2009, 40(9):1-6. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].9.[sequence]
摘要:分析了轮胎侧偏角与操纵稳定性的关系,提出根据前、后轮胎侧偏角及其角速度 来定义判断车辆稳定性的因子。采用层次化的模糊逻辑监督控制协调各相对独立的子功能控 制器,以实现主动转向、主动驱动/制动的集成控制。下层的各子功能控制器根据上层监督 控制分配的权重,实现各自的横摆角速度跟踪或者稳定性控制目标。通过仿真研究了这种层 次化集成控制策略和算法在极限工况下的性能。结果表明,相比传统的一些独立或联合的底 盘控制方法,该集成控制避免了控制器间的冲突,在极限工况下能更好地实现车辆状态跟踪 和稳定操纵,并可减小控制能量消耗。
2009, 40(9):7-11. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].9.[sequence]
摘要:为了解滑移型三叉式联轴器的运动学特性,建立了其运动学模型:应用坐标变换技术,建立输入输出轴转角之间的关系及滑杆对于输入轴和三叉的相对位移表达式;运用输入输出轴两轴线的向量叉积求出了联轴器夹角方程式。结果表明:输出角误差、输出轴角速度误差、滑杆相对于输入轴和三叉的相对位移及联轴器夹角都具有周期性并相似于正弦曲线;输出角误差、输出轴角速度误差和联轴器夹角都3倍于输入轴频率,而滑杆对输入轴和三叉的相对位移则分别等于和2倍于输入轴频率。数值结果与相关文献一致性较好证明了所建模型的有效性。
2009, 40(9):12-15. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].9.[sequence]
摘要:针对自动离合器系统存在非线性、时变、参数不确定性等特点,采用滑模控制算法对离合器进行自动控制,以Lyapunov准则对滑模控制器进行了稳定性分析,并基于dSPACE软硬件,进行自动离合器的快速原型试验。试验结果表明,所采用方法能够有效提高自动离合器系统性能,取得了良好的控制效果。
2009, 40(9):16-19. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].9.[sequence]
摘要:在机械自动变速器三参数(油门开度、车速、加速度信号)换挡控制中,汽车惯性大会引起汽车车速响应速度相对于油门开度变化的滞后,在油门开度变化率比较大的情况下易出现频繁换挡现象。本文将油门开度变化率作为输入参数,提出了换挡四参数模糊控制方法。同时针对四参数模糊控制输入参数多、模糊规则多的问题,提出了双模糊四参数控制器方法,减少了模糊规则的数量,提高了处理器的运行能力。仿真结果验证了控制策略的正确性。
张博 , 李君 , 高莹 , 杨世春 , 杨成宏 , 陈华艳
2009, 40(9):20-25. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].9.[sequence]
摘要:应用PSAT前向仿真软件及矩阵分割全局优化算法,对并联式Plug-in混合动力汽车(PHEV)在不同电能消耗续驶里程(CDR)下的能量管理策略进行了优化设计研究。结果表明:PHEV电能消耗续驶里程越大,优化控制参数对整车经济性影响越小;小CDR优化控制参数的整车平均经济性能好于大CDR优化控制参数;利用优化设计得到的PHEV能量管理策略可以使整车平均等价油耗降至2.70 L/(100km),相对于原型车经济性提高了近
2009, 40(9):26-31. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].9.[sequence]
摘要:在对反铲液压挖掘机工作装置的运动学、动力学性能以及挖掘力数学模型全面分析的基础上,建立了反铲液压挖掘机整机的位置模型和挖掘力发挥模型。讨论了挖掘作业过程中各种限制因素对整机挖掘力的影响。编写了基于VB 6.0的计算程序, 实现了作业区域内任意位置挖掘力的计算及以限制因素分区的挖掘图谱的程序化绘制。实验结果分析验证了计算方法的可行性。
2009, 40(9):32-36. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].9.[sequence]
