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基于动网格技术的水动力旋转喷雾降尘装置性能分析
1
作者 关维娟 陈清华 +2 位作者 王德俊 江丙友 许曾生 《工程设计学报》 北大核心 2025年第2期240-251,共12页
水动力旋转喷雾降尘装置具有仅需水动力驱动、雾化效果好等优点,在煤矿井下工作面得到广泛应用。为了实现安全、精准、高效降尘,基于动网格技术对其性能进行了系统分析。采用DesignModeler软件建立了降尘装置三维模型,采用动网格技术分... 水动力旋转喷雾降尘装置具有仅需水动力驱动、雾化效果好等优点,在煤矿井下工作面得到广泛应用。为了实现安全、精准、高效降尘,基于动网格技术对其性能进行了系统分析。采用DesignModeler软件建立了降尘装置三维模型,采用动网格技术分析了水轴出口角度对水流出口速度和水轴转速的影响规律,并基于UDF(userdefined function,用户自定义函数)编程技术和VOF(volume of fluid method,流体体积法)模型,分析了降尘装置混合出口处的雾粒轴向速度和风流进口处的风流轴向速度随水轴出口角度的变化规律。结果表明:随着水轴出口角度的增大,水流最大出口速度从63.19 m/s减小到24.97 m/s,水轴转速逐步增大到1786.4 r/min;雾粒最大轴向速度从39.178 m/s减小到10.637 m/s,后增大到12.854 m/s,最后减小到8.014 m/s,速度均匀性先增强后减弱;风流最大轴向速度从0.804 m/s增大到1.524 m/s,后减小到1.272 m/s,速度均匀性先基本不变后减弱;当水轴出口角度为45°时,降尘装置的雾化性能最佳。搭建了水轴转速和风流轴向速度测试平台,通过实验验证了仿真结果的正确性。将降尘装置进行了现场应用,结果表明,采用水动力旋转喷雾降尘装置后,转载机进料口区域总粉尘和呼吸性粉尘的降尘率有了明显提高,均达到了75%以上,其中工人作业处的呼吸性粉尘质量浓度降到6.31 mg/m^(3)。研究结果为创建安全、健康、绿色的煤矿生产环境提供了新思路。 展开更多
关键词 旋转喷雾 动网格 数值模拟 负压除尘 降尘效率
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基于神经网络自适应MPC智能车辆轨迹跟踪仿真
2
作者 王琳 陈清华 +3 位作者 业红玲 王鹏飞 徐驰 钱爱文 《汽车安全与节能学报》 北大核心 2025年第4期638-647,共10页
传统模型预测控制(MPC)控制器的权重矩阵通常依赖人工经验调参,难以适应复杂动态环境,因此,提出一种基于反向传播(BP)神经网络的MPC权重矩阵自适应调整的方法。建立MPC智能车辆动力学模型分析不同权重系数对车辆轨迹跟踪性能的影响,构... 传统模型预测控制(MPC)控制器的权重矩阵通常依赖人工经验调参,难以适应复杂动态环境,因此,提出一种基于反向传播(BP)神经网络的MPC权重矩阵自适应调整的方法。建立MPC智能车辆动力学模型分析不同权重系数对车辆轨迹跟踪性能的影响,构造数据训练BP神经网络模型,利用Matlab/Simulink搭建BP神经网络自适应MPC控制器与Carsim联合仿真,最后从不同车速和路面附着系数2个方面设计双移线仿真工况,验证控制器在不同工况下的鲁棒性。结果表明:BP神经网络自适应MPC控制器,在路面附着系数为0.85时,不同车速下的控制效果良好;而定权重MPC控制的车辆,当车速达到65km/h时,车辆接近失稳;前者横向位移偏差和横摆角偏差的均方根分别降低44.17%和66.66%;在不同附着系数的路面上前者表现亦佳,尤其是在附着系数0.35的湿滑路面,车速30 km/h时,相对定权重MPC控制器,两项偏差均方根分别降低27.49%和49.54%。该神经网络自适应调整MPC控制器权重的方法,可为智能网联车辆中高速协同控制和特种作业车辆自主导航的轨迹跟踪性能改善提供一定参考。 展开更多
关键词 智能网联车辆 神经网络 自适应 轨迹跟踪 模型预测控制(MPC)
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强制对流下翅片管蒸发器表面结霜实验 被引量：3
