检索结果-内蒙古大学图书馆

西安交通大学学报 2024年第8期58卷 103-113页

作者：杜飞田镇熊刘宏磊郭书哲郭俊康李宝童西北工业大学航天学院西安710072 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027 西安交通大学机械工程学院西安710049

针对基于有限体积法的热-流耦合数值分析缺乏拓扑优化框架问题,建立了采用有限体积法的自然对流换热拓扑优化方法。建立了流体固体统一描述的自然对流换热数学模型,提出了基于有限体积法的自然对流求解方法;通过引入基于结构的离散化描... 详细信息

针对基于有限体积法的热-流耦合数值分析缺乏拓扑优化框架问题,建立了采用有限体积法的自然对流换热拓扑优化方法。建立了流体固体统一描述的自然对流换热数学模型,提出了基于有限体积法的自然对流求解方法;通过引入基于结构的离散化描述方法,搭建了结构的描述框架并构建了流体与固体间的材料属性插值模型;针对自然对流中增强散热能力与增强物质传输能力问题,提出了拓扑优化的数学模型,明确了设计变量、目标函数以及约束条件,建立了自然对流拓扑优化方法框架;通过3个算例,验证了提出的数学模型和求解方法,并与商业软件COMSOL进行了对比。结果表明:提出的自然对流求解方法与COMSOL计算结果相比,压力、速度、温度的数值误差均小于3%;对于增强散热能力问题,采用提出的拓扑优化方法获得的最高温度优于COMSOL结果。所提基于有限体积法的自然对流拓扑优化方法的可行性和有效性得到了验证。

关键词：自然对流拓扑优化有限体积法强化散热流体固体统一描述

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增材制造液压集成阀块仿生结构设计

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机械工程学报 2021年第24期57卷 139-146页

作者：赵聪祝毅张超蹤雪梅张晋何冰杨华勇浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027 江苏徐工工程机械研究院有限公司徐州221004 燕山大学机械工程学院秦皇岛066004

液压集成阀块在工程机械中发挥重要作用,此类重型零件对轻量化和高效化需求日趋明显,但传统制造工艺已经无法满足该需求。金属增材制造是利用数字几何模型来分层成形、逐层累积的新兴零件制造技术,其独特的成形机制对生产具有复杂多向... 详细信息

液压集成阀块在工程机械中发挥重要作用,此类重型零件对轻量化和高效化需求日趋明显,但传统制造工艺已经无法满足该需求。金属增材制造是利用数字几何模型来分层成形、逐层累积的新兴零件制造技术,其独特的成形机制对生产具有复杂多向中空管道的零部件极具潜力和优势。受启发于植物叶脉并结合选区激光熔化技术成功建立典型Y型分岔流道模型,并通过计算流体力学加之验证;在该仿生理论指导下完成某悬挂阀基于增材制造的优化、设计及制造,较之原型阀块压力损失减小68%,并在空间体积不增大的前提下质量减轻62%。上述工程实例充分说明该仿生优化方法的可行性,同时也有力地验证了基于增材制造利用仿生设计是提高液压集成阀块功重比的有效手段。

关键词：增材制造液压集成阀块仿生设计轻量化流动性能优化

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融合工况预测的混合动力拖拉机自适应能量管理策略

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西安交通大学学报 2023年第12期57卷 201-210页

作者：朱镇曾令新林勇刚陈龙邹荣蔡英凤江苏大学汽车工程研究院江苏镇江212013 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027 江苏大学机械工程学院江苏镇江212013

针对传统等效燃油消耗最小策略(ECMS)下等效因子取值固定和工况适应性差的问题,提出了一种融合拖拉机工况预测的自适应等效燃油消耗最小策略(PA-ECMS)。以搭载混合动力液压机械无级变速动力总成的大马力拖拉机为研究对象,将ECMS策略应... 详细信息