摘要:为解决ABS逻辑门限值方法匹配成本高、周期长的问题,将制动器耗散功率原理应用于匹配中。结合逻辑门限值与制动器耗散功率的各自优点,将制动器耗散功率原理能自适应识别各种路面状况的特点应用于匹配中;根据制动器耗散功率极大值对应的滑移率略小于临界滑移率且相差不大的原理,采用制动器耗散功率极大值对应的滑移率代替峰值附着系数对应的滑移率对ABS进行控制;滑移率与制动器耗散功率曲线获得较为简单,因此可以大大提高匹配效率。经过实车匹配验证,本方法提高了匹配效率和控制质量,节约了匹配成本。
2009, 40(9):37-40. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].9.[sequence]
摘要:开发了一种用于ABS电子控制单元室内性能测试的试验台,用于测试其控制功能和故障诊断功能。该试验台主要由轮速再现装置、测控系统、数据采集系统、基础制动系统及恒压油源等组成。台架试验结果表明,试验台能够测试ECU的控制功能。利用该试验台可以方便地设置轮速传感器故障,以实现ECU故障诊断功能的测试。
2009, 40(9):41-45. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].9.[sequence]
摘要:以轮胎模态试验获取的模态参数和参数化轮胎有限元模型为基础,通过优化方法使有限元模型的计算模态参数与试验模态参数一致,获得动力学等效的轮胎模型,将该模型视作连接车辆与地面的子结构,基于修正的Craig-Bampton方法和轮胎接地界面特性,得到轮胎子结构的主模态集和约束模态集,使用模态综合方法实现轮胎子结构模型与车辆多体动力学模型的耦合,此模型可广泛应用于车辆平顺性仿真和整车动态优化设计。
2009, 40(9):46-50. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].9.[sequence]
摘要:以单个沙粒为对象,研究了沙粒与灌水器流道壁面的碰撞过程。采用计算流体力学CFD数值模拟方法,分析了沙粒与壁面碰撞反弹系数Rc对灌水器抗堵性能的影响。结果表明,反弹系数对灌水器抗堵性能影响较大。利用粒子跟踪测速技术PTV,观测了复杂迷宫流道内沙粒与壁面碰撞过程,测定了不同压力点下矩形流道的碰撞反弹系数,为灌水器数值模拟时反弹系数的设定提供了实验依据,从而可以更加准确评估灌水器抗堵性能。
2009, 40(9):51-55. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].9.[sequence]
摘要:以转角分别为45.0°、60.0°、67.5°和75.0°的齿形流道灌水器为研究对象,应用CFD流场速度数值分析、PIV颗粒运动轨迹线和速度观测对比以及浑水抗堵塞测试相结合的方法,研究了转角对灌水器水力性能和抗堵塞能力的影响。结果表明转角与流量系数及流态指数均呈负相关关系,而灌水器的抗堵塞能力随着转角的增加呈下降趋势。综合分析转角对水力性能和抗堵塞性能的影响,提出迷宫流道结构灌水器的合理转角为
2009, 40(9):56-62. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].9.[sequence]
摘要:选用盘径为5cm和15cm的盘式吸渗仪,对杨凌塿土(粘土)和神木砂黄土(砂壤土)两种质地的土壤在0、-3、-6、-9、-12cm 水头5种负压下进行了室内吸渗实验,分析了不同盘径和负压对累积吸渗量的影响;并选用4种吸渗率公式对这两种质地土壤吸渗率进行了计算,以Vandervaere法为参考方法对该4种方法的适用性进行了分析。结果表明,在相同的时间内,两种土壤5 cm盘径下的累积吸渗量均大于15 cm盘径下的累积吸渗量,砂黄土累积吸渗量大于相同负压下塿土累积吸渗量;在4种吸渗率计算方法中,无论塿土还是砂黄土,Haverkamp公式所得吸渗率值与参考方法最接近。
2009, 40(9):63-67. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].9.[sequence]
摘要:规定管网中每一管段最多只能由两种管径的管道组成,提出一种以管网年费用为目标函数,以水泵扬程、管长和标准管径为决策变量的机压树状输水管网优化数学模型。定义种群中个体的不可行度函数,采用基于解的不可行度退火算法处理约束条件。应用模拟退火算法,对解的不可行度进行局部优化,使其逐步逼近可行解。将遗传算法全局优化和模拟退火的良好局部搜索能力有机结合,构造出一种退火遗传算法用于机压树状管网优化设计。仿真结果表明,该模型与算法在求解机压树状输水管网优化问题上,具有良好的优化性能和求解效率。
2009, 40(9):68-72. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].9.[sequence]