3
作者 陈清华 陆育 +2 位作者 关维娟 季家东 王建刚 《河南科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2024年第1期19-26,34,M0003,共10页
翅片管蒸发器表面结霜是阻碍制冷系统高效运行的主要不利因素之一。利用恒温恒湿箱搭建强制对流下蒸发器翅片管表面结霜可视化实验平台,在环境温度0~8℃、相对湿度55%~75%及迎面风速0.8~2.4 m/s时,实时记录霜层动态生长过程,研究了环境... 翅片管蒸发器表面结霜是阻碍制冷系统高效运行的主要不利因素之一。利用恒温恒湿箱搭建强制对流下蒸发器翅片管表面结霜可视化实验平台,在环境温度0~8℃、相对湿度55%~75%及迎面风速0.8~2.4 m/s时,实时记录霜层动态生长过程,研究了环境温度、相对湿度和迎面风速对霜层生长特性及蒸发器换热性能的影响规律。结果表明:环境温度和迎面风速是影响蒸发器结霜的主要因素,结霜50 min,环境温度为0℃的霜层厚度比环境温度为8℃的提高了12.78%,迎面风速为2.4 m/s的霜层厚度比迎面风速为0.8 m/s的提高了14.66%,结霜量与换热量提高趋势相同。在结霜初期,相对湿度越大,换热量越大;结霜后期,相对湿度越小,换热量越大,并得到了换热量关于环境参数与时间的相关关系。 展开更多
关键词 翅片管蒸发器 可视化 结霜 霜层生长 强制对流
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自驱动关节臂测量机在线测量的最佳测量区确定方法
4
作者 李莉 刘柄瑶 +3 位作者 王龙 黄鑫 杨洪涛 沈梅 《工具技术》 北大核心 2025年第10期130-138,共9页
为了实现低精度关节臂测量机高精度测量,本文提出一种应用于指定加工区域内工件在线测量的测量机最佳测量区和最优测量姿态确定方法,建立测量机应用于指定测量空间内的测量模型和误差模型,分析该测量空间内测量点最大测量误差分布规律,... 为了实现低精度关节臂测量机高精度测量,本文提出一种应用于指定加工区域内工件在线测量的测量机最佳测量区和最优测量姿态确定方法,建立测量机应用于指定测量空间内的测量模型和误差模型,分析该测量空间内测量点最大测量误差分布规律,研究基于粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)和牛顿迭代法的测量机最佳测量区和最优测量姿态的确定方法,利用实验优化选择PSO算法中的各关键参数,进行PSO算法与蚁群优化算法(Ant Colony Optimization,ACO)和基于局部和全局变异策略的果蝇优化算法(Local and Global Mutation Strategy based Fruit Fly Optimization Algorithm,LGMS-FOA)的寻优效果对比实验,并进行指定测量空间内的测量机测量点误差分布规律分析和最佳测量区确定验证实验,在此基础上确定测量机测量特定点的最优测量姿态。分析实验结果发现,PSO算法的稳定性和收敛速度比ACO算法好,而LGMS-FOA算法在求解时会陷入局部最优,关节臂测量机在所研究的测量空间内的测量点误差分布规律为椭球形,所确定的最佳测量区为500 mm≤x≤520 mm,80 mm≤y≤100 mm,100 mm≤z≤120 mm,该区域的最大测量误差为0.056 mm。测量机测量该最佳测量区内的测量点(504,88,108)时,其最优测量姿态为θ_(1)=212.5260°,θ_(2)=111.1939°,θ_(3)=332.5388°,θ_(4)=112.5932°,θ_(5)=82.6842°,θ_(6)=90.3424°,测量误差可降低至0.002 mm。 展开更多
关键词 关节臂坐标测量机 在线测量 PSO算法 最佳测量区 最优测量姿态
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双转子永磁传动不平衡和失准耦合振动的抑制控制方法
5
作者 郭永存 马鑫 +2 位作者 王爽 李德永 杨豚 《煤炭学报》 北大核心 2025年第6期3195-3209,共15页
