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考虑尺寸链影响的RV减速器优选装配方法
舒迪;刘俊玲;李天兴;李荣根;李金原;吕灿;旋转矢量(RV)减速器的装配精度及稳定性直接影响其运动精度和服役寿命,而装配尺寸链是影响减速器精密装配的关键。为此,本文综合考虑装配尺寸链影响,建立RV减速器优选装配模型,通过对摆线针轮啮合间隙的有效控制,实现了RV减速器的精密装配。首先,深入分析了RV减速器精密装配零部件尺寸的复杂配合关系,确定了影响装配尺寸链的关键零部件。在此基础上,基于摆线轮和针齿壳的跨棒距关系建立了装配尺寸链,实现对轮齿间隙的有效控制,进而减小了减速器的回差。最后,通过尺寸链序列装配方法和人工试错装配方法的对比实验,验证了装配尺寸链在精密装配中的应用效果。结果表明:装配尺寸链的构建和应用能够将RV减速器的回差降低30%。
压电摩擦复合式纳米发电机仿真与实验
王梦迪;王国森;赵士昕;李东林;史伟杰;针对传统纳米发电装置在低频波浪条件下输出能力和稳定性不足的问题,提出一种压电摩擦复合式纳米发电机。通过波浪驱动聚四氟乙烯小球运动,使其与压电悬臂梁碰撞并同时与尼龙薄膜摩擦,实现复合发电。采用有限元仿真方法,系统分析了不同倾斜角度和激励频率对压电模块应力分布与输出特性的影响,并通过实验对仿真结果进行了验证。结果表明:压电模块与摩擦模块的输出电压均随倾斜角度和激励频率的增加而单调递增。在倾斜角度为45°、频率为2 Hz的工况下,压电模块的峰值输出电压达到10.9 V,摩擦模块的峰值输出电压达到408 m V。研究结果验证了所提出的纳米发电机能够有效捕获波浪能并实现电能输出。
持续荷载-复合盐耦合作用下沙漠砂混凝土劣化机理研究
李琦;罗玲;程昊;田元;冯倍森;为探究沙漠砂混凝土在新疆高盐渍地区的适用性,通过复合盐长期浸泡试验,分析了沙漠砂混凝土在持续荷载作用下的性能劣化规律。研究结果表明:与初始强度相比,持续荷载为0.3与0.5倍压应力作用时,浸泡120 d的试验组抗压强度分别增长了24.11%和14.23%;当浸泡龄期超过120 d时,0.5倍压应力作用下的试验组性能劣化加剧,相对动弹性模量的下降速率较0.3倍压应力增加了23.35%;通过扫描电子显微镜可以看出,在复合盐侵蚀120 d后,侵蚀产物的累积与0.5倍压应力共同作用加速了沙漠砂混凝土的性能劣化。该研究可为沙漠砂混凝土在新疆盐渍地区工程中的研究与应用提供参考依据。
基于路面附着系数估计的汽车横摆力矩控制
闫俊达;阎春利;针对车辆在不同附着系数路面上的行驶稳定性较差,难以快速准确地估计路面附着系数问题,提出了一种考虑路面附着系数估计的直接横摆力矩(DYC)控制方法,以提高横摆力矩的控制性能。搭建了基于Dugoff轮胎模型的七自由度车辆动力学模型,并依据无迹卡尔曼滤波(UKF)算法设计出路面附着系数估计器。采用模型预测控制算法(MPC)计算附加横摆力矩,改善车辆在不同附着系数路面的行驶稳定性。为了验证控制策略的有效性,借助Carsim和Simulink联合仿真平台,设计针对不同路面附着系数下的工况模拟试验。结果表明:所提出的控制策略在对接路面正弦工况下,其质心侧偏角和横摆角速度的峰值误差分别被控制在0.001 75 rad和0.007 85 rad/s以内,相较于PID和LQR控制,其峰值分别降低了14.2%和8.2%,有效克服了由路面附着突变带来的控制挑战。
Krein空间中对偶框架的稳定性
