研磨对滚珠丝杠副精度性能影响分析

研磨常被作为最后一道工序来提高丝杠的精度和表面质量,但是现存的人工研磨方法过程复杂、效率低下,对于研磨丝杠的认知仍停留在"知其然不知其所以然"的状态.另外,滚珠丝杠副的精度保持性直接影响到自身乃至作为其配置载体的数控机床的使用寿命与性能优劣,对于研磨技术的研究,也应以提高滚珠丝杠副精度保持性为最终目标.为了进一步探究丝杠研磨方法,使用改进的丝杠滚道自动研磨磨具及工艺,在优化的研磨参数下进行试验,并对研磨效果进行评估.提出一种滚珠丝杠副精度损失计算方法,并使用已磨丝杠与未磨丝杠进行滚珠丝杠副精度损失对比试验.通过测量和计算,对比其各个阶段的摩擦力矩和行程误差,分析研磨对丝杠精度损失的影响.结果表明,研磨不仅可以提高丝杠精度储备量,对提高丝杠的精度保持性也有积极意义.     

基于Origin的风机风量测试数据处理研究

根据金川二矿主风机风量测试过程中遇到的风量测点不足、不能反映风机实际风量的问题,运用一元流体运动模型和流体在管道中速度分布规律的相关理论知识,结合Origin软件的曲线拟合功能,拟合出风硐内风速分布规律曲线,进而求出风硐风速及风机风量.经过工业验证符合实际在误差要求范围之内,具有工业应用价值,为风机风量测试提供了一种新...     

纳米流体的格子Boltzmann模拟

纳米流体是由流体与纳米粒子组成的胶体悬浮物, 与普通固液两相流相比, 其传热性能明显增强. 悬浮在流体中的纳米粒子会受到运动阻力、Brown力、粒子间扩散力、重力等内力或外力的影响, 因而其运动规律极其复杂. 根据纳米流体中粒子和液体介质的受力关系, 建立了纳米流体的格子Boltzmann流动与传热模型, 并用于分析纳米粒子的动态分布.     

新型自由侧翻式拍门研究

结合传统拍门的研究方法，从理论上分析和研究了一种新型拍门即自由侧翻式拍门的运动规律和撞击力。主要内容包括：拍门的结构和工作原理、无水空翻时拍门的运动规律和撞击力、停泵闭门过程中拍门的运动规律和撞击力、拍门撞击力的求解方法、拍门的流态和水力损失分析等，得出一般拍门的运动方程和撞击力近似表达式，并结合百里洲泵站更新改造工程拍门改造实例进行计算。结果表明该新型拍门克服了传统拍门的缺陷，运行时阻力小、开启角度大、水流流态好，无需配套设备，造价低廉，安装与检修方便。     

振动工况下磨料磨损试验研究

设计了一台振动磨料磨损试验机，进行动载荷作用下磨料磨损研究试验。本试验针对45#钢和42CrMo两种材料在不同形状规格和不同磨料下，改变振动频率来研究振动对两种材料磨损量的影响，通过试验数据得出关系曲线，并对其进行理论分析。试验结果表明：振动对磨料磨损的影响不容忽视。在低频振动范围内，对45#钢并非振动频率越高磨损量越多，而是有一个分界点；而对于42CrMo而言，在f〉2．5Hz时还出现振动减磨的情况：     

刚柔分级并联驱动宏微复合运动平台设计

高速精密定位是电子制造的要求,轴系摩擦是影响精密定位的重要因素.目前,微米级以上精度必须通过消除摩擦影响的方式来实现,成本很高.本文将大行程的直线电机平台与无摩擦的柔性铰链导向机构结合,提出了一种并联驱动的宏微复合设计新方案,克服了现有宏微复合平台存在的输出饱和问题.具体做法是在无铁芯永磁直线电机模组中,安装两套驱动和测量反馈系统,分别用于驱动宏运动平台和与之通过柔性铰链相连的微运动平台.宏运动平台通过直线导轨滑块"刚性"机械连接系统实现大行程高速运动,微运动平台通过基于柔性铰链的"柔性"连接来快速补偿"刚性"宏运动平台的误差,最终实现大行程高速高精度运动.本文利用上述刚柔分级运动方案,通过基于动力学响应的运动规划方法进一步抑制了高加速运动平台的定位残余振动.基于柔性铰链的微运动系统较之宏运动系统具有更快的响应速度和更小的跟踪轨迹误差,从而实现在高加速运动过程中宏/微驱动力叠加来实现快速运动,同时在匀速与低速定位过程中微驱动器产生反方向作用力来快速补偿宏运动平台的运动误差来实现高定位精度.实验表明,本文提出的宏微复合驱动方案,通过机构的创新,可有效降低控制的复杂度,并实现了高精密快速定位,可以为微光电子制造装备亚微米级高速定位平台设计提供崭新的途径.     