大型带式输送机在启制动工况或非均匀负载条件下,双转子永磁传动系统易受周期性激励和扰动产生较大振动,特别是该系统磁场呈现非正弦分布以及存在涡电流谐波等因素,使得该系统运行中的振动控制变得尤为重要。双转子永磁传动系统具有调... 大型带式输送机在启制动工况或非均匀负载条件下,双转子永磁传动系统易受周期性激励和扰动产生较大振动,特别是该系统磁场呈现非正弦分布以及存在涡电流谐波等因素,使得该系统运行中的振动控制变得尤为重要。双转子永磁传动系统具有调速高效、运行成本低、适应能力强且等优势,但其非线性特征明显。神经网络迭代学习控制算法通过引入非线性激活函数和深度结构,使得网络能够拟合系统的非线性特征,在迭代学习过程中,网络根据系统的实时振动数据不断调整参数,以实现振动抑制的目标。故采用该算法对转子系统的振动抑制开展研究,对提升系统整体的稳定性,确保其安全高效运行有着重要意义。针对双转子永磁传动系统中磁场非正弦分布及涡电流谐波等因素诱发的传动不平衡与失准耦合振动问题,提出一种改进的神经网络迭代学习控制算法(MNN-ILC),创新性引入了基于误差值的自适应因子σ和正则化的权重衰减系数λ,以快速响应系统变化并减少误差,旨在有效抑制振动。采用多物理场有限元仿真,模拟系统在不对中不平衡状态下的振动特性。为验证所提算法的有效性,以1台55kW的双转子永磁传动系统为研究对象,测试其在不同转速下的实时缓振能力。结果显示:未施加控制时测量点的最大振幅为18.7μm;施加MNN-ILC算法后,振幅最大值降低至3.1μm,减幅达到约83.4%。通过对比MNN-ILC算法与传统ILC算法、现有改进的ILC算法,发现施加控制后约10s时,传统ILC算法开始发散,而MNN-ILC算法仍能保持良好的稳定控制性能,将振幅控制在±3.5μm以内。MNN-ILC相较于ILC,振动抑制效果提升了约51.9%、58.1%、61.4%;在响应时间上分别减少了约33.4%、32.0%、32.5%。该研究为双转子永磁传动系统的振动抑制提供了重要的理论参考。 展开更多
关键词 双转子永磁传动 自适应因子 失准耦合 MNN-ILC算法 振动抑制
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卧式泵织构化柱塞-耐磨环摩擦副的磨粒磨损研究
6
作者 何涛 顾云飞 +2 位作者 方思源 刘龙 顾云龙 《机床与液压》 北大核心 2025年第19期133-138,共6页
卧式泵是煤矿井下安全和高效开采核心动力装置之一,其柱塞-耐磨环摩擦副在煤矿高污染工况下的磨粒磨损是影响卧式泵使用性能的关键。为此,基于相似理论和离散元理论建立干摩擦工况下柱塞副磨粒磨损的EDEM仿真模型,将圆柱摩擦副简化为平... 卧式泵是煤矿井下安全和高效开采核心动力装置之一,其柱塞-耐磨环摩擦副在煤矿高污染工况下的磨粒磨损是影响卧式泵使用性能的关键。为此,基于相似理论和离散元理论建立干摩擦工况下柱塞副磨粒磨损的EDEM仿真模型,将圆柱摩擦副简化为平面摩擦副,并分别研究了上接触(耐磨环在上)和下接触(柱塞在上)两种情况下,织构位置、柱塞运动速度、耐磨环径向载荷等参数对磨粒破碎、磨痕分布及磨损量的影响。结果表明:在柱塞和耐磨环上同时设置织构的抗磨效果较差,在耐磨环上设置织构的抗磨效果较好,且织构化耐磨环方案S3和U1有助于磨粒容纳于织构凹坑而不参与摩擦副间的挤压磨损,起到“容而不排”的作用,抗磨效果最佳,相较于对应的无织构方案S2和U2,总磨损量分别降低76.8%和62.2%;且随着柱塞运动速度上升,上接触摩擦副的总磨损量持续增加,下接触摩擦副的总磨损量先减后增;随着耐磨环径向负载的增加,上接触和下接触摩擦副的总磨损量均持续增加,因此应尽量减小柱塞副的径向载荷。研究结果可为织构化摩擦副的磨粒磨损研究提供参考。 展开更多
关键词 卧式泵 表面织构 柱塞副 磨粒磨损 EDEM
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强制对流条件下翅片管蒸发器霜层生长特性研究
7
作者 陈清华 彭白雪 +1 位作者 陆育 季家东 《制冷学报》 北大核心 2025年第5期96-104,共9页