周慧;张建平;康鑫艺;Krein空间算子理论及其方法在数学与工程领域具有重要应用,因而受到了广泛关注。近年来,框架的概念被引入到Krein空间中。作为框架的推广,对偶框架为信号提供了多种表示方式,从而在信号处理中提供了更多选择与灵活性。然而,Krein空间内积的不定性导致其框架理论与Hilbert空间存在本质差异使得经典的扰动稳定性理论不再直接适用。利用框架算子和Minkowski不等式,研究了Krein空间中对偶框架在数列与Bessel序列扰动下的稳定性,并给出了相应的证明。
非共沸混合工质喷射器吸入室型线优化研究
李骁洋;谈莹莹;李少强;张凯;陈雨帆;以非共沸混合工质R245fa/R32为研究对象,建立了混合工质喷射器数值模型,并搭建实验装置进行验证。在此基础上,针对吸入室内部流动分离与能量损失问题,提出了基于维托辛斯基(Witozinsky)曲线的型线优化方法。研究结果表明:相较于双三次曲线和五次曲线,维氏曲线在优化渐缩梯度与激波分布方面表现更优,使引射比和临界背压分别提升13.75%和7.63%,显著抑制能量损失并维持壅塞状态,适用于非共沸混合工质喷射器吸入室的型线优化。进一步的变工况分析显示:相较于传统结构,R245fa/R32改良型喷射器可有效提升低R245fa质量分数的次流体流量,引射比提升达8.86%,增强了系统的制冷能力。
玄武岩纤维高黏高弹超薄磨耗层路用性能试验研究
李波;张杨;吴正光;康爱红;针对超薄磨耗层在高温、低温及水损害等复杂环境下路用性能不足的问题,将玄武岩纤维与高黏高弹改性沥青结合应用于SMA-5沥青混合料中,通过车辙、单轴贯入、低温小梁弯曲和浸水马歇尔等试验,评估了混合料的路用性能。试验结果表明:玄武岩纤维显著提升了混合料性能,高温动稳定度提高13.0%,低温破坏应变增加43.4%,水稳定性小幅提升2.4%;玄武岩纤维与高黏高弹沥青存在协同增效作用,进一步增强了高温稳定性(提升1.42倍)和低温抗裂性(提升31.4%)。直剪与抗裂试验结果显示:玄武岩纤维使混合料的抗剪强度提高0.86～1.37倍,抗开裂性能提升11.6%～19.8%;高黏高弹沥青侧重于抗裂缝扩展性能,约提升28.3%～67.3%。该研究结果尤其适用于重载交通、高温多雨气候地区的道路养护工程,以及“白改黑”(水泥混凝土路面加铺沥青层)路面改造项目。其协同增效作用显著提升超薄磨耗层综合性能,可为预防性养护与实际工程应用提供参考。
模块化球形多面体网壳结构风压分布
张伟;范增;王晓东;于英霞;李明玉;模块化单层球形多面体网壳结构考虑风荷载设计时,使用的是理想旋转壳模型的风荷载体型系数,此种计算方法的风压分布结果与结构承受风荷载的实际情况存在差异。本文首先采用数值模拟仿真方法,对直径11.3 m模块化膜式单层球形多面体网壳结构进行均匀稳定流动的风压分布研究。接着,选择计算的重整化群k-ε(renormalization group k-ε,RNG k-ε)湍流模型的风压分布结果,与风洞试验结果进行了对比,验证了数值模拟方法的可靠性。最后,对模块化球形网壳结构最大设计风速(67 m/s)下结构的风荷载分布规律进行了研究。结果表明:结构表面风压呈条形分布,最大正压力出现在迎风面中下部,最大负压力出现在结构侧面顶端;经向60°与经向90°的风压曲线拟合度较高,而经向30°的风压曲线存在一定波动;风速67 m/s的风压分布规律大致与中低风速下相同,风压显著增加。研究结果可为模块化球形多面体网壳结构的风荷载设计提供借鉴。