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VP15TF硬质合金刀具车削加工Ti-6Al-4V表面粗糙度预测优化分析

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工具技术 2022年第7期56卷 138-143页

作者：李铁张文虎刘朋洛阳职业技术学院机电工程学院河南省洛阳市471000 河南科技大学机电工程学院中信重工机械股份有限公司矿山机械研究院

使用正交试验法、BP神经网络和遗传算法相结合的方法,将切削深度a、进给量f和切削速度v作为Ti-6Al-4V车削加工正交试验的影响因子,并根据正交水平值使用VP15TF硬质合金刀具对Ti-6Al-4V进行车削加工,依据试验结果建立了切削深度a、进给量... 详细信息

使用正交试验法、BP神经网络和遗传算法相结合的方法,将切削深度a、进给量f和切削速度v作为Ti-6Al-4V车削加工正交试验的影响因子,并根据正交水平值使用VP15TF硬质合金刀具对Ti-6Al-4V进行车削加工,依据试验结果建立了切削深度a、进给量f和切削速度v对Ti-6Al-4V车削加工表面粗糙度的预测模型。通过扩大加工试验,对比分析预测模型预测值和试验值,以及BP神经网络预测值、试验值和预测模型预测值,发现预测模型预测值同试验值和BP神经网络预测值符合度较好,证明了Ti-6Al-4V车削加工表面粗糙度预测模型的科学性和准确性。最终使用遗传算法对Ti-6Al-4V车削加工表面粗糙度的预测模型进行了全局寻优,获得Ti-6Al-4V粗糙度预测模型的最优加工参数为切削深度0.7mm、进给量0.3mm/r和切削速度51m/min。

关键词：硬质合金刀具 Ti-6Al-4V 车削加工表面粗糙度预测模型优化分析

PEC组合柱-型钢梁框架半刚性节点抗震性能试验及优化分析

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建筑结构 2022年第18期52卷 92-98页

作者：赵根田赵冲李补拴王聊杨内蒙古科技大学土木工程学院包头014010

为了获得H型钢部分包裹混凝土组合柱(PEC组合柱)-型钢梁框架半刚性节点各组成部件合理的耗能组合,以端板厚度、柱翼缘宽厚比及是否设置背垫板为变量参数,设计制作了6个PEC组合柱-型钢梁框架半刚性节点试件,并完成了低周往复荷载试验和... 详细信息

为了获得H型钢部分包裹混凝土组合柱(PEC组合柱)-型钢梁框架半刚性节点各组成部件合理的耗能组合,以端板厚度、柱翼缘宽厚比及是否设置背垫板为变量参数,设计制作了6个PEC组合柱-型钢梁框架半刚性节点试件,并完成了低周往复荷载试验和试件相关参数有限元拓展分析。除未设置背垫板试件外,其他试件滞回曲线均呈现饱满的梭形,试件最终破坏特征表现为梁端翼缘严重屈曲而形成明显的塑性铰区,表现出良好的抗震性能。设置背垫板后,试件滞回曲线趋于饱满,表明合理的设置背垫板可明显提升节点转动刚度,约束效应突出。建议该类框架半刚性节点在未设置背垫板,柱翼缘宽厚比为8时,端板厚度宜取10~24mm;设置背垫板时,柱翼缘宽厚比为16时,当背垫板、端板厚度分别取12、24mm,此时既能实现“强柱弱梁”的抗震设计目标,同时组合件半刚性节点性能可得到充分发挥,耗能能力良好。

关键词： H型钢部分包裹混凝土组合柱半刚性节点抗震性能有限元分析优化分析

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基于ADAMS的混匀仪振动系统优化分析

机械设计与制造 2023年第7期389卷 187-191页

作者：王立新万卓李晶彭洋洋郑州大学机械与动力工程学院河南郑州450001 广东顺德创新设计研究院广东佛山528311

为了降低混匀仪ThermoMixer C振动系统中轴承和球铰所受的接触力,利用CREO三维建模软件对其振动系统进行建模,然后将含间隙接触的模型导入ADAMS虚拟样机中,分析不同球铰间隙和摩擦因数下轴承和球铰的接触力情况,并运用正交试验方法设计2... 详细信息