结霜现象是阻碍翅片管蒸发器在制冷系统应用的主要不利因素之一。为准确预测霜层生长特性,基于耦合VOF多相流和相变传质速率模型方法,对强制对流条件下三维翅片管表面霜层生长行为进行了数值模拟,模拟得到的霜层厚度与实验结果相比最大... 结霜现象是阻碍翅片管蒸发器在制冷系统应用的主要不利因素之一。为准确预测霜层生长特性,基于耦合VOF多相流和相变传质速率模型方法,对强制对流条件下三维翅片管表面霜层生长行为进行了数值模拟,模拟得到的霜层厚度与实验结果相比最大差异控制在15%以内,霜层密度的估计值在高达90%的置信区间内,吻合较好。通过搭建翅片管蒸发器表面结霜可视化实验平台,分析了在单因素变化下环境温度、相对湿度及迎面风速对翅片管表面霜层生长特性的影响规律,结果表明:霜层厚度随着进风气流方向从前向后逐渐降低,空气温度越低、迎面风速越大及相对湿度越高,霜层厚度、结霜量及霜层热阻也越大,相对湿度85%下的霜层厚度达到最高,为2.344 mm。根据Morris敏感度分析法得到相对湿度对霜层热阻的影响最大,敏感度系数达到2.41,并使用最小二乘回归方法得到霜层热阻关于不同环境参数下的相关性。 展开更多
关键词 翅片管蒸发器 结霜 强制对流 伪VOF
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永磁涡流调速器传动性能分析与正交实验优化 被引量：7
8
作者 程刚 郭永存 +1 位作者 胡坤 王鹏彧 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2018年第12期1948-1955,共8页
以一台双盘式永磁涡流调速器为研究对象,理解了永磁涡流驱动机理,建立了三维瞬态磁场有限元模型。仿真结果表明:导体盘上三维磁密集中区域形状与永磁盘中永磁体形状几乎相同,磁密集中区域数目与永磁体极数相同;轭铁区域内的三维磁场分... 以一台双盘式永磁涡流调速器为研究对象,理解了永磁涡流驱动机理,建立了三维瞬态磁场有限元模型。仿真结果表明:导体盘上三维磁密集中区域形状与永磁盘中永磁体形状几乎相同,磁密集中区域数目与永磁体极数相同;轭铁区域内的三维磁场分布为辐射带形状,磁密值高低区域相邻布局,导体盘上产生了与永磁体数目相等的涡流回路,相邻涡流区域涡流方向相反,中间部分涡流密度较低,相邻涡流回路交界处即正对应于永磁体处的涡流密度最高,平均转矩与转差呈现递增规律,两者之间线性数学关系非常显著。运用正交实验方法研究表明:在实验约束条件下因素主次顺序依次为磁极数、永磁体宽、永磁体长、永磁体厚,确定了永磁涡流调速器关于永磁体的最佳参数方案。结果表明:较原结构平均转矩提高了14.2%,转矩密度提高了18.0%,永磁体材料减少了3.2%。 展开更多
关键词 永磁 涡流 传动 调速器 正交实验 优化设计
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脉动流发生装置诱导弹性管束振动的实验研究 被引量：5
9
作者 季家东 张经纬 +3 位作者 高润淼 刘萍 刘保银 陈卫强 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第3期291-296,共6页
为了实现对换热器内弹性管束振动的有效激发和控制,提出了一种新型脉动流发生装置,搭建了脉动流诱导弹性管束振动测试实验台,测试了换热器内各排弹性管束在不同工况下的振动响应。结果表明:在脉动流发生装置诱导下,弹性管束主要有两个... 为了实现对换热器内弹性管束振动的有效激发和控制,提出了一种新型脉动流发生装置,搭建了脉动流诱导弹性管束振动测试实验台,测试了换热器内各排弹性管束在不同工况下的振动响应。结果表明:在脉动流发生装置诱导下,弹性管束主要有两个振动频率,一个频率基本不受入口流速的影响,另一个频率随入口流速的增加而增加;提出的脉动流发生装置,一方面使弹性管束的振动强度明显增加,另一方面在一定程度上解决了各排弹性管束振动不均的问题。 展开更多
关键词 弹性管束 换热器 脉动流发生装置 振动响应
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基于滤膜称重法的自动化粉尘质量浓度检测装置的研究 被引量：3
10
