ISG轻度混合动力电机机体缸盖的加工工艺

本文以ISG混合动力电机机体缸盖的加工实现,展现了从设计到加工模拟实现的整个过程。文中主要说明了零件的加工工艺的制定和优化,围绕着实体产品的加工进程进行论述,尤其突出利用Unigraphics NX6.0虚拟三维软件对形状复杂的铝合金薄壁件缸盖进行造型、加工工艺、工装的设计,以及对加工过程中切削用量优化的过程,并最终将整个加工过程以三维虚拟加工方式加以检验和校正。     

基于两相流沸腾传热模型的缸盖温度场辨析

为了更精确地研究发动机缸盖温度场的分布,在Eular多相流模型的基础上,结合Rohsenow核态沸腾传热模型,建立新的可用于内燃机缸盖水腔内过冷沸腾数值模拟的两相流模型.以某汽油机缸盖为研究对象,分别采用BDL和Rohsenow两种传热模型,利用CFD技术对其进行流固耦合传热计算和分析.结果表明,采用Rohsenow沸腾传热模型能够比BDL沸腾模型更精确地计算缸盖温度场;缸盖的最高温度192.22℃,最大应力156MPa,均满足缸盖材料的强度条件.     

红外无损检测技术在发动机缸盖热状态监测中的应用

缸盖热状态的正常与否是保证发动机可靠工作的重要因素之一.本文以某型柴油机缸盖为研究对象,确定了高、中、低3种试验工况.采用红外测温技术,检测了实机工作状态下缸盖外表层测点温度随发动机工况的变化规律.提出相对灵敏度的概念,并结合数值仿真,确定了发动机缸盖表层温度特征区域.试验和仿真结果表明,在缸盖结构以及发动机工况一定时,缸盖的所有传热边界条件也保持一定,缸盖表层温度可综合反映其整体温度场,可作为评价其热状态的依据.该研究为实现发动机缸盖热状态的在线监测提供了新的途径,同时也拓展了红外检测技术的应用领域.     

面向结合面密封性能要求的装配连接工艺设计

为在产品设计阶段规划出满足密封性能要求的装配连接工艺,提出了一种面向结合面密封性能要求的装配连接工艺数字化设计方法.采用接触非线性有限元技术和弹性相互作用理论建立了螺栓组连接有限元模型,研究了螺栓预紧顺序、预紧力水平与结合面连接性能间的关系,构建了各螺栓预紧力大小与结合面压力间的关联模型,进而利用该关联模型,根据工况载荷下设备对密封性能的要求反求装配连接工艺.以发动机缸体缸盖装配连接为例,建立了发动机曲柄连杆机构动力学模型,分析了其工况载荷,并在缸体、缸盖和缸垫有限元模型的基础上,确定出工况载荷下发动机密封性能对结合面压力分布的要求,最后利用螺栓组连接与结合面压力间的关联模型反求出各螺栓预紧力的大小,通过与该型发动机已有装配连接工艺对比,验证了该设计方法的可行性.     

多缸柴油机冷却水腔流动不均匀性的仿真研究

以多缸柴油机的冷却水腔为研究对象,使用Fluent软件对直列3、4、5、6缸柴油机冷却系统的流场进行仿真.结果表明:对于冷却水套进出水口在曲轴同一端的直列柴油机,从距离入口最近的缸到远离入口的最后一缸,各缸水套间通道压力逐渐降低,各缸缸盖进口和出口压力逐渐增加,各缸缸盖的流量逐渐降低.在相同入口流量条件下,随着发动机气缸数增加,总进口和总出口的压差逐渐降低,整个冷却水套的流动阻力减小,各缸缸盖进出口压差的平均值逐渐减小,发动机各缸盖中最大流量和最小流量之间的差值增加,发动机各缸缸盖流量的不均匀度大幅度增加.      

摩托车发动机安装角度的优化设计

以摩托车发动机弹性系统的动力学模型为基础,以降低整车的振动为目标,通过调整摩托车发动机的安装角度,将发动机不平衡力调至车架受力大或者对力不敏感的方向上,以此来减小摩托车的振动.基于ADAMS虚拟样机技术,建立了摩托车虚拟样机模型,在理论计算的基础上,通过虚拟样机技术对发动机的安装角度进行了优化设计.研究成果应用于实践,解决了某型摩托车的振动问题.     