针对传统等效燃油消耗最小策略(ECMS)下等效因子取值固定和工况适应性差的问题,提出了一种融合拖拉机工况预测的自适应等效燃油消耗最小策略(PA-ECMS)。以搭载混合动力液压机械无级变速动力总成的大马力拖拉机为研究对象,将ECMS策略应用于混合动力拖拉机的动力分配。首先,基于径向基(RBF)神经网络,建立了拖拉机工况预测模型,通过历史工况预测未来一段时间的工况信息;接着,结合电池荷电状态(SOC)反馈和预测的工况信息,对等效因子进行自适应调整;最后,在PA-ECMS策略框架下,对混合动力拖拉机的功率进行优化分配。仿真结果表明:与固定等效因子的ECMS策略和仅基于SOC反馈的自适应等效燃油消耗最小策略(A-ECMS)相比,采用所提策略时拖拉机在犁耕工况下的油耗分别降低了6.30%和2.55%,且具有更好的电量维持性能。

关键词：混合动力拖拉机等效燃油消耗最小策略等效因子神经网络工况预测

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基于负载口独立的液压式波浪能转换器捕获性能研究

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机械工程学报 2024年第6期60卷 386-397页

作者：刘常海赵志学胡敏燕浩杨庆俊包钢曾亿山合肥工业大学机械工程学院合肥230009 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027 哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨150001

为提高液压式波浪能转换装置的运行特性,提出一种基于负载口独立的液压式波浪能提能系统。以筏式波浪能转换装置为例,建立浮子水动力模型和非线性液压提能系统数学模型,结合实际海域波浪的特点,在不规则波下对其动力响应进行研究,探究... 详细信息

为提高液压式波浪能转换装置的运行特性,提出一种基于负载口独立的液压式波浪能提能系统。以筏式波浪能转换装置为例,建立浮子水动力模型和非线性液压提能系统数学模型,结合实际海域波浪的特点,在不规则波下对其动力响应进行研究,探究不规则波浪参数和液压提能系统参数对装置捕获性能的影响规律。结果表明,基于负载口独立的液压式波浪能提能系统,可较大程度地提高装置的捕获性能;在同一峰值波浪周期下,有义波高越大装置的捕获宽度比越大;在同一有义波高下,随着峰值波浪周期的增大,捕获宽度比先增大后减小;随着液压缸活塞面积、液压缸铰接距离和发电机等效阻尼系数的增大,捕获宽度比增大;随着液压缸活塞杆面积与活塞面积比、液压马达排量的增大,捕获宽度比减小;高压蓄能器预充气压力对捕获宽度比几乎无影响,高压蓄能器初始体积越大,捕获宽度比略减小。

关键词：负载口独立液压系统波浪能提能系统捕获性能

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波浪能发电半物理仿真试验技术研究

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机械工程学报 2021年第10期57卷 286-296页

作者：刘常海胡敏杨庆俊冯伟包钢曾亿山合肥工业大学机械工程学院合肥230009 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027 哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨150001

波浪能发电装置下海部署前评估其发电系统性能对装置的研发至关重要。目前评估方式主要有计算机仿真和实验室水池试验或者海试。计算机仿真依赖于精确的数学模型,实验室水池测试和海试耗资大,且小模型物理试验有时难以准确反映原型的实... 详细信息

波浪能发电装置下海部署前评估其发电系统性能对装置的研发至关重要。目前评估方式主要有计算机仿真和实验室水池试验或者海试。计算机仿真依赖于精确的数学模型,实验室水池测试和海试耗资大,且小模型物理试验有时难以准确反映原型的实际情况。为了解决这一问题,研究一套能模拟波浪作用的半物理仿真试验平台,通过在仿真回路中接入真实的发电系统,并设计一套液压驱动系统实时复现波浪作用下浮子的运动,无需实验室水池或者海试便可实现装置下海部署前对其发电系统性能进行测试。为验证半物理仿真试验方案的可行性,以中国典型海况为例,以筏式波浪能发电装置为研究对象,设计制造出半物理仿真试验平台。在此基础上,研究液压驱动系统的跟踪性能和发电系统的性能。结果表明,所设计的液压驱动系统能很好地复现波浪作用下两筏体间的相对纵摇运动,半物理仿真试验平台的测试结果能较好地反映发电系统的性能。研究成果为模拟波浪能发电和评估其发电系统性能提供一种相对廉价又有效的试验方式。