作者 陈清华 许曾生 +5 位作者 王小润 江丙友 唐明云 胡祖祥 邱进伟 周亮 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2997-3006,共10页
传统滤膜称重法操作过程繁琐、检测周期长,且自动化程度低,虽精度高但无法满足粉尘质量浓度实时检测需求。设计了粉尘质量浓度自动检测装置,通过建立温湿度补偿模型,替代手工称重法中采样后滤膜烘干的步骤,进一步缩减粉尘质量浓度检测... 传统滤膜称重法操作过程繁琐、检测周期长,且自动化程度低,虽精度高但无法满足粉尘质量浓度实时检测需求。设计了粉尘质量浓度自动检测装置,通过建立温湿度补偿模型,替代手工称重法中采样后滤膜烘干的步骤,进一步缩减粉尘质量浓度检测时间以及粉尘质量浓度检测装置体积。搭建试验样机并调试实验,结果表明,煤矿井下常用的CCZ-20A型粉尘采样器与本装置检测得到的粉尘质量折算浓度经过计算其标准偏差在5%以内,一元线性回归拟合分析下的实验数据拟合相关性较好。为进一步提升装置的检测精度,研究基于傅里叶级数、线性拟合以及周期拟合相结合的误差补偿方法,设计出装置浓度计算流程并代入原始数据中,将该装置检测浓度误差由原始的(-7.20%,-1.26%)集中至(-3.64%,3.65%)。引入装置浓度计算流程后进行多次对比实验,实验结果显示装置浓度检测误差均在此区间内,验证了装置浓度计算流程的可靠性。该装置缩短了粉尘质量浓度检测所需时间,同时检测误差控制在合理的范围内,进而为滤膜称重法在粉尘质量浓度在线监测方面的研究提供一定的参考。 展开更多
关键词 滤膜称重法 粉尘质量浓度 自动称重 温湿度补偿 误差补偿
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对称悬架混联轮腿机器人结构设计与参数优化 被引量：3
11
作者 杨洪涛 单翔飞 +1 位作者 沈梅 刘月琪 《机械设计》 CSCD 北大核心 2024年第3期65-74,共10页
为了实现机器人在地下空间低能耗的灵活运动,文中设计了一种对称悬架混联轮腿机器人,并针对其腿部参数优化问题,提出了一种基于沙猫群算法的性能均衡优化方法(简称均衡优化方法)。结合对称四边形机构与悬架系统,设计了一种对称悬架混联... 为了实现机器人在地下空间低能耗的灵活运动,文中设计了一种对称悬架混联轮腿机器人,并针对其腿部参数优化问题,提出了一种基于沙猫群算法的性能均衡优化方法(简称均衡优化方法)。结合对称四边形机构与悬架系统,设计了一种对称悬架混联式轮腿结构,并建立其运动学和动力学模型,分析了腿部杆长对单轮腿运动空间和灵活性指标的影响,预优化确定了腿部初始杆长均为0.3 m。在满足轮腿越障规划空间及高灵活性的基础上,为了实现低能耗,建立了轮腿性能均衡优化评价指标,采用均衡优化方法对腿部杆长进行了优化研究。数值计算结果表明:大腿和小腿杆长最优值分别为0.23 m和0.3 m,该轮腿运动能耗为23.18 J,运动空间为0.1322 m2,灵活性指标变化范围为(0.2,1)。优化后灵活性保持不变,运动空间减小了24.54%,能耗降低了22.60%,验证了该方法合理有效,为轮腿机器人的设计与优化提供了一种新的思路。 展开更多
关键词 对称悬架 混联轮腿机器人 结构设计 参数优化
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基于外控恒压调速阀的垛式液压支架支柱承载特性分析 被引量：1
12
作者 王传礼 高语罕 +1 位作者 何涛 叶飞 《煤炭工程》 北大核心 2024年第11期158-164,共7页
针对垛式液压支架降柱过程中立柱失速的问题,基于外控恒压调速阀改进平衡回路,研究立柱在负载作用下的承载特性。利用AMESim搭建液压支架平衡回路的仿真模型模拟立柱工作过程,分析外控恒压调速阀的结构参数对立柱承载特性及外控恒压调... 针对垛式液压支架降柱过程中立柱失速的问题,基于外控恒压调速阀改进平衡回路,研究立柱在负载作用下的承载特性。利用AMESim搭建液压支架平衡回路的仿真模型模拟立柱工作过程,分析外控恒压调速阀的结构参数对立柱承载特性及外控恒压调速阀阀口流量特性的影响。结果表明:立柱受到冲击时,安全阀开启卸荷;立柱下行时平衡回路作用防止立柱失速。减小外控恒压调速阀的阻尼孔直径与调控活塞面积可提高系统响应速度,平衡回路稳定性能提升,立柱承载特性得到改善。 展开更多