缸盖表面各振动响应信号耦合关系的分析

实测的缸盖表面振动速度信号中包含较大幅值的低频成分,为了研究此低频信号的成因及其与燃烧激励响应信号的耦合关系,以195柴油机为对象,建立了缸盖-机体虚拟样机仿真模型,对产生低频扰动的激励源进行了分析.研究结果表明:实测振动速度信号中的低频成分主要由往复惯性力和摩擦力引起;高通滤波方法对振动速度信号中与燃烧过程特征点出现位置有关的信息没有明显影响,但会造成与幅值相关信息的较大损失;300℃A之前的振动速度信号主要由往复惯性力激励和摩擦力激励响应信号构成.     

柴油机缸盖罩隔声性能与透射噪声

以某柴油机缸盖罩为例,研究了柴油机薄壁件的隔声性能与透射噪声.采用结构-声耦合分析法对柴油机缸盖罩的隔声量进行了计算,并通过隔声性能试验验证了计算结果.设计了提取缸盖罩内部声场声压级的四负载法试验,并将结果施加到结构-声耦合计算模型中,计算了缸盖罩在发动机1,000,r/min、2,000,r/min和3,400,r/min全负荷工况下的透射噪声.研究发现,缸盖罩透射声功率主要分布在低频及隔声性能较差的高频范围;透射噪声在柴油机薄壁件辐射噪声中所占比重较大,对薄壁件辐射噪声进行预测和声学优化时,不能忽略透射噪声.     

基于Solid Works的液压集成块虚拟设计

以虚拟技术为核心,通过Visual Basic对SolidWorks的二次开发,实现了液压集成块的虚拟设计,解决了液压集成块孔系网络设计费时费力而又极易出错的难题.给出了系统的体系结构,提出了液压原理图数字化、集成块设计和校核的方法,通过对集成块特征库的建立,运用ActiveX Automation技术实现了SolidWorks下三维参数化造型;运用虚拟设计技术,创立了一种适合液压集成块结构特点和CAD需求的虚拟设计模式和环境构成方案,提出了液压集成块虚拟设计的解决方法,对液压集成块装配进行干涉检查,可提高设计的成功率.     

基于雷诺方程的滑动轴承可靠性虚拟试验方法

针对往复式压缩机主轴承的磨损失效问题,提出一种可靠性虚拟试验方法.基于流体动力润滑理论中的雷诺方程,推导动压油膜的当量刚度;根据胡克定律得到当量弹性模量.利用非线性有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA建立虚拟样机模型,采用壳单元模拟润滑油膜的动态特性.通过ANSYS的参数化设计语言APDL,将整个仿真过程编译成宏程序.根据中心复合法设计随机变量的试验样本点,通过更改宏程序实现虚拟样机的随机抽样;分别对每种取样结果进行动态仿真,获得输出响应(油膜比压)数据;根据试验数据,基于响应面方法建立极限状态方程,进行可靠性灵敏度分析,为滑动轴承的设计提供理论依据.     

合成醇酸树脂的固体酸催化剂的制备与应用

以固体酸为催化剂进行醇酸树脂合成反应的研究,采用均匀实验设计方法,考察了载体种类、酸种类、酸浓度、反应温度对合成醇酸树脂的固体酸催化剂催化性能的影响,并由逐步回归法对结果进行回归运算,得到了醇酸树脂酸价的回归模型为:y=1 052.523-8.798x1-23.723x2-4.209x4,计算结果表明,合成醇酸树脂固体酸催化剂的制备最优工艺条件为:载体SiO2、酸H2SO4、酸浓度1.00 mol/L、催化剂使用温度200℃,在上述条件下合成醇酸树脂的固体酸催化荆的活性最高.     

一种结合混淆思想的代码虚拟化保护方法

为了提高虚拟机软件保护方法的抗逆向效果,研究并实现了保护系统OB-VMP(obscure virtual machine protection)。在OB-VMP中,多套虚拟机环境被随机选择来执行构造的混淆基本块和关键代码,私有的虚拟环境使得混淆基本块难以去除;同时混淆基本块让攻击者难以定位关键代码和关键代码所基于的虚拟环境,提高了虚拟机的保护效果。另外,在被保护代码的不同执行阶段,字节码和不同的虚拟指令映射,攻击者不能基于累积的字节码知识进行后续分析,进一步增加了OBVMP的抗逆向效果。理论分析和实验结果显示:OB-VMP能够在较小时空消耗基础上,显著提高逆向分析的难度,提高软件的安全性。     

基于Xen的虚拟机动态迁移技术研究

Xen是一种开源的虚拟化软件,在虚拟机动态迁移技术领域有着广泛的应用。在分析了Xen虚拟机动态迁移技术原理及迁移架构的基础上设计并开展相关实验,将实验结果中不同负载情况对迁移性能的影响做了对比分析后发现Xen能够较好的完成虚拟机在线迁移工作,为虚拟环境下的服务器负载平衡提供了保障。     

基于虚拟现实环境的六轮月球车运动性能分析

为了仿真试验月球车在月面环境的运动性能,利用虚拟现实技术建立了月球车仿真试验环境.以一种六轮月球车为原型建立了物理模型,并给出了计算机求解方法,实现了六轮月球车在月面环境下进行运动性能分析的仿真试验.通过对比该月球车设计原型的真实试验结果和仿真试验结果,验证了虚拟仿真的正确性.为月球车设计带来了一个有效的辅助工具.     