为了降低混匀仪ThermoMixer C振动系统中轴承和球铰所受的接触力,利用CREO三维建模软件对其振动系统进行建模,然后将含间隙接触的模型导入ADAMS虚拟样机中,分析不同球铰间隙和摩擦因数下轴承和球铰的接触力情况,并运用正交试验方法设计25组仿真试验。结果表明球铰间隙在大于0.05mm时与接触力成正相关,间隙的增大会降低系统运行的稳定性,摩擦因数与接触力在一定范围内成负相关,并且摩擦因数对结果的影响弱于球铰间隙。发现0.05mm的球铰间隙和0.1的摩擦因数为最优参数组合,其接触力及峰值波动情况均小于原本结构,达到了优化的目的。

关键词：混匀仪优化分析球铰间隙摩擦因数正交试验接触力

并串混联驱动集中易防护机构动力学建模与优化分析

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并串混联驱动集中易防护机构动力学建模与优化分析

作者：赵景宇河北科技师范学院

学位级别：硕士

我国快速发展的工业机器人或机械臂大多运用串联机构组建,且驱动电机一般位于旋转关节处,使得传统机械臂存在如误差累积、惯性大、承载能力弱、稳定性差、不易防护等问题,很难代替人类在高温、高压、高辐射、排爆等极端环境下执行危险... 详细信息

我国快速发展的工业机器人或机械臂大多运用串联机构组建,且驱动电机一般位于旋转关节处,使得传统机械臂存在如误差累积、惯性大、承载能力弱、稳定性差、不易防护等问题,很难代替人类在高温、高压、高辐射、排爆等极端环境下执行危险任务。混联机械臂将串联与并联机器人的性能优势综合,使得混联机械臂在具备灵活性好、工作空间大、响应速度快等串联机械臂优势的同时,也兼备了并联机构刚度大,精度高,承载能力强等优点。本课题提出了一种7自由度并串混联机械臂,并将串联机械臂驱动集中布置,易于防护,提高了其工程应用价值,主要研究内容如下:（1）针对混联机构构型分析和设计方案的确定。综合考虑构件之间的可动联结的传动形式以及驱动方式的选择等,确保混联机械臂的布局合理、驱动电机集中布置。使得混联机构具有质量轻、易防护、工作空间大、响应速度快的特点。（2）对混联机构运动学进行了分析:利用几何法与等效替代法相结合,推导了混联机械臂的位置解析表达式;建立了速度映射模型;仿真了混联机械臂的工作空间;验证了运动学模型的正确性。（3）针对并串混联机械臂动力学进行分析。结合系统内各构件之间的力学关系,并在并联机构动力学的基础上,通过对比运用拉格朗日法与虚功原理法,根据机构内各质量、惯性参数得到了混联机构的动力学反解,建立了动力学方程解,通过具体的数值验算了最终各关节驱动力与驱动力矩,并对其运动性能进行评价。（4）对混联机构参数进行了尺寸优化,使得机构在保持原运动轨迹不变的情况下,各杆驱动力有效减少了20%以上,为以后的电机选型装配,提供了科学有效的指导,具有重要的工程应用价值。

关键词：并串混联驱动集中易防护机构动力学建模优化分析

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直线往返搜索中巡逻线优化分析

电光与控制 2022年第10期29卷 88-91页

作者：孙秀文唐晨王旅海军指挥学院南京210000 中国人民解放军92771部队山东青岛266000

直线往返搜索是实际作战中常用的巡逻搜索或警戒方式,为探索运用中巡逻线划设长度问题,通过建模分析,重点研究了巡逻线长度与最大有效搜索宽度、持续接触时间之间的关系,给出了具体算式,以及三者之间的函数关系,为具体巡逻线划设提供了... 详细信息

直线往返搜索是实际作战中常用的巡逻搜索或警戒方式,为探索运用中巡逻线划设长度问题,通过建模分析,重点研究了巡逻线长度与最大有效搜索宽度、持续接触时间之间的关系,给出了具体算式,以及三者之间的函数关系,为具体巡逻线划设提供了参考依据。

关键词：往返搜索优化分析巡逻线

基于3S+BIM的丘陵区土地平整土方计算及优化分析研究

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基于3S+BIM的丘陵区土地平整土方计算及优化分析研究

作者：杜园园云南农业大学

学位级别：硕士

西南丘陵地区,有丰富的水热资源,对于农业发展有先天优势,为激发农业生产潜力、实现耕地保土增产,国家提出国土综合整治。在国土综合整治项目中,土地平整工程占有较大比重,而土方量测算的精度以及效率较大程度上影响着工程的投资预算以... 详细信息