摘要:旋流自吸泵蜗壳结构不同于普通泵,具有特殊的流场结构。采用大涡模拟方法和滑移网格技术,通过对设计工况下旋流自吸泵三维非定常湍流场的数值计算,捕捉到泵叶轮和蜗壳内的压力分布、速度分布和尾迹区内旋涡的结构与演化特征等重要流动信息,结果表明叶轮内部静压具有一定的非对称性。分析了分离室内漩涡形成的原因。对含气率分布的分析表明,叶轮中气相主要集中于叶片的吸力面区域。对旋流自吸泵的性能进行预测,得到了预测性能曲线,并将预测结果与性能试验结果作了对比,证明了大涡模拟法能够较准确地预测旋流自吸泵内部流动特性和性能。
2009, 40(9):73-76. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].9.[sequence]
摘要:采用Mixture多相流模型、Realizable湍流模型与SIMPLEC算法,应用CFD软件Fluent对内混式自吸泵自吸过程的气液两相流进行了数值模拟。通过分析不同含气率条件下流场的压力分布、速度分布、气相分布,探讨了气液两相介质在泵内的运动情况,一定程度上揭示了内混式自吸泵自吸过程的内部流场变化规律,为自吸泵的设计提供更多的参考依据。
2009, 40(9):77-80. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].9.[sequence]
摘要:应用Matlab建立了复合叶轮离心泵效率和扬程的BP神经网络预测模型。选取73组试验结果作为样本,采用Levenberg-Marquardt法则对构建的网络进行训练,并随机选取12组训练样本外的数据对训练好的网络进行测试。试验的主要参数为流量Q, 叶片数z,叶片出口安放角β2,短叶片进口直径Di,叶片出口宽度b2,效率η以及扬程H。其中选取Q,z,β2,Di,b2作为网络的输入层,η和H作为输出层。预测结果的分析表明,预测值与试验值具有较好的一致性,利用BP神经网络对复合叶轮离心泵性能进行预测是可行的,可用来作复合叶轮的辅助设计,从而缩短试验时间,降低成本。
2009, 40(9):81-84. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].9.[sequence]
摘要:为实现离心泵叶片的参数化优化设计,将微分方程分别应用于叶轮的轴面设计及叶片空间曲面的生成,首先用4次Bezier曲线控制叶轮轴面,用偏微分方程方法生成轴面流线及准正交线,其次用偏微分方程的方法来生成离心泵叶片空间曲面,根据叶片型线方程,利用控制叶片安放角的分布规律来控制叶片边界上点的圆周角坐标,从而控制微分方程的边界条件,最后达到控制叶片形状的目的。实现了叶片的参数化设计。采用梯度优化的方法将正问题的计算结果用于反问题中对叶片型线的更新,实现了泵叶片的优化设计。应用实例表明提出的离心泵叶片反设计方法是可行的。
2009, 40(9):85-88. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].9.[sequence]
摘要:针对无过载离心泵在性能方面的不足,提出了采用加大流量法和堵塞流道法相结合的无过载离心泵设计方法。并根据这一设计理念,在利用商业软件Fluent对离心泵进行性能预测的基础上,对IS50-32-160型无过载离心泵进行了3次改型尝试。预测结果表明:采用这一设计方法,可以有效地增加无过载离心泵的扬程、提高效率,改善无过载离心泵的性能。可为低比数离心泵的优化设计提供参考。
2009, 40(9):89-93. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].9.[sequence]
摘要:为了改善高速磁力泵的抗汽蚀性能,在泵吸入口处设置导流栅。建立了吸入口设置导流栅和未设置导流栅的两种模型,采用Fluent软件对高速磁力泵内流场进行数值模拟,给出了各自内部压力分布以及粒子流动迹线图。通过两组数据的比较,得到了内部流场的主要特征,模拟表明高速磁力泵吸入口设置轴向可变位导流栅可以有效提高抗汽蚀性能。数值模拟与高速磁力泵真机的试验对比表明,两者几乎一致,为高速磁力泵的改进设计提供了一定的理论依据。
2009, 40(9):94-97. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].9.[sequence]