关键词：波浪能半物理仿真发电系统液压驱动系统

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气动伺服系统全局稳定快速收敛负载独立压力观测器

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农业机械学报 2017年第4期48卷 399-405页

作者：钱鹏飞任旭东张连仁陶国良江苏大学机械工程学院镇江212013 无锡气动技术研究所有限公司无锡214072 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027

在气动伺服系统中实现高精度控制,通常需要采用要求全状态信息的基于模型的非线性控制算法。鉴于轻量化的设计要求或者出于成本的考虑,构建压力观测器来代替压力传感器。首先,采用李雅普诺夫稳定性理论来论证所设计的压力观测器的全局... 详细信息

在气动伺服系统中实现高精度控制,通常需要采用要求全状态信息的基于模型的非线性控制算法。鉴于轻量化的设计要求或者出于成本的考虑,构建压力观测器来代替压力传感器。首先,采用李雅普诺夫稳定性理论来论证所设计的压力观测器的全局稳定性。其次,通过试验研究,选取满足试验要求的多变指数值。然后,任意设定偏离实际值的压力观测器初值,以证实该压力观测器收敛迅速且不断逼近真实值。另外,通过作用一个变刚度的载荷于系统,以证明该压力观测器是负载独立的。最后,试验表明采用所设计的压力观测器来实现气动系统的伺服控制是有效的、可行的。

关键词：压力观测器气动伺服系统快速收敛负载独立全局稳定

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多区域变参数功能梯度结构拓扑优化方法

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计算机集成制造系统 2024年第6期30卷 1948-1958页

作者：李智忠刘龙王天赐彭翔王柏村易兵中南大学交通运输工程学院湖南长沙410075 浙江工业大学机械工程学院浙江杭州310014 浙江大学机械工程学院浙江杭州310058 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室浙江杭州310058

为了在构件中构造形态多变和性能各异的功能梯度结构,提出一种多区域变参数的功能梯度结构拓扑优化方法,在保证构建结构单元连续性的同时,构建了多区域变参数的功能梯度结构。将设计域划分为多个区域,采用Helmholtz PDE方程对每个区域... 详细信息

为了在构件中构造形态多变和性能各异的功能梯度结构,提出一种多区域变参数的功能梯度结构拓扑优化方法,在保证构建结构单元连续性的同时,构建了多区域变参数的功能梯度结构。将设计域划分为多个区域,采用Helmholtz PDE方程对每个区域的密度变量进行过滤处理,然后施加不同的局部体积约束;将局部约束整合到传统变密度拓扑优化方法中,达到了不同区域生成不同功能梯度微结构的效果,同时区域之间的结构保持了良好的连续性。最后,通过悬臂梁和简支梁多区域功能梯度结构拓扑优化设计和制造,验证了所提方法的有效性。

关键词：拓扑优化功能梯度结构多区域变参数

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基于容积调节与蓄能稳压的波浪能转换液压提能系统特性仿真研究

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机械工程学报 2024年第20期60卷 327-338页

作者：刘常海费俊凯赵志学吴俊国胡敏高文智曾亿山合肥工业大学机械工程学院合肥230009 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027 哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨150001

为提高液压式波浪能转换装置的运行特性,采用液压变压器作为系统压力和流量的调节元件,提出一种基于容积调节和蓄能稳压的液压提能系统。以点吸收式波浪能转换装置为例,建立浮子水动力模型和非线性液压提能系统模型。通过模拟波浪与液... 详细信息