西南丘陵地区,有丰富的水热资源,对于农业发展有先天优势,为激发农业生产潜力、实现耕地保土增产,国家提出国土综合整治。在国土综合整治项目中,土地平整工程占有较大比重,而土方量测算的精度以及效率较大程度上影响着工程的投资预算以及施工进度。因此在地形地貌复杂,丘陵占有较大比重的云南省,如何高效又准确地计算土地平整工程中土方量对于项目实施具有重要意义。本文选取云南农业大学后山具有一定坡度与地形起伏度的坡耕地为研究区,在大量查阅国内外土方量测算方法相关文献的基础上,针对丘陵地区复杂地形,利用无人机倾斜摄影技术采集数据,基于BIM建立数字高程模型计算土方量,并从基本理论、插值方法、建模过程等方面介绍该方法的理论原理和建模过程。将计算结果与断面法、等高线法和方格网法比较,从计算原理、计算结果、优缺点以及适用范围等方面对比分析以上四种方法。为提高土方量计算精度,基于建立的DEM,通过ArcGIS软件中重采样以及地形起伏度、坡度提取等工具,研究DEM分辨率与土方量关系,确定各区块最佳DEM分辨率,减少计算误差。本文的主要研究成果如下:(1)采用无人机倾斜摄影技术采集数据,通过断面法、等高线法、方网格法和基于BIM建立DEM(规则格网模型和不规则三角网模型)法进行研究区土方量计算,将计算结果与采用GNSS RTK技术采集数据计算得出的实际值做对比。计算结果误差为:断面法挖填方误差分别为2.49%,2.38%;等高线法挖填方误差分别为2.92%,2.51%;方格网法挖填方误差分别为2.15%,误差为2.20%。规则格网模型挖填方误差分别为2.02%,1.84%;不规则三角网模型挖填方误差分别为1.90%,1.61%。对比结果表明:通过BIM建立DEM计算结果误差最小,其模型与原始地形最为贴合。(2)本文从数据采集、数据导入、数据处理三个阶段分析了数字高程模型误差产生的原因。在建立的DEM基础上,着重从DEM分辨率方面分析计算过程中产生的误差,得出在地形复杂多变的情况下,DEM分辨率对建模精度有直接影响。根据ArcGIS提取的地形特征,将研究区划分为5块,分析DEM分辨率对地形起伏度以及坡度的影响,确定片区1到5的最佳分辨率为0.45 m、0.55 m、0.25 m、0.65 m、0.55m,计算挖填土方量。与未优化前的结果相比,挖填土方量计算误差分别降低了0.66%,0.42%。表明本研究中最佳DEM分辨率模型行之有效,提高了土方量计算精度。(3)本文将BIM与GIS软件结合建立数字高程模型计算土方量,与采用单一GIS或者BIM建模相比,不仅可以通过BIM建立数字高程模型计算土方量,还可以利用GIS技术对研究区有关地形地貌数据进行获取、管理、分析。本研究表明,无人机倾斜摄影技术具有高效准确的数据采集特点,通过BIM建立DEM计算土方量有较高的准确度,可为工程中土方量的计算提供方法支持;通过确定最佳DEM分辨率计算土方量,可提高土方计算结果的准确度。本研究可以为实际土地平整工程计算土方量提供一定参考。

关键词：土方量测算 3S BIM 数字高程模型优化分析

净零能耗建筑多能耦合供能系统构建及优化分析

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净零能耗建筑多能耦合供能系统构建及优化分析

作者：张磊沈阳建筑大学

学位级别：硕士

提高可再生能源在建筑领域的应用比例对实现我国双碳目标具有重要意义。我国太阳能、地热能、空气能等可再生资源丰富,然而单一可再生能源应用时存在诸多局限性,如空气源热泵在低温运行易出现启停困难,土壤源热泵长期运行易引发土壤冷... 详细信息