关键词 垛式液压支架 平衡回路 外控恒压调速阀 承载特性
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自驱动关节臂坐标测量机可视化监控平台设计与仿真 被引量：2
13
作者 杨洪涛 孙璐瑶 沈梅 《工具技术》 北大核心 2024年第5期156-160,共5页
针对传统坐标测量机人工测量模式误差大、运动仿真平台三维可视化效果差的缺陷,以六自由度自驱动关节臂坐标测量机为研究对象,基于Unity 3D软件设计了一款自驱动关节臂坐标测量机三维可视化监控平台。利用SolidWorks软件建立测量机三维... 针对传统坐标测量机人工测量模式误差大、运动仿真平台三维可视化效果差的缺陷,以六自由度自驱动关节臂坐标测量机为研究对象,基于Unity 3D软件设计了一款自驱动关节臂坐标测量机三维可视化监控平台。利用SolidWorks软件建立测量机三维模型,联合3ds Max软件完成了三维模型的优化处理与导入,采用Unity 3D自带的UI组件搭建了可视化界面框架,编写C#脚本绑定模型零件,实现虚拟坐标测量机自驱动控制。研究内容包括三维建模与轻量化处理、模型加载、可视化监控平台界面设计、测量机运动仿真以及UDP通信实现数据实时传输。通过对自驱动关节臂坐标测量机虚拟可视化仿真平台的研究,实现测量机自驱动控制与动态测量实时监测,研究成果对三维可视化监控在测量机领域的应用具有重要意义。 展开更多
关键词 可视化 自驱动 Unity 3D UDP通信 测量机
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基于TRIZ的全断面铺锚支机器人结构创新设计 被引量：1
14
作者 何涛 郑浩 +2 位作者 骆元庆 方思源 秦颖 《机床与液压》 北大核心 2024年第15期30-35,共6页
为解决煤矿巷道掘进过程中支护、铺网、钻孔及锚固等工序自动化水平低、难以高效协同等技术难题,基于TRIZ理论,开展全断面铺锚支机器人的结构创新设计。通过九屏分析法、功能模型图与因果轴分析得出现有铺锚支机器人效率不足的根本原因... 为解决煤矿巷道掘进过程中支护、铺网、钻孔及锚固等工序自动化水平低、难以高效协同等技术难题,基于TRIZ理论,开展全断面铺锚支机器人的结构创新设计。通过九屏分析法、功能模型图与因果轴分析得出现有铺锚支机器人效率不足的根本原因,并综合运用技术矛盾法、物理矛盾法以及76种标准解等方法,设计出新型全断面铺锚支机器人结构,进而通过ADAMS-AMESim联合仿真,开展其关键迈步式自移支架的机液耦合分析。结果表明:全断面铺锚支机器人具备迈步行走、铺网、支护、锚固、钻孔的平行作业;迈步式自移支架工作时推移缸的最大推架力为10940 N,最大拉架力为18510 N,实际位移与理想位移误差满足设计要求。 展开更多
关键词 铺锚支机器人 TRIZ理论 ADAMS-AMESim联合仿真 迈步式自移支架
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不同振动条件下水平冷表面上液滴冻结过程数值模拟
15
作者 陈清华 盛恩 +3 位作者 张斌 季家东 王建刚 刘萍 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第23期86-93,共8页
液滴冻结作为结霜初期霜层生长的初始开端,对后续霜层生长发挥着关键作用。为研究液滴在振动条件下的冻结规律,通过对水平冷表面添加正弦周期性振动条件进行数值模拟分析,并搭建试验平台进行验证。研究结果发现:振动条件改变了固液相界... 液滴冻结作为结霜初期霜层生长的初始开端,对后续霜层生长发挥着关键作用。为研究液滴在振动条件下的冻结规律,通过对水平冷表面添加正弦周期性振动条件进行数值模拟分析,并搭建试验平台进行验证。研究结果发现:振动条件改变了固液相界面形态,缩短了液滴完全冻结时间,其中改变振动频率和振动幅值均会加快液滴冻结;液滴冻结前期,受凝固放热和固相成长影响,测点温度变化呈现先慢后快再趋于平缓的趋势,测点温度平均变化速率与振动频率和振动幅值成正比;液滴冻结过程中,相界面波动程度主要受振动幅值和液滴大小影响,体积恒定时,振动幅值越大,相界面波动程度越明显,相同振动条件下,液滴体积越小,相界面波动程度越明显。 展开更多
