学建模和估计方法。建立人体手臂的动力学模型,在同时进行多关节估计的情况下,使用可穿戴机器人在人体关节附近布置驱动器,将输入应用到多个关节上。根据相关的输入和响应,从而实现对物理参数的估计。结果表明:相比单关节,所提方法考虑个人差异,采用多输入特征,既能减少误差,只有10%的位置误差出现在重力项。又可以缩短估计时间,同时估计三关节节省约6.8 s的时间,并且不需要昂贵的精密测量设备。因此,采用所提方法估计参数准确性较高,性能较优越。

关键词： 丁腈橡胶   分子动力学模拟   物理机械性能   丁二烯   微观结构  

摘要： 采用分子动力学模拟的方法对基于3种不同丁二烯键合结构建立的丁腈橡胶模型(A、B、C模型)进行了模拟计算,以考察丁二烯微观结构对丁腈橡胶物理机械性能的影响。采用恒定应变法计算模型的物理机械性能,然后将模型与铁原子层结合建立摩擦副模型,利用剪切模拟分析丁腈橡胶摩擦过程的磨损机理。结果表明,与A模型和C模型相比,B模型分子链含有5个反式-1,4-丁二烯单体和5个1,2-丁二烯单体,其弹性模量分别高13%和7%,摩擦系数下降18%和8%,该模型中乙烯基团增强了高分子基体的相互作用,且与顺式-1,4-丁二烯相比,反式-1,4-丁二烯更利于高分子基体结构的稳定。因此,B模型具有更优异的物理机械性能。

关键词： 隔离开关   刚柔耦合   动力学仿真   故障诊断  

摘要： 高压隔离开关是电力系统中使用规模最大的开关设备,隔离开关机械故障多发,但缺乏有效的诊断方法。为此介绍了动力学仿真原理与数值计算方法,并建立了GW5-126型隔离开关动力学仿真模型。通过对GW5-126型隔离开关合闸过程进行刚柔耦合动力学仿真,得到了GW5正常状态、卡涩、三相不同期状态下的仿真结果,分析总结了操动杆转矩在不同机械状态下的变化规律。对比了隔离开关正常与故障状态下的起始转矩、啮合转矩、啮合时间、转矩峰值、转矩峰值时间等特征量,对隔离开关机械故障诊断具有一定的参考价值。