提高可再生能源在建筑领域的应用比例对实现我国双碳目标具有重要意义。我国太阳能、地热能、空气能等可再生资源丰富,然而单一可再生能源应用时存在诸多局限性,如空气源热泵在低温运行易出现启停困难,土壤源热泵长期运行易引发土壤冷堆积和太阳能保证率低等问题。针对严寒地区可再生能源应用时存在的不稳定和间歇性等问题,本文以严寒地区净零能耗建筑为研究对象,提出多能耦合供能系统并开展相关研究,为实现严寒地区高效稳定的清洁采暖提供科学依据。本文根据严寒地区的气候特征和可再生能源应用情况,提出基于储能的PVT、空气源和土壤源热泵相结合的多能源耦合供能系统技术方案;开发新型双源热泵机组并进行设备选型,利用TRNSYS软件建立了多能源耦合供能系统模型,开展了系统性能分析和关键参数敏感性分析,提出高效的运行控制策略,实现可再生能源优势互补;以系统关键参数影响力为自变量、以能耗为优化目标,对多能源耦合供能系统进行优化分析,提出高效协同的多能耦合系统设计方案;搭建多能耦合供能系统实验平台和智能云平台,通过对系统进行长期的数据测试,得到了多能耦合供能系统在严寒地区的运行规律;采用层次分析-模糊综合评价法,从性能、经济和环境方面对七种可再生能源系统进行潜力分析,得出严寒地区最具节能潜力的多能耦合供能系统方案。研究结果表明:双源热泵机组的匹配模式应保证空气源侧蒸发器面积应为理论面积的2.0倍,土壤源侧蒸发器面积应为理论面积的0.5倍,辅以高效的智能控制能够实现多能源耦合供能系统在严寒地区的稳定运行;基于实验数据对数值模拟系统进行修正,多能耦合供能系统模型在整个供暖季内水箱温度处于稳定运行状态,COP为2.80,并以系统内关键设备参数为自变量进行单目标优化,系统性能从2.80增加到3.12,增加了11.43%;通过实测数据分析得到系统的COP为2.93,较土壤源热泵的平均能效提高12.60%,较双源热泵的平均能效提高6.70%;PVT余热温度高于5℃以上的时间约占据全年供暖周期的1/3,可供空气源侧高效运行;采用层次分析-模糊综合评价法得出多能耦合供能系统中PVT-DSHP、S-GSHP、S-ASHP、DSHP、GSHP、ASHP、PVT-ASHP潜力值由大到小依次为:0.6603、0.6311、0.5580、0.4741、0.3935、0.3344、0.3085,PVT-DSHP系统是一项最具潜力的多能耦合供能系统,有望成为未来主要能源系统。本文的研究成果可为净零能耗建筑和可再生能源在严寒地区的推广应用提供技术支撑,具有重要的实践意义。

关键词：净零能耗建筑多能耦合供能系统优化分析

大断面顶管重力锚固基础力学机理研究及优化分析

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大断面顶管重力锚固基础力学机理研究及优化分析

作者：叶剑波福建工程学院

学位级别：硕士

顶管技术与传统的明挖工艺相比较,具有开挖面积小、能较好控制地表变形、施工进度快、对交通干扰较小、无需降水等优势。但在滨海软土地区,土质的低承载力与高压缩性使得大断面顶管的顶推力远远超过传统后背墙的土体允许顶力。针对上述... 详细信息

顶管技术与传统的明挖工艺相比较,具有开挖面积小、能较好控制地表变形、施工进度快、对交通干扰较小、无需降水等优势。但在滨海软土地区,土质的低承载力与高压缩性使得大断面顶管的顶推力远远超过传统后背墙的土体允许顶力。针对上述工程地质情况,采用“自重力+锚固力”的原理设计了重力锚固基础,即基础底板、复合地基(高压旋喷桩满堂加固)、锚杆和钢牛腿的组合结构共同工作,可以解决滨海软土地区大断面矩形顶管施工过程中传统反力装置刚度不足的问题。本文借助有限元分析软件建立模拟重力锚固基础施工过程的数值模型,结合现场实测数据,研究重力锚固基础应力与应变的变化规律,分析其力学机理,并在此基础上进行优化分析,理论成果可以为今后相似顶管工程的设计与施工提供指导。主要研究内容及结论如下:(1)大断面矩形顶管重力锚固基础理论研究。顶推反力不均匀分布造成的倾覆力矩与偏心力矩会使得基础底板发生滑移与倾覆;抗滑移的主要影响因素有基础底板与复合地基之间的摩擦力与被动土压力;抗倾覆的主要影响因素有基础底板的重力、箱涵的压力与锚杆锚固力;结构自重力与锚杆锚固力保证了整体结构的稳定运行;变位机理主要分析结构的水平向与竖向的位移,复合地基的抗剪强度尤其重要。(2)大断面顶管重力锚固基础力学机理研究。利用有限元软件建立了重力锚固基础的施工数值模拟模型,模拟了顶管施工过程中重力锚固基础的工程情况;重力锚固基础的变形与顶推反力呈正相关,顶推反力越大,变形幅度越大;重力锚固基础的自重力与锚固力尤为重要,其限制了基础底板的变形与位移,保证了有充足的摩擦力平衡顶推力;复合地基提供的被动土压力能够平衡剩余的顶推反力,起到了补充作用;重力锚固基础会因基础底板的向上翘曲变形而损失摩擦力。(3)大断面顶管重力锚固基础优化分析。在上述重力锚固基础力学机理研究的基础上,利用预应力锚杆和抗拔桩在工作机制与锚固力方面的优势,进行优化分析。优化前后对比结果表明:锚杆预应力的施加有助于进一步控制基础底板的转动与翘曲变形;抗拔桩能为基础底板提供充足的承载力与抗拔力,并能通过桩身刚度平衡剩余的水平荷载。