关键词 液滴冻结 振动条件 水平冷表面 相界面变化 数值模拟
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水液压泵柱塞副织构单元的润滑及承载特性分析
16
作者 何涛 李哲 +3 位作者 王传礼 罗刚 秦颖 邓海顺 《液压与气动》 北大核心 2024年第11期111-121,共11页
为研究水基轴向柱塞泵织构化柱塞副的润滑及承载特性,建立了轴向柱塞泵AMESim仿真模型,得出单柱塞往复速度、有效织构区长度与其腔内压力特性间的对应关系。建立织构化柱塞副的简化CFD润滑及承载力模型,分析了单周期内织构单元的压力云... 为研究水基轴向柱塞泵织构化柱塞副的润滑及承载特性,建立了轴向柱塞泵AMESim仿真模型,得出单柱塞往复速度、有效织构区长度与其腔内压力特性间的对应关系。建立织构化柱塞副的简化CFD润滑及承载力模型,分析了单周期内织构单元的压力云图、压力分布曲线及承载力特性曲线,研究了织构半径、深度及形貌对柱塞副润滑及承载特性的影响。结果表明:柱塞表面承载力曲线与柱塞腔压力脉动及压力梯度曲线的规律较为一致,在高压区柱塞承载力高,呈出与压力梯度曲线相应的波动式下降特征,而低压区柱塞承载力较低;仿真条件下,增大织构半径及深度均有助于提高柱塞表面承载力,且织构形貌对承载力影响较大,承载力由高到低的形貌依次为圆柱形、球冠形、菱形、方形和三角形。此外,织构收敛楔和发散楔开口大小分别对织构单元的正压核心和负压核心区的面积影响较大,且横截面为直角过渡的圆柱形织构比圆弧过渡的球冠形织构更利于压力集聚。 展开更多
关键词 柱塞泵 柱塞副 织构 润滑 承载力
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煤矿井下无人驾驶轨道电机车障碍物识别 被引量：10
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作者 杨豚 郭永存 +1 位作者 王爽 马鑫 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期29-39,共11页
针对现有煤矿井下无人驾驶轨道电机车因巷道环境恶劣导致障碍物识别精度低的问题,提出用于无人驾驶电机车障碍物精准实时检测的PDM-YOLO模型.基于YOLOv5,将模型C3模块中的传统卷积替换为部分卷积,构建C3_P特征提取模块,有效减少模型的... 针对现有煤矿井下无人驾驶轨道电机车因巷道环境恶劣导致障碍物识别精度低的问题,提出用于无人驾驶电机车障碍物精准实时检测的PDM-YOLO模型.基于YOLOv5,将模型C3模块中的传统卷积替换为部分卷积,构建C3_P特征提取模块,有效减少模型的浮点运算量(FLOPs)与计算延迟.采用改进后的解耦头,对传统YOLOv5的预测头进行解耦,提高模型的收敛速度及对障碍物的识别精度.优化Mosaic数据增强方法,丰富训练图像的特征信息,提高模型的普适性和鲁棒性.实验结果表明,PDM-YOLO模型在自制数据集上的平均检测精度(mAP)达到96.3%,平均检测速度达到109.2帧/s,PDM-YOLO模型在PASCAL VOC公共数据集上的检测精度高于现有主流的YOLO系列模型. 展开更多
关键词 无人驾驶电机车 YOLO 障碍物识别 部分卷积 解耦头 Mosaic数据增强
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爬杆机器人动力学仿真及其驱动转矩控制研究 被引量：3
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作者 罗刚 何涛 +2 位作者 许博 赵凯平 王顺 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2024年第5期781-789,共9页
