无污染爆炸螺栓动态断裂特性的数值模拟

爆炸螺栓是一种常用在航天器上的典型分离解锁的火工品装置,在工程实践中一般采用基于经典内弹道理论的经验公式对最大火药气体压强进行估算,得到火药量与螺栓断裂强度之间的关系。该文以星箭连接系统中某型无污染爆炸螺栓为研究对象,基于LS-DYNA有限元软件平台,建立了描述爆炸螺栓的爆炸动态断裂过程的有限元模型,通过数值模拟分析了爆炸螺栓的爆炸断裂过程,揭示了螺栓切口处应力、应变随时间的变化关系,分析了爆炸螺栓近场下的冲击载荷特征和爆炸冲量等动力学特性。该文对航天器解锁分离中爆炸螺栓动态断裂过程进行了精确的描述,可以为星箭解锁分离动力学预测提供参考。     

一种新的解锁螺栓分离时间测试方法

基于激光位移传感器测试解锁螺栓分离时间的思想,设计一种新的解锁螺栓分离时间测试方法,并设计了相应的测试系统,其测试不确定度为0.184%.通过试验得到新方法测得解锁螺栓分离时间平均值14.74ms,传统的通-断靶线法测得分离时间平均值14.60ms,三次试验均值相差0.14ms.结果表明,新方法不仅能直接有效地测试解锁螺栓分离时间,还能间接地表征解锁螺栓的分离速度、冲击加速度以及分离冲量等分离特性参数.     

轮控过驱动刚体航天器姿态机动与约束控制分配

针对过驱动航天器系统转动惯量未知与姿态机动控制的问题,考虑执行机构的动态响应特性,设计了反步法的鲁棒自适应控制器。利用Lyapunov方法分析其系统的稳定性,提出基于约束最优二次规划的算法,实现期望指令到冗余飞轮的指令分配,引入一个松弛变量扩展优化解集,证明了分配后控制力矩的平稳性和能量的最优性。采用Simulink软件对某型轮控刚体航天器的姿态机动任务进行了仿真研究。结果表明,该方法能够实现快速和高精度控制过驱动航天器姿态。     

电动汽车电子机械制动系统的研究与设计

介绍了一种电动汽车电子机械制动系统的总体设计方案,该设计方案包括系统、硬件、软件和机械部分的设计、关键模块单元设计以及关键问题分析.采用基于滚珠丝杆的非自锁机构与电磁的自锁机构实现的电子机械制动器,可以实现行车制动和驻车制动.通过硬件和软件的冗余设计增加了系统的可靠性.该系统与传统液压制动系统相比,具有结构简单、安装方便、环保、操作灵活、舒适、稳定可靠等优点.     

空间对接机构地面真空热试验

提出了改进的热控件设计方案,即在对接锁驱动组合外围不实施整个包裹,而是在较小尺寸的对接锁外围单独包裹的对接机构;根据对接机构在轨飞行中可能出现的7个极限工况和拉偏热循环条件,在空间环境模拟器的真空罐中完成了对接机构地面真空热试验,考核了对接机构热控系统的控温性能及其机械组件的运动功能;同时,观测了不同轨道舱边界温度和外热流对不同位置零部件温度的影响,并对热平衡试验数据与仿真计算结果进行了比对.结果表明:所提出的热控设计方案基本能够满足设计要求,在所设计的温度条件下,对接机构能够正常工作;在真空热循环条件下,对接机构对接环的推出/拉回以及对接锁系的锁合/解锁等运动功能和基本性能均满足设计要求.     

伸缩式井下牵引器双向锁止机构设计

为提升伸缩式井下牵引器的牵引能力，设计了一种基于斜面自锁原理的伸缩式井下牵引器双向锁止机构。该机构使得牵引器能够在前、后方向与井壁自锁，克服了牵引力受限于恒定静摩擦力的问题；使得牵引器能够实现双向牵引，进而提高牵引器的牵引能力。双向锁止分为牵引锁止和复位锁止，通过对两种锁止状态下的双向锁止机构进行静力学分析，导出双向锁止机构满足双向锁止条件时的数学关系式，并对双向锁止机构进行了参数设计，使得牵引锁止为自锁锁止，复位锁止为非自锁锁止。建立牵引器前工作短节动力学仿真计算模型，完成了双向锁止过程仿真计算，验证了双向锁止机构参数设计的正确性和双向锁止的可行性。     