摘要:运用球形五孔探针对自行设计的轴流模型泵3种工况下叶轮出口流场进行了测量,得到叶轮出口绝对速度的周向、轴向、径向速度分量和速度环量分布。测量结果分析表明:叶轮出口处流场呈螺旋形向外运动趋势;在最优工况下,出口旋转动能占出口总动能的34%左右,其比例随着流量的增加逐渐减小;绝对速度的径向分量较小,轴向分量随着流量的增加而加大,和设计假设相吻合;叶轮出口速度环量从轮毂到轮缘呈逐渐下降的趋势,设计时应增加轮缘处的圆周分量,减小轮毂处的圆周分量。运用球形五孔探针测量三维流场中的速度分量和速度环量分布,具有适用性强、方法简单、测量精度较高的优点。
2009, 40(9):98-102. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].9.[sequence]
摘要:采用求解时均N-S方程,结合气液质量输运方程的两相流方法,在水轮机优化设计中进行转轮的空化流场分析。结果显示:在高水头下适当增加叶片包角,延长出水边,数值计算效率为94.7%,明显高于改型前的93.4%;叶片压力分布更为均匀,最优工况点的临界空化系数也低于改型前的0.03, 空穴区域减小,转轮的空化性能得到改善。计算结果与实验结果相符,为转轮的再优化设计提供了参考依据。
2009, 40(9):103-106. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].9.[sequence]
摘要:针对水轮机内部流场CFD数值模拟及工程实际制造需要,对弯肘型尾水管的三维造型进行分析与研究,发现常用的造型方法过程繁琐,且不便于修改流道也不易光滑。本文提出一种新的造型方法,不仅克服了常用方法的弊端,而且造型过程简洁直观、生成的型面平顺光滑,修改过程灵活,适应性强,可更精确地实现设计意图。经实例造型与CFD流场模拟验证,提出的方法不仅设计出的尾水管内部水流运动符合设计假定,其流场分布与理论分析相符,而且所设计出的尾水管流道平顺光滑,流态良好。
2009, 40(9):107-111. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].9.[sequence]
摘要:在荷电喷雾流动中,高压静电场产生的库仑力、极化力与流体力耦合作用在雾滴上,从而对带电雾滴的运动特性产生显著影响,在射流边缘区域出现卷吸作用而产生涡漩流动。为了对双流体荷电喷雾结构进行分析,探讨雾滴荷电对喷雾结构的影响以及由此产生的传热、传质强化作用,利用粒子速度场仪测量了石灰浆液双流体荷电喷雾流动流场。用图像采集卡将CCD相机拍摄的流动图像实时传送并储存到计算机中,采用TSI公司Insight 3.3软件对喷雾图像进行处理和分析。试验结果表明:双流体荷电喷雾流动结构具有明显不同与非荷电喷雾的特点,射流流动在库仑力、极化力等电场力的作用下形成具有明显特征的4个区域:主射流区、上卷吸区、下卷吸区和影响区。双流体荷电喷雾从单一的卷吸现象形成了较为复杂的涡漩结构,有利于增强雾滴与周围气相介质的接触,增强雾滴传热传质能力。
2009, 40(9):112-115. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].9.[sequence]
摘要:制备了生物油/柴油乳化燃料并在柴油机台架上进行了试验。试验用生物油是在流化床反应器上对玉米秸秆粉进行热解试验获得的。将生物油与0号柴油以及适量的乳化剂混合,通过均质机均质,得到生物油/柴油乳化燃料。在ZS1110型柴油机台架上进行两种不同配比的生物油/柴油乳化燃料的发动机台架试验,得出了柴油机燃用生物油/柴油乳化燃料和纯柴油的负荷特性和排放特性曲线,并且对乳化燃料和纯柴油的油耗率和有效热效率进行了对比。研究结果表明:生物油体积分数为15%的生物油/柴油乳化燃料较纯柴油有明显的节油效果,最大节油率可达10%;NO、CO的排放也优于纯柴油的排放。
2009, 40(9):116-121. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].9.[sequence]
摘要:运用实验室自行设计的小型沼气发酵装置,以废弃的甘蓝菜叶作为发酵原料,研究了温度对蔬菜废弃物沼气发酵产气特性的影响。结果表明,中温条件((35±1)℃)试验组的挥发酸质量浓度、氨态氮质量浓度以及pH值都在正常范围内,且优于高温((55±1)℃)和室温发酵试验组,可保证系统的顺利运行。产气特性研究表明:中温条件的总产气量比高温条件总产气量高42.5%,最高甲烷含量比高温条件和室温条件下分别高7.6%和19.1%。因此,中温条件适于蔬菜废弃物厌氧发酵产气。