关键词：顶管工程重力锚固基础力学机理数值分析优化分析

重卡驾驶室液压翻转机构优化分析及其辅助软件开发

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重卡驾驶室液压翻转机构优化分析及其辅助软件开发

作者：余浩淼武汉纺织大学

学位级别：硕士

近些年来国内重卡行业蓬勃发展,各厂商从车辆性能、品质、成本、服务、用户体验等多方面展开激烈的竞争。新汽车车型的推出时间逐渐缩短,专业开发厂商对重卡驾驶室翻转系统的设计开发难度成几何倍数增加,且开发周期缩短、车型变量增加... 详细信息

近些年来国内重卡行业蓬勃发展,各厂商从车辆性能、品质、成本、服务、用户体验等多方面展开激烈的竞争。新汽车车型的推出时间逐渐缩短,专业开发厂商对重卡驾驶室翻转系统的设计开发难度成几何倍数增加,且开发周期缩短、车型变量增加、方案难度大、技术方案质量要求更高。如何以更短的时间完成一款新车型驾驶室翻转系统设计及验证成为业内不小的挑战。目前大部分厂商所生产的重卡驾驶室都在逐渐的平头化,为保养与维修发动机需要使驾驶室向前翻转,而重卡驾驶室重量太大,所以选择液压式翻转机构进行翻转工作。首先针对目前重卡驾驶室翻转机构的优化目标单一,无法准确衡量整车性能是否提高的问题。根据实际翻转时的工作状况,选取顶出力系数、油压波动系数、翻转容量多个评价参数进行多目标优化。三个评价参数都受同样的自变量影响,可以将驾驶室翻转机构性能的优化问题当成有约束的多目标问题进行优化分析。三个评价参数根据企业自己的需要取不同的加权系数,将驾驶室翻转机构的性能作为最终的评价指标。通过层次分析法确定各个参数的加权系数,在MATLAB软件中进行多目标优化问题的求解。其次,针对驾驶室在回落过程中产生的振荡问题,对其产生的原因进行分析。针对振荡的时长和幅度两方面进行优化分析,通过改变翻转机构上下铰接点的位置来优化振荡的时长,通过改变最大开度时的特征流量或者相应的压降,来间接改变液控单向阀控制阀口的大小,从而减小驾驶室回落时的振荡幅度。基于AMESim软件搭建重卡驾驶室翻转系统仿真模型,对优化前后的重卡驾驶室翻转机构的性能进行分析,对前文优化结果进行仿真验证。最后为提高重卡驾驶室液压翻转系统设计开发的效率,简化其优化步骤,基于Python语言开发优化软件辅助优化工作的进行。在软件界面设计、驾驶室翻转过程模拟、优化函数的求解方面分别采用Python的Py Qt、Num Py、Sci Py的扩展库完成其对应的功能设计。结果表明,在重卡驾驶室液压翻转机构的优化方面优化后的性能相比于优化前的性能提升了11.72%与仿真结果近似。在驾驶室振荡方面经过优化后,驾驶室回落阶段产生的振荡在产生时长和幅度方面有着不同程度的优化。辅助软件可正常显示运行并通过优化计算得出优化结果。

关键词：重卡驾驶室液压翻转机构 AMESim 软件开发优化分析振荡