为改善爬杆机器人驱动性能,结合机器人虚拟样机与动力学仿真,提出一种前馈补偿与PID调节优化驱动转矩波动的复合控制方法。在ADAMS中建立机器人多体动力学模型,进行了攀爬运动仿真;在Simulink中搭建了PID控制系统,调节夹块位移量;依据... 为改善爬杆机器人驱动性能,结合机器人虚拟样机与动力学仿真,提出一种前馈补偿与PID调节优化驱动转矩波动的复合控制方法。在ADAMS中建立机器人多体动力学模型,进行了攀爬运动仿真;在Simulink中搭建了PID控制系统,调节夹块位移量;依据夹持传动的“力矩-位移”数学模型,建立了含有前馈补偿的复合控制系统。由联合仿真可知,采用单一PID控制的机器人,提高夹块位移控制精度会引起驱动转矩波动的增加;复合控制减少了驱动转矩的波动,且驱动转矩的调整幅值比PID控制降低了约24.7%,提高了机器人在攀爬运动中驱动系统的输出效能。 展开更多
关键词 爬杆机器人 联合仿真 PID控制 转矩波动优化
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振动作用下平直翅片管结霜初期微液滴运动过程数值模拟 被引量：1
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作者 关维娟 陈清华 +3 位作者 张斌 季家东 王建刚 刘萍 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第8期155-161,共7页
平直翅片管换热器在低温高湿环境中工作极易发生结霜现象,造成能耗增加、故障率升高,而对结霜初期的微液滴施加振动作用可以加速微液滴的滑落过程从而达到抑制结霜的效果。对结霜前期微液滴的生长过程进行数值模拟分析,并通过文献值验... 平直翅片管换热器在低温高湿环境中工作极易发生结霜现象,造成能耗增加、故障率升高,而对结霜初期的微液滴施加振动作用可以加速微液滴的滑落过程从而达到抑制结霜的效果。对结霜前期微液滴的生长过程进行数值模拟分析,并通过文献值验证了数值模拟的可靠性,然后利用不同时刻的微液滴数据,通过数值模拟的方式,研究不同振动频率作用下微液滴的运动特性,最后搭建试验平台进行验证。研究结果发现,不同体积的微液滴对应的最优振动频率有所不同,当微液滴体积较小时,较高的振动频率使微液滴在基管壁面来回振荡,不易滑落,当微液滴体积较大时,较高的振动频率有利于微液滴克服壁面摩擦力,有利于液滴滑落。 展开更多
关键词 制冷系统 平直翅片管 微液滴生长 振动抑霜
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椭圆导角混合柔性铰链的设计计算与性能分析 被引量：12
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作者 王传礼 李成 +1 位作者 何涛 陈国瑜 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期1017-1026,共10页
为满足柔顺机构的大柔度要求,设计了一类新型椭圆导角混合柔性铰链。首先,以卡氏第二定理为基础推导了柔度和回转精度的计算公式,在参数的极限条件下,椭圆导角结构演化出其他三种铰链形式:直圆导角、椭圆直圆和直圆柔性铰链,使得多种柔... 为满足柔顺机构的大柔度要求,设计了一类新型椭圆导角混合柔性铰链。首先,以卡氏第二定理为基础推导了柔度和回转精度的计算公式,在参数的极限条件下,椭圆导角结构演化出其他三种铰链形式:直圆导角、椭圆直圆和直圆柔性铰链,使得多种柔性铰链的柔度和回转精度的计算公式合并在一组方程中,通过有限元分析验证了计算公式的正确性。其次,讨论了结构参数对柔度、回转精度和柔度精度比的影响趋势,分析结果表明,柔度与回转精度随参数的变化趋势具有相反性,且减小最小厚度是提高柔度的最佳方式。再次,比较了所提四种柔性铰链的性能,椭圆导角混合柔性铰链具有最大的柔度但回转精度较低,而直圆柔性铰链具有较高的回转精度且综合性能也较优越,但柔度最小。最后,对椭圆导角和直圆柔性铰链进行了应用研究,研究结果表明,椭圆导角混合柔性铰链在回转能力和应力水平方面具有显著优势。 展开更多
关键词 柔性铰链 椭圆导角 柔度 回转精度 有限元分析
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