2009, 40(9):122-126. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].9.[sequence]
摘要:根据颗粒体积收缩和平均湿度的变化规律,提出了生物多孔材料干燥组织非稳态收缩的递推模型。利用该模型对40℃热空气干燥下的豌豆各单元层边界半径变化、收缩位移及各层组织的收缩量变化进行了计算。计算结果表明:豌豆在干燥过程中随着湿分的对外迁移、湿度降低,豌豆组织收缩并不是由外向内同步收缩,而是先失去水分的外部先收缩,没有失水的部位不收缩。同时,与内部相比,外部失水较多,收缩幅度也较大。
2009, 40(9):127-130. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].9.[sequence]
摘要:根据吸附式制冷在使用过程中存在的变热源问题,对燃气内燃机余热驱动的吸附式制冷机组进行了实验研究。机组采用硅胶-水作为吸附工质对,由2个解吸/吸附真空腔和1个蒸发器热管工作腔组成。实验结果表明,变热源温度65℃时吸附式制冷机组的制冷功率能够达到变热源温度90℃时的63%,制冷系数变化较小。机组瞬时制冷性能具有很好的可重复性和稳定性。证实了吸附式制冷机组变热源运行时可靠性高,低温性能良好。将吸附式制冷与太阳能热利用、余热回收利用相结合,用于粮食低温储藏的技术途径是可行的。
2009, 40(9):131-137. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].9.[sequence]
摘要:通过L9(3)4正交试验设计,研究了不同温度、包装材料、初始O2体积分数和CO2体积分数对双孢蘑菇主动气调包装中贮藏保鲜效果的影响。分别于贮藏后的第3d、第5d、第7d、第9d和第11d测定各个试验处理双孢蘑菇的失重率、硬度、褐变度、呼吸速率、细胞膜透性、可溶性固形物、PPO活性和POD活性。试验结果表明:温度是影响双孢蘑菇贮藏品质的最重要因素,较低的贮藏温度有利于双孢蘑菇贮藏品质的保持;贮藏过程中能保持双孢蘑菇贮藏品质的较优处理组合为贮藏温度为2℃、包装材料为PVC2、O2和CO2体积分数分别为
2009, 40(9):138-142. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].9.[sequence]
摘要:为了降低苹果汁中展青霉素的含量,提高苹果汁的安全性,研究了超声波处理技术对苹果汁中展青霉素的降解效果及条件。在单因素试验的基础上,通过正交试验确定了超声波处理技术降解苹果汁中展青霉素的较佳工艺条件。结果表明:超声波降解苹果汁中展青霉素的最佳工艺参数为超声波功率420W、处理时间90min、超声波频率28kHz、处理温度30℃,在该条件下苹果汁中展青霉素降解率为69.43%,试验对苹果汁的关键质量参数影响不大。
潘牧 , 姜绍通 , 孙汉巨 , 潘丽军 , 郑志 , 罗水忠
2009, 40(9):143-147. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].9.[sequence]
摘要:研究了对醇变性菜籽浓缩蛋白(RPC)进行超声波改性的方法。在单因素试验的基础上,采用L9(3)4正交优化试验,以探讨pH值、改性时间、超声波功率和菜籽浓缩蛋白质量分数对菜籽浓缩蛋白的氮溶解指数(NSI)的影响并与微波改性菜籽浓缩蛋白的理化指标和功能性质进行分析比较。通过正交试验确定了超声波改性的最佳工艺条件为:菜籽浓缩蛋白质量分数3%、改性时间5min、超声波功率300W、pH值为11。在最佳改性条件下改性菜籽浓缩蛋白的NSI可达到86.94%,起泡稳定性为
2009, 40(9):148-154. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].9.[sequence]
摘要:采用顶空固相微萃取法、结合气相色谱质谱联用技术,对自然发酵和常规发酵柿果醋中香气成分进行了分离与分析比较,分别从2种柿果醋中分离鉴定出挥发性化合物63种,均含有酯类、羧酸类、醇类、烃类、醛酮类、酚类及少量其他化合物。常规发酵柿果醋香气成分中含有酯类33.78%、醇类32.38%和烃类1.08%,高于自然发酵柿果醋的含量;自然发酵柿果醋香气成分中含有羧酸类61.25%、醛酮类9.66%和酚类6.13%,高于常规发酵柿果醋的含量。采用常规发酵法生产的柿果醋具有较好的感官质量。
2009, 40(9):155-160. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].9.[sequence]
