新型双转子发动机功率传输装置的运动学特性

提出一种基于摆盘和凸轮组合机构的双转子发动机功率传输装置。其结构简单、布置方式完全对称,平衡性好,能够通过凸轮控制转子的运动规律。为分析和研究该机构的运行特性,通过欧拉法建立该机构的基本运动学模型,计算出其运行轨迹,凸轮轮廓线等。分析了主要结构参数,如滚子轴线夹角和摆盘倾角,对其容积变化规律的影响。主要结论如下:滚子轴线夹角越靠近90°,气缸容积变化幅值越大。摆盘倾角与容积变化规律是成正比的,对于四叶片活塞转子而言,摆盘倾角最大取值约为65°。在实际中,滚子轴线夹角最好取90°,摆盘倾角要在留出足够叶片活塞厚度的前提下尽量取较大的值。     

双转子活塞发动机工作过程的数值模拟

双转子活塞发动机是一种新型的差速式转子发动机,与传统发动机相比较具有很多优点,如不需要复杂的阀门装置,而且功率密度更高等。为了分析和研究双转子活塞发动机的运行特性,针对该发动机工作循环的热力学过程建立了其零维模型,确定了主要的边界条件,运用Matlab/simulink进行了数值模拟。对应不同的主轴转角,计算出气缸内工质的质量值、压力值和温度值。基于算得的压力值,求取了该发动机的平均指示压力和功重比等参数,与传统发动机相比较,双转子活塞发动机气缸工作容积的利用程度更大,整体结构更加紧凑。     

脉冲水射流水力共振系统理想脉冲源研究

阐明强制施加的无衰减标准正弦脉冲是水射流水力共振系统的理想脉冲源,创立用恒流源、在其出口旁接活塞缸、使活塞在缸内作往复正弦速度运动产生理想流量脉冲的方案,给出电动活塞泵用凸轮机构传动提供恒定流量、旁接缸活塞用凸轮机构或曲轴连杆机构传动使缸的容积呈正弦变化的技术.     

弹性直槽式摆盘发动机的动力学分析

对弹性直导槽约束的摆盘发动机进行运动学和动力学研究,建立了该发动机工作过程的数学模型,并进行了仿真计算和结果分析,为解决运动部件不平衡性引起振动和噪声的问题提供了理论依据.     

双转子活塞发动机差速驱动组件的动态静力学建模与分析*

针对双转子活塞发动机的工作特点,分析了其差速驱动组件的机构特性,定义了动力学参数,进而采用矢量力学方法对差速驱动组件的动态静力学进行数学建模。运用Matlab对所建理论模型进行数值计算,得出了主要部件的受力特征。为了验证所建数学模型的合理性,基于多体动力学仿真理论,在Recur Dyn环境下建立了双转子活塞发动机的虚拟样机模型,仿真结果与理论计算结果相比较,相应的约束反力的数值变化规律基本一致,都呈现4个周期的变化过程,冲击位置也基本相同,表明建立的动力学理论模型基本符合实际情况,是可信的,可以用作双转子活塞发动机改进设计的理论基础。     

活塞凸轮发动机的参数综合

活塞凸轮发动机体积小、功率大,多用于一次性的武器装备中.文中提出了计算空间凸轮机构综合曲率半径的原则方法和提高其接触强度的有效途径,为该种发动机的民用化开辟了广阔的前景.     

燃烧室前缘扩张角对旋转爆震冲压发动机的影响

针对圆柱形隔离段-燃烧室构型的旋转爆震冲压发动机,开展了总温为860 K、马赫数为2的来流条件下的直连式试验,探讨了燃烧室前缘扩张角(θ=30°,45°,60°,90°)对爆震波传播特性、工况范围及压力分布的影响。结果表明:当燃烧室前缘扩张角为90°时,燃烧模态均为爆燃燃烧;随着扩张角的减小,燃烧模态将会向锯齿波和混合模态(包含单波阶段)转换。当燃烧室前缘扩张角为30°时,旋转爆震的自持工况范围最宽且燃烧室压力最高;同时,随着燃烧室前缘扩张角减小,实现混合模态的当量比下限降低。此外,分析了燃烧模态对来流的影响,发现:锯齿波/混合模态燃烧室内存在的周期性高频压力扰动会使隔离段内的激波串位置前移;混合模态对超声速来流的影响最为显著。     

考虑摆臂柔性的舰炮摆弹机构动作可靠性及灵敏度分析

针对蒙特卡罗法计算复杂机构动作可靠度时计算效率不高的问题,提出了以计算机仿真模型为基础、蒙特卡罗法与支持向量回归机相结合的机构动作可靠性分析方法。利用该方法对摆弹机构的动作可靠度进行了仿真计算,并根据灵敏度和偏导数的定义,进行了摆弹机构的可靠性灵敏度分析。分析结果表明:摆弹机构的可靠度为0.990 21,炮弹重心到齿轮轴心的距离对其可靠性的影响最大。     