浅埋偏压连拱隧道衬砌裂缝监测与综合分析

浅埋偏压连拱隧道二次衬砌开裂是隧道安全预留层受力的综合表征,衬砌裂缝的调查分析与监测可以反映隧道整体受力情况。以云南石红高速公路大中山1号隧道为工程背景,通过对其衬砌裂缝的现场调查、统计与分析,结合施工图设计、施工记录、施工监控量测报告系统,分析了浅埋偏压连拱隧道裂缝产生的主要原因为施工因素、地质因素及偏压荷载。进而针对典型裂缝进行裂缝空间形态跟踪监测,并对量测数据进行适时整理分析,掌握了裂缝成因发展规律,基于衬砌结构承载状况给出了裂缝控制与防治措施。     

墙面及天花板上大壁虎脚趾作用力测试和脚掌形态研究

用3维运动作用力测试系统测量大壁虎在墙面和天花板上稳定运动时的脚趾作用力,分析了脚趾力的变化与壁虎运动的关系;用高速摄像跟踪观察壁虎在稳定运动时脚趾行为,获得壁虎在墙面、天花板上运动时脚掌形态特征;揭示大壁虎在墙面及天花板上稳定粘附的形态学和接触力学规律.结果表明：在墙面和天花板接触表面内脚趾的面力与脚趾的夹角分别为12.6°和3.1°,垂直于接触表面的粘附力足以平衡重力引起的翻转矩或重力;壁虎第1和第5脚趾产生方向相反的力,在接触面内形成冗余结构,提高接触的可靠性和稳定性;墙面与天花板表面运动中脚趾作用力与运动表面的夹角近似相等（约20°）;壁虎在天花板运动时,脚趾作用力明显大于在墙面运动时的脚趾作用力;上述结果可以启发仿壁虎机器人脚掌的控制与设计。     

静态煤堆风蚀起尘机理及其粉尘扩散影响因素研究

对露天煤堆表面煤尘颗粒进行受力分析,然后结合力矩平衡原理,建立煤尘冲击起动模型,验证了煤尘颗粒的起动风速与粒径、含水率、煤堆安息角等参数间存在的多维函数关系。在此基础上,通过理论计算和静态试验,进一步研究了煤尘扩散规律及影响因素,并提出了相应的抑制起动的措施,为煤场周边大气污染评价和治理提供科学依据。     

钢筋混凝土靶体侵彻破坏响应及其原位测试技术研究

为研究弹体在钢筋混凝土中的侵彻过程,本文研制了格栅测试系统,主要由格栅电缆、LED灯、电源和高速相机等组成.依附靶体中的钢筋,格栅电缆被制作成棋盘式格栅网,按一定间距预埋于靶体之中,并与电源和LED灯组成回路.运动中的弹体切断附近的格栅电缆,对应的LED灯将熄灭,进而表征了格栅电缆的破坏状态,并由高速相机进行记录.结合格栅的分布,实时原位测试弹体的侵彻轨迹、速度和侵彻深度.基于此,本文测试了弹体的速度变化和最终的侵深,并结合经验公式、直接测量进行了校验,论证了格栅测试方法的有效性.     

两硬薄煤层综采工作面围岩运动规律与矿压显现规律研究

针对姜家湾煤矿8213薄煤层综采工作面的地质条件,并结合8213薄煤层工作面现场连续观测矿压数据,应用相似材料模拟和现场实测两种方法对工作面矿压显现规律及围岩运动规律进行研究.研究表明,姜家湾矿8213工作面老顶初次来压范围是40～41 m,老顶周期来压是12～22 m,来压期间矿压显现强度平均在20 MPa左右,顶板运动范围为工作面上方6～23 m.这说明薄煤层工作面顶板的运动范围较小,工作面来压强度较低.     

适应斜落着陆冲击的一体化结构设计及验证技术

针对探月工程三期月地高速再入返回飞行器着陆结构轻量化要求和钝头体斜落着陆冲击特点,提出了一体化结构设计方案,研究了受力形式,采取数值仿真手段和地面着陆冲击试验,获得了返回器着陆结构减重8.4%的效果,满足了着陆性能要求.     

钢筋混凝土烟囱定向倒塌过程中后坐的判断

通过对抛物线型切口闭合阶段的力学分析，较全面地讨论了钢筋混凝土烟囱产生后坐的原因，得到了倒塌过程中的运动方程和相应的解析式。并且结合具体工程实例，介绍了在复杂环境下，一座210米高的钢筋混凝土烟囱，经前期人工拆除后，剩余75米部分采用抛物线型切口进行定向倒塌拆除设计。按照烟囱的结构和实际的受力状态，以烟囱后坐范围的预测为重点，为拆除钢筋混凝土烟囱，正确选择有关参数提供理论依据。     

“三软”大倾角厚煤层大采高综采工作面应力分布规律研究

结合神火集团泉店煤矿14050工作面地质信息,通过FLAC3d数值模拟研究"三软"大倾角大采高工作面的覆岩结构运动及破坏规律,分析工作面倾角、采高对工作面顶板内应力分布规律的影响,从而归纳总结"三软"大倾角厚煤层大采高综采工作面矿压显现规律,为后续工作面的设计布置、巷道推进速度、支架参数确定及支护效果奠定基础,同时也为同类型煤矿提供借鉴。     