摘要:针对国内结晶果糖生产中存在的问题,对果糖结晶工艺进行改进,并优化工艺参数。研究发现,向高果糖浆中加入表面活性剂Span 60,可使结晶果糖的变异系数降低51.5%,提高果糖晶体均匀性;在进行结晶前,用高效糖化酶降解低聚糖,可将果糖浆粘度降低26.2%。酶解最佳工艺条件为:酶解时间20h,强效糖化酶用量为600mg/kg,pH值4.0,酶解温度55℃。优化的果糖结晶工艺条件为:晶种添加量为2%,初始过饱和度为1.02~1.08,添加乙醇前的降温速率为0..4℃/h;乙醇添加量为0.2,Span 60用量为100mg/kg。添加乙醇后降温速率:52~46℃为0.28℃/h,46~43℃为0.55℃/h,43~35℃为0.80℃/h,35~25℃为0.90℃/h。在优化条件下,最终提糖率为56.92%,结晶果糖平均粒径为
2009, 40(9):164-170. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].9.[sequence]
摘要:简述了作物生长多传感信息检测系统的硬件平台及实现。光箱系统采用卤素灯和D65型标准光源两组独立可调的均匀光照系统,结合温湿度控制装置,可以实现对多种作物生长环境的模拟。信息采集系统集成了包括光谱、多光谱图像、冠层温度、冠层光照及环境温湿度等多传感信息探测器,可以充分利用多种信息对作物生长信息进行监测。应用该系统就油菜氮素和水分的光谱、多光谱图像特征及光照对检测的影响进行了研究,结果表明:该系统能够克服环境因素的影响,能够利用多传感信息对作物营养进行较准确的定量分析,其中,油菜氮素光谱特征模型的相关系数达到0.92,均方根误差为
2009, 40(9):171-174. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].9.[sequence]
摘要:为了提高耕作机器人控制位姿精度,提出双三点定位和目标图拟合控制方法,以双三点定位算法与耕作目标图的拟合实现机器人在自主移动过程中的位置定位和姿态定位,利用激光测距传感器和超声波接收器构建了测试系统并进行了实验。结果表明,该定位方法提高了运算速度和控制精度,随着耕作机器人行进速度的提高,其绝对误差有所增大,而相对误差明显下降,耕作机器人对凸出地面的障碍物比较敏感,增加机器人的质量会增强其稳定性。
2009, 40(9):175-181. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].9.[sequence]
摘要:为提高2JSZ-600型单臂蔬菜嫁接机的嫁接速度和嫁接苗的成活率,在其基本结构基础上通过增加一组砧、穗木搬运机械手和优化切削机构几何参数,设计出一种双臂蔬菜嫁接机。通过机构分析和试验,确定了关键部件的结构参数。研究发现当切刀的旋转速度为210r/min时,砧、穗木的切削效果均能满足要求。试验结果表明,与单臂嫁接机相比,该机在保持相同嫁接成功率和嫁接苗个体差异适应性水平条件下,嫁接速度达到854株/h、嫁接苗成活率为93.3%,分别提高了
2009, 40(9):182-186. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].9.[sequence]
摘要:提出了面向产品设计的模块划分方法。首先对产品子结构间的功能和结构相关性进行了分析,应用模糊树图聚类算法,探讨了模块的聚类形成过程,得到多种模块划分方案。然后,基于信息熵理论,以模块化产品设计中的横系列设计复杂度、纵系列设计复杂度和更新换代设计复杂度为优化目标,建立了面向设计的模块划分方案数学评价模型,对模糊树图法聚类得到的多个方案进行评价,从而得到最合理的模块划分方案。最后,以石材花线制品加工设备为例,验证了该方法的有效性和合理性。
2009, 40(9):187-192. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].9.[sequence]
摘要:提出一种五面加工的六轴混联机床的设计方案。以典型刀具和工件加工时的相对运动要求为输入,得到刀具和工件的位姿关系矩阵,用机床的串并联运动功能模型实现了刀具和工件的位姿关系。六轴混联方案中,主轴部件一侧采用可实现Z轴移动和A及B摆动轴进给的少自由度3-PRS并联机构,工作台一侧采用X-Y并联驱动和C轴数控转台的串联机构。安装在3-PRS并联机构动平台上的主轴部件通过倾斜布局、合理构件(组件)设计使刀具的摆动范围达到了±45°;并对3-PRS并联机构进行了运动、刚度和工作空间分析。分析了X-Y并联平台与X轴滑台和Y轴滑台之间4条导轨副的受力状态。