大口径舰炮摆弹机构柔体动力学及 弹药运动误差研究

为提高舰炮自动机机构和弹药运动的控制精度,需要研究自动机柔性动力学问题。首先,利用多体动力学理论,研究弹药摆弹与转弹之间的交接运动误差;然后,根据拉格朗日方程推导了特定浮动坐标系下摆弹臂柔体动力学方程,分别由摆弹臂柔体与刚体动力学模型,分析了柔性摆弹臂的前四阶主振动响应,进一步比较了柔性体振动对于误差的影响。研究表明:在弹簧驱动条件下,柔性摆弹臂在大范围运动的同时包含着高频振动,由动力弹簧输出的摆角包含有振动成分;根据弹性振动引起的(角)位移响应误差,可以确定摆/转接口中摆弹臂摆角、弹药位移与姿态误差裕度,而抑制柔性摆弹臂一阶主振动可以有效减小响应误差。该研究结果可用于摆弹臂结构优化并以此提高摆/转接口的可靠性。     

步进电机细分步距的控制

前言使用逻辑控制电路细分既定步进电机的步距,可以改善步进电机在低速运行时的速度平稳性。在步进电机本身精度较高和摩擦负载较小的情况下,还可以实现细步距的精确控制。一、细分控制原理步进电机的步距角由下式表示国产的三相步进电机转子大多为40个齿,如常州电讯电机厂出产的BF 184075型和北京微电机厂出产的SB3C-3B-500型的转子均为40个齿,其0=360°/3×40=30°。     

转管炮降低机心组导轨摩擦力研究

为了使转管炮机心组消耗的驱动功率最小,对机心组速度、主滚轮相对机体位置、机心体左右导轨及倾角关系等对驱动功率的影响进行研究。表明最好选用机心组凸轮加速度最小,主滚轮相对机体质心位置等于零,最好用无横向位移以及有夹角的关系最好。优化结果表明:9 000 rpm的射速,驱动功率由机心组加速度变化引起140kw下降到31 kw,降到不足于原设计曲线的22%;射速为3 300 rpm的主滚轮压力峰值参数化峰值1 086.5 N,升高到10 000 rpm的峰值9 779.3 N。无横向以及有夹角降低压力有横向以及无夹角90.9%。     

摆动滚子从动件圆柱凸轮的解析设计

本文根据微分几何的包络原理,导出了摆动滚子从动件圆柱凸轮的轮廓曲面方程;在此基础上,讨论了凸轮轮廓的根切条件、滚子与凸轮的接触区域、接触线方向以及凸轮任一圆柱面上实际轮廓曲线的确定;得到了滚子与凸轮任一接触点处的压力角计算公式,并给出了按许用压力角设计的滚子最小接触高度,从而较完整地解决了摆动滚子从动件圆柱凸轮的几何设计问题。     

北斗GEO卫星用户算法的改进方法研究*

针对北斗GEO用户算法需要进行5?倾角的坐标旋转处理这一过程,本文提出了采用经典广播星历参数用户算法直接解算北斗GEO卫星位置的改进方法,并同时给出了相应的基于第二类无奇点根数的广播星历拟合算法。该算法采用第二类无奇点轨道根数代替经典轨道根数,解决了由GEO轨道的小倾角特性引起的经典广播星历参数拟合过程中法化矩阵奇异的问题。从而避免了北斗GEO用户算法中坐标旋转处理过程,减少了GEO用户算法的计算步骤。经过仿真验证,本文提出的改进方法在卫星轨道拟合过程中与原算法精度相当;在卫星轨道外推过程中与原算法相比略有精度损失,但仍满足用户导航定位精度的需求。最后,采用实际北斗GEO星历解算的轨道数据验证了改进算法的有效性。     

Effect of bending temperatures on the microstructure and springback of a TRIP steel sheet

Transformation-induced plasticity (TRIP) steel possesses high strength and formability, enabling the use of a thinner gauge material and allowing for the fabrication of complex shapes. In this research, we measured the effect of bending temperatures on the microstructure and air-bending springback angle of TRIP steel at temperatures from 25 to 600 °C. Real-time in situ X-ray diffraction and scanning electron microscopy were used for pre- and postbending analysis. As the prebending temperature increased from 25 °C to 600 °C, the retained austenite (RA) volume fraction decreased, and the RA transformed to bainite at temperatures above 400 °C. The springback angle was positively correlated with the prebending RA volume fraction, with the smallest springback angle achieved at 400 °C. Additionally, the springback angle was positively correlated with the bending angle, because the RA transformation ratio contributed to increased strain hardening. Further microstructure analysis revealed that the RA became elongated in the tension direction as the bending temperatures increased.     