页岩气多尺度复杂流动机理与模型研究

页岩气储层纳微米孔隙、裂缝结构复杂,存在多尺度流动,气体的流动规律不同于常规气藏.本文对多孔介质内气体流动进行了研究,利用努森数划分不同尺度下气体流态,阐明了不同区域的流动机理和流动特征;综合考虑达西渗流、滑移扩散效应、井筒附近高速非达西效应等多重非线性效应,建立了页岩气储层多尺度统一流动模型.引入页岩气储层基质-压裂缝耦合两区模型,建立了页岩气储层压裂井定压条件下的两区压力分布和产能预测方程,并结合生产实例进行了参数敏感性分析.结果表明:随着滑移扩散系数、分形系数、压裂半径的增大,页岩气井产能增加,且增加幅度减小;考虑高速非达西效应较不考虑高速非达西效应时,页岩储层产能偏低,且高速非达西效应的影响小于滑移扩散对产能的影响.该模型为体积压裂页岩气产能预测及开发指标优化提供了理论依据.     

高速铁路无砟轨道疲劳检算轮载的动力学分析

应用列车-线路耦合动力学理论及仿真软件,分析了高速运营线路轮轨系统动力学响应并与实测结果进行了验证.在此基础上,采用我国典型高速车辆及无砟轨道结构,系统分析了高速铁路无砟轨道不平顺谱对轮轨动作用力大小及统计特性的影响规律.结果表明,列车-线路耦合动力学方法可以比较准确地模拟高速行车条件下轮轨动力相互作用,取百分位数75的无砟轨道谱作为激励输入可用于评估轮轨系统动力相互作用及高速行车安全性和舒适性,高速铁路无砟轨道结构的疲劳检算取为静轮重的1.5倍是合理的.     

球形破片侵彻明胶运动模型对比研究

为准确描述破片与目标相互作用,揭示致伤机理,将Sturdivan,Segletes,Liu侵彻模型与考虑明胶应变率效应的改进模型进行对比,并分析模型差异.分别选取Ф3,Ф4和Ф4.8 mm球形破片为杀伤元,对破片在明胶中运动规律进行了实验研究.同时,对4种运动模型进行数值计算,并与实验结果进行了对比分析.结果表明,考虑应变率效应的改进运动模型理论值与实测值误差较小,一致性较好,能较为准确描述球形破片在明胶中运动规律,可为轻武器弹药设计和战伤救治提供理论参考.     

拦截弹制导的微分几何建模

相对于直接在笛卡尔坐标系内对质点运动进行分解而言,使用微分几何原理对质点的运动进行分析是一种较为巧妙的方法。本文基于古典微分几何原理,对拦截弹的制导进行了建模研究。首先,分析了弹目相对视线的运动规律,建立了视线旋转坐标系提出了视线曲率与挠率的概念,得到了视线运动方程.并将视线运动方程与弹目相对运动相结合,构造了新的弹目相对运动方程。其次,通过研究发现,在视线旋转坐标系内存在视线瞬时旋转平面,可以在该平面内构造具有三维拦截能力的二维制导律。空间真比例导引律（TPN）可以不加近似地直接引入视线瞬时旋转平面,成为降维TPN。同时通过研究在视线瞬时旋转平面内对目标机动加速度进行补偿的方法,可以得到新的修正比例导引律（APN）系列和视线角加速度制导律（AAG）系列。再次,提出了视线瞬时旋转平面内制导律的微分几何制导指令,与Chiou和Kuo所提出的微分几何制导律进行对比分析,可以发现该制导律是本文的一种特例,并且微分几何制导指令将降低视线瞬时旋转平面内制导律的性能。最后,以拦截大气层外高速机动目标为算例进行仿真分析,验证了拦截弹微分几何制导模型的有效性。     

新型弯晶谱仪调节机构分析

分析了一种新型弯晶谱仪的调节机构，对其内部结构以及调节传动原理做了清晰的介绍。为了精确量化调节输入端输入量与输出端位置变化的关系，文中结合经典机器人学运动理论，给出了此调节机构在调节过程中的运动坐标变换形式。最后结合一组实际数据，利用简化了的调节输入量计算方法确定出需要输入的调节量，并验证了这种简化了的输入量确定方法的可行性。     

水平梯度表面能材料表面上的液滴运动

通过化学气相沉积的方法（CVD），利用十二烷基三氯硅烷（C12H25Cl3Si）在硅基板表面上的自扩散方式，形成单分子自聚合薄膜，在硅基板上制取了梯度表面能表面．采用原子力显微镜对梯度表面能材料表面微观结构进行了测量．通过躺滴法，获得了梯度表面能材料水平表面上的微量液滴接触角的分布，并以此表征材料表面能的分布．使用高速摄像仪对液滴在水平放置的梯度表面能材料表面上的运动规律进行了测量．实验表明：水平放置的梯度表面能材料表面可驱使液滴从憎水侧向亲水侧迁移，单个液滴的运动速度最大可达40mm／s,液滴在梯度表面能材料表面的运动一般可分为加速运动区和减速运动区；当液滴峰值速度较小而减速运动较大时，液滴运动会呈现蠕动的现象．