2009, 40(9):193-196. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].9.[sequence]
摘要:针对海量散乱点云数据精简问题,提出了基于非均匀细分的精简算法。采用八叉树结构对点云数据进行空间分割,由分割结果建立k邻域。对k邻域内的散乱点进行二次曲面拟合,以拟合曲面的平均曲率为判据决定是否对八叉树空间实行非均匀细分,细分过程中由数据点之间的最大间隔角决定细分程度。构造曲率差函数,识别出边界数据点,对其进行数据保护。该算法对具有曲率多样化特点的点云数据的精简具有实用性,通过实验验证了该算法的可靠性和准确性。
2009, 40(9):197-200. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].9.[sequence]
摘要:为了消除附加力矩对纳米磁悬浮二维工作台平稳直线运动的影响,研究了工作台的磁力、重力及摩擦力等各种作用力。基于力平衡原理对纳米工作台进行了结构设计,得到了纳米电动机驱动力的作用方向和作用点坐标。在此基础上进行了工作台运动导轨直线度及重复性实验,结果表明,工作台的偏摆误差在5″以下,俯仰误差在15″以下,两种误差每毫米点的重复性均在1″左右,工作台运动平稳。
2009, 40(9):201-204. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].9.[sequence]
摘要:为了设计与制造具有超滑功能的昆虫捕集滑板,基于OpenGL图形平台实现仿生光滑表面显微结构的仿真。利用扫描电子显微镜S-3400N采集猪笼草叶笼超滑表面的蜡质显微结构图像,对提取的图像进行数值分析,建立Visual C++6.0编译环境下的OpenGL图形开发框架,实现了不同状态参数下蜡质晶体的可视化计算机仿真。仿真结果显示该仿真晶片的长度为(1.00±0.20)μm,厚度为(0.10±0.02)μm,高度为(1.00±0.70)μm。通过与猪笼草表面显微结构试验数据的比较,得出该仿真具有较高的精确度和良好的可操作性。
2009, 40(9):205-208. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].9.[sequence]
摘要:利用扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪和视频光学接触角测量仪对蜻蜓翅膀表面的微观结构、物质成分以及疏水性进行了研究,分析了蜻蜓翅膀表面微观结构、物质成分与翅膀表面疏水性能间的关系。结果表明,蜻蜓翅膀表面分布大量纳米级乳突结构,致使液滴与翅膀表面形成复合接触,增强了翅膀表面的疏水性;翅膀表面覆盖的蜡质层对蜻蜓翅膀表面的疏水性起增强作用。此外,利用Cassie模型建立了蜻蜓翅膀表面疏水方程,并进行了蜻蜓翅膀表面疏水性能的多元耦合机理分析,认为蜻蜓翅膀表面的疏水性能是由其表面物质成分和微观结构共同耦合作用的结果。
2009, 40(9):214-219. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].9.[sequence]
摘要:为了解工况参数和设计参数对困油压力的定量影响,根据直齿无侧隙齿轮传动的几何关系及与卸荷槽的位置关系,由困油容积及其变化率、困油区内外的交换流量和动态侧隙的计算,建立了有困油压力方程和齿轮副动力学方程相耦合的动态困油模型,由此仿真出一个困油周期内的困油压力。与已有资料对比的结果表明:动态模型下的仿真结果要大于静态模型下的仿真结果,两困油区内的困油压力存在p2>p1;相关参数对困油的影响是矛盾的,存在优化问题。表明所建模型正确可靠,能够用于困油压力预测、振动分析与评估以及泵整体设计的最优化。
2009, 40(9):220-226. DOI: 10.3969/j.issn.1000-1298.[year].9.[sequence]
摘要:把机床传动丝杠简化为承受预拉伸力和移动力作用的旋转Timoshenko梁,综合考虑了陀螺效应、预拉伸力和移动力对丝杠振动的影响,以及丝杠两端轴承的支承作用,建立了弹性支承条件下丝杠的频率方程,利用拉格朗日方程建立了丝杠的动力学模型,利用振型叠加原理和隆格-库塔法求解,分析了系统参数对丝杠涡动转速和横向振动的影响。
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