用于混合动力汽车的球形发动机热力学过程分析

作为混合动力汽车增程系统的一种新型动力源，球形发动机有着功率密度高，结构紧凑等优点。在介绍球形发动机工作原理及基本结构的基础之上，研究了发动机气缸容积变化规律，分析发动机燃烧过程，建立了发动机热力学理论模型。利用FLUENT开展了仿真研究，验证了模型的正确性，进而对于发动机燃油喷射过程进行了分析。结果表明：计算得到的气缸内部温度与压力曲线与仿真得到的结果基本一致，验证了理论模型的正确性。在燃油喷射的过程中，可能会出现涡团状的燃油喷射轨迹，使得局部富油发生，燃烧性能变差。     

前缘和转轴影响翼摇滚特性的数值模拟

采用耦合求解N-S方程和Euler刚体动力学方程的数值模拟方法研究80°后掠三角翼摇滚特性,讨论机翼前缘构型和滚转轴位置对三角翼摇滚特性的影响。N-S方程的离散采用Roe格式和含双时间步的LU-SGS方法,刚体动力学方程的离散采用二阶精度的差分方法,通过交替求解流动和运动控制方程组的耦合策略,模拟80°后掠三角翼自激摇滚的非定常过程。针对转轴安装于上表面的细长三角翼,研究前缘上削尖、下削尖和双面削尖三种构型的翼摇滚特性,分析前缘构型对摇滚振幅及分岔攻角的影响。考虑到上削尖和下削尖构型在翻转后相当于前缘构型互换但转轴位置不同,进一步考察了滚转轴位置对三角翼摇滚特性的影响。结果表明:在一定的攻角下,三种不同前缘构型的三角翼均能形成大幅自维持的摇滚现象,其中上削尖前缘的三角翼振幅最大,双面削尖前缘次之,下削尖前缘三角翼振幅最小;攻角增大到30°以后,双面削尖和上削尖前缘的三角翼会发生翻转现象,翻转180°以后维持等幅振荡。     

电磁发射高速旋转弹丸马格努斯效应

和传统火药发射弹丸相比,电磁发射弹丸具有初速高、射程远等优势,但尾部的电枢臂槽会使弹丸部流场不再轴对称,产生独特的气动力特性。基于三维非定常Navier-Stokers方程,采用滑移网格技术,分析电磁发射弹丸的气动力特性。研究表明,对于高速旋转的电磁发射弹丸,马格努斯效应来源于激波层内流场畸变和电枢臂的迎风面积变化的共同作用;电枢臂迎风面积的周期性变化是导致气动力和力矩周期性变化的原因,马格努斯力矩在滚转角45°和135°时分别达到最小值和最大值;电枢臂槽的存在既加剧了马格努斯效应(135°时增加50%以上),又使得压心周期性前移(绝对前移量达5%),并且随着转速的增加,马格努斯力矩增加和压心前移效果越来越显著,不利于弹丸的动稳定。     

圆柱形装药驱动轴向预制破片飞散特性

为了增强柱形战斗部轴向威力,在无壳柱形战斗部底面布置单层离散的预制破片。开展圆柱形TNT装药驱动轴向预制破片飞散试验,获得预制破片的最大初速、飞散角等特征参数;运用LS-DYNA软件对装药驱动预制破片过程进行数值模拟,阐述预制破片群飞散过程;对装药驱动整体平板理论计算公式进行改进,获得预制破片的最大初速。结果表明:破片初速理论计算结果、数值计算结果和试验结果吻合良好;随着与装药底部中心距离的加大,破片初速、径向飞散角分别近似呈“抛物线”减小、增大;试验实测、理论计算得到的破片最大初速值超过2500 m/s,试验实测的径向飞散角最大约为22°,而周向飞散角则普遍较小,均值在5°以内。     

基于梯度直方图的交叉点检测方法

提出基于梯度直方图的交叉点检测方法:统计像素点邻域梯度信息生成特征描述子,通过判定准则筛选候选交叉点,基于欧氏距离对候选交叉点进行聚类后,利用灰度加权法定位图像交叉点坐标。仿真实验验证了算法的正确性与可行性,结果表明:该方法适用于交叉角为65°～90°范围内的交叉点检测,定位精度优于0.6像素,检测率大于90%;该方法可以很好地抵抗图像旋转,定位精度和检测率基本不受图像旋转影响。该方法具有良好的抗噪性能,可满足一般透视变换下的图像交叉点检测需求,适用于结构光三维重建中的系统标定和形貌测量。     

磁梯度张量的旋转计算方法

为了获得磁梯度张量数据,提出旋转计算磁梯度张量的方法。使倾斜放置的磁梯度计绕竖直轴线转动,利用测得的空间磁梯度数据计算得到磁梯度张量。以磁梯度张量的理论值作为参考,选取一组较优的转动角、倾角和基线长度等模型参数,分析磁力仪三轴指向误差对磁梯度张量计算结果的影响。数值仿真结果表明:该旋转合成方法能够有效获取磁张量信息,合成计算值与理论值之间的差别较小。