柴油机曲轴连杆组合结构动态特性分析

以康明斯6BT5.9柴油机曲轴连杆组合结构为研究对象,采用试验模态分析和有限元理论分析相结合的方法得到其动态特性,进而改善动力性能,降低振动强度,优化结构设计.在进行有限元理论分析时,分别采用耦合自由度法、弹簧-阻尼单元联接法、虚拟材料法模拟曲轴连杆的边界联接方式.对试验模态分析法与理论模态分析法所得到的模态参数采用频率准则进行相关性分析,可以看出弹簧-阻尼单元联接法、虚拟材料法得到的计算值与试验值相关性更高,即这两种方法在结合面接触处理上更合理,为柴油机整机动态分析及优化设计提供了理论依据.     

基于自适应模糊神经网络的机器人路径规划方法

为了解决传统反应式导航中的复杂陷阱问题,优化导航控制,减少计算复杂度,提出了基于自适应模糊神经网络的机器人导航控制及改进型虚目标路径规划方法.首先根据移动机器人运动学模型,融合神经网络的自主学习功能与模糊控制的模糊推理能力,提出了基于自适应模糊神经网络的机器人导航控制器,将生成的Takagi-Sugeno型模糊推理系统作为机器人局部反应控制的参考模型.该自适应模糊神经网络控制器实时输出扰动角度,在线调整移动机器人的预瞄准方向,使移动机器人能够无碰撞趋向目标.然后,提出了一种改进型虚目标方法,优先选择机器人可能逃脱陷阱状态的路径,简化了设计难度,改变了虚目标切换方式,避免了大量复杂计算.实验结果表明,提出的方法可以帮助机器人在全局信息未知的复杂环境中导航,在趋近目标点的过程中能有效避障,无冗余路径产生,且轨迹平滑.     

基于样图的肝脏体纹理合成与映射方法

为了能够在虚拟手术仿真系统中,可以清楚地看到肝脏的内部真实情况,增强用户的视觉临场感,将体纹理的原理与方法引入到肝脏的真实感绘制中。首先对样本集进行了处理,采用多样本的体纹理合成方法合成肝脏体纹理。其次,为了提高图形硬件的映射效率,将纹理地图集引入体纹理的映射中,采用基于三角形包围盒高度递减排序的方法填充纹理地图集,提高了纹理地图集的填充率。实验结果表明,映射之后的肝脏模型能够清晰地展示肝脏的内部纹理结构。研究成果对于虚拟肝脏手术的真实感绘制具有重要的意义,也为其它人体器官的体纹理合成与映射提供了思路。     

Solid solution strengthening in multicomponent fcc and bcc alloys:Analytical approach

Based on virtual solvent concept, novel methods are developed to determine interatomic distance, atomic size misfit, and elastic modulus misfit in multicomponent alloys with components having the crystal structure differing from that of the alloy. The combination of the different methods results in a number of models to calculate solid solution strengthening. These models are assessed with view point of the best fit to experimental data. The models giving the most reliable strengthening prediction can be used for an evolutionary design of strong and stable multicomponent alloys.     

利用虚拟机技术改善计算机实验教学环境

利用虚拟机技术可以在物理计算机上模拟出一台或多台与物理计算机完全一样的逻辑计算机. 可以在一台计算机上构造多种不同的实验环境, 以满足多种不同的实验要求, 大大降低了实验环境的构造和维护的工作量, 提高了实验教学质量和实验室资源的利用率.     

基于特征的产品造型设计

以虚拟现实技术进行产品的造型设计和最终产品仿真，在设计阶段替代传统的实物模型，从而缩短产品开发周期、降低开发费用，在工程设计中具有重要意义。为此，讨论了基于产品特征的信息描述，参数化特征的造型方法和特征造型系统的结构与功能，应用计算机辅助设计手段，将产品的参数等属性与实体模型融为一体，提出了一种在产品造型设计中基于特征的计算机建模方法，充分地表达了模型的形状及其特征参数，并以减速箱特征产品造型设计为例，有效地解决了特征模型中几何信息，物理信息的表达及其生产管理系统的信息化。