为提高液压式波浪能转换装置的运行特性,采用液压变压器作为系统压力和流量的调节元件,提出一种基于容积调节和蓄能稳压的液压提能系统。以点吸收式波浪能转换装置为例,建立浮子水动力模型和非线性液压提能系统模型。通过模拟波浪与液压提能系统在0.3~2rad/s波浪频率范围内的相互作用,探究液压提能系统的动力响应,以及波浪频率对提能系统响应特性和能量转换特性的影响规律。结果表明:液压缸腔室压力和液压提能系统作用力呈近似方波变化,并伴有短暂高频振荡;随波浪频率的增大,液压缸相对锁住时间减少,相对捕能做功时间增多;液压缸位移幅值与液压缸捕获功率峰均比减小,而液压提能系统作用力幅值、液压马达平均流量和转速、液压缸捕获功率和液压马达输出功率均先增大后减小;液压提能系统能量转换效率先减小而后增大,在所研究波况下均可达80%以上,优于恒压式液压提能系统。

关键词：波浪能液压系统容积调节动力响应转换特性

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一种仿蝗虫弹跳机器人的设计与制作

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中国机械工程 2023年第24期34卷 2946-2951页

作者：王铠迪陈岁繁唐威秦可成李其朋杨展刘阳邹俊浙江科技学院机械与能源工程学院杭州310023 浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室杭州310027 安徽理工大学机械工程学院淮南232001

为了提高小型机器人的机动性,增加运动步态的多样性,基于蝗虫的身体结构和运动机理设计了一款仿蝗虫弹跳的跳跃机器人,机身主体采用3D打印制作而成。为了复现蝗虫的弹跳动作机理,在机器人主体的连接处安装了扭转弹簧来模拟蝗虫的SLP机构... 详细信息

为了提高小型机器人的机动性,增加运动步态的多样性,基于蝗虫的身体结构和运动机理设计了一款仿蝗虫弹跳的跳跃机器人,机身主体采用3D打印制作而成。为了复现蝗虫的弹跳动作机理,在机器人主体的连接处安装了扭转弹簧来模拟蝗虫的SLP机构(半月形储能机构),当机器人遇到障碍物时,扭转弹簧将储存的弹性势能释放,产生地面反作用力,实现机器人的弹跳从而越过障碍物。经实验验证,该机器人具有良好的跳跃性能,其跳跃距离可达100 cm,跳跃高度可达120 cm,约为自身身长的15倍。

关键词：仿生蝗虫弹跳机构扭转弹簧三维打印

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气悬浮技术在无接触输运领域的研究进展

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机械工程学报 2018年第20期54卷 40-51页

作者：钟伟顾小玉黎鑫江苏科技大学机械工程学院江苏科技大学江苏省船海机械先进制造及工艺重点实验室浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室

在半导体、食品和医药等行业的生产制造过程中需要输运清洁和易损的产品。传统的接触式输运方式容易造成产品表面出现刮痕、裂纹,同时还存在静电和金属污染等诸多问题,已无法适应技术发展的需求。无摩擦非接触的方式在满足精度、洁净度... 详细信息

在半导体、食品和医药等行业的生产制造过程中需要输运清洁和易损的产品。传统的接触式输运方式容易造成产品表面出现刮痕、裂纹,同时还存在静电和金属污染等诸多问题,已无法适应技术发展的需求。无摩擦非接触的方式在满足精度、洁净度和可靠性等要求方面具有极大优势。综述了国内外无接触悬浮技术的研究现状,概括对比了不同技术的特点、应用对象和场合、环境限制及复杂性。气悬浮具有清洁无污染、不发热、不生磁且构建简单等优势,是当前无接触输运领域的主流技术。气悬浮从实现方式上可分为负压吸浮和正压悬浮,着重阐述了两种方式的实现原理、研究现状及应用进展。在此基础上,深入分析了完全无接触气浮输运的实现方式、研究现状及存在的问题,并进一步指出无接触气浮输运技术的发展趋势,以期推动我国在相关领域的产业升级。

关键词：无接触气悬浮气膜输运黏性牵引

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