冲击作用下水力驱动装置流固耦合动力学

研究反应堆控制棒水力驱动装置在冲击作用下的流固耦合动力学问题。针对系统受向上和向下冲击两种情况,以及系统不同的设计参数,采用商用软件MSC.DYTRAN计算了系统计算模型的动力学响应。计算结果表明水力驱动装置在冲击载荷下的响应与冲击方向、步进缸水柱长短有关。向下冲击比向上冲击使系统产生更大的响应;在同样的冲击下,步进缸水柱越长响应幅值越大。此分析结果可用来评估系统的抗冲击能力。     

多杆机构瞬停节分析及应用

为推导多杆机构的瞬停节传递特性 ,利用瞬停节的概念分析了 4杆机构和 6杆机构的自锁性能。根据 6杆机构存在多个瞬停节的现象 ,定义了瞬停节传递的概念 ,并证明了多杆机构瞬停节传递现象发生在新增杆组与组成瞬停节构件相连接的时候。因此利用瞬停节的传递可以进行具有稳定自锁功能的多杆机构设计 ;结合假肢的具体要求 ,还可以设计出具有可靠自锁功能的 6连杆假肢膝关节     

基于单片机的红外遥控电子密码锁设计与仿真

为了更方便地对电子密码锁进行控制和操作,设计了以AT89C52为控制核心的红外遥控电子密码锁。系统通过红外遥控发射电路UPD6121G输入密码,HS0038对接收到的红外密码进行解码处理,驱动继电器控制的电磁锁解锁;也可通过锁体键盘按键输入密码解锁。系统同时具有液晶显示、声光报警、密码修改等功能。本文详细介绍了电子锁的结构组成、工作原理、软件工作流程,并通过Proteus模拟仿真,测试验证了密码锁各项功能均满足设计要求。最后按照仿真原理,做出了电子锁的实物开发板。本系统安全可靠,广泛适用于家庭、旅馆仓库、货站等日常生活中。     

基于内嵌式SMA电机的多指手驱动控制系统

提出了嵌入式方法,室温时将多根形状记忆合金丝嵌入液态橡胶中固化成弹性棒,由此构成内嵌式形状记忆合金电机.以结构小巧紧凑、功能完备稳定的人手为模型与目标,直接将内嵌式形状记忆合金电机作为指节,构造多指拟人机械手.阐述了记忆合金机械手的驱动控制系统的构成与实现.对DSP最小系统、加热模块、检测模块进行了设计.进行了软件系统的规划和实现,构建了完整的记忆合金机械手驱动控制系统.对单机阶跃响应以及多机协调运行等内容进行了实验研究.实验表明,单指节响应上升时间约为0.55 s,机械手基本能够按预定轨迹运行.     

Spiral Torsion Spring Optimization Design for Separation Devices

As a driving element,the spiral torsion spring can control the release velocity by the optimization design of spring parameters and be used for separation devices,which is conducive to unlocking synchronicity and low-shock of the separation. On the basis of analyzing the performance requirements of the spiral torsion spring in a spacecraft device,the optimization design model of the spiral torsion spring is given, which takes the spiral torsion spring's length,width and thickness as the optimization variables,and the minimum volume as the optimization objective. The model considers output torque,strength,the maximal resetting load,holding force,and low shock as constraint conditions. A case is given to analyze the proposed model. The analysis results show the optimization scheme decreases the volume of the spiral torsion spring and meets the performance requirements of the separation device.     

基于绝对节点坐标方法的压发装置建模与优化

研究压发装置的精确建模与产品性能优化问题. 基于绝对节点坐标方法的缩减板单元对压发装置电路板进行建模,通过实验确定电路板的材料参数及支撑弹簧与触发装置的非线性刚度特性,采用非线性力–位移关系建立了支撑弹簧与触发装置力学模型,搭建了压发装置结构的精确有限元模型;设计了压发装置加载实验系统,采用实验数据验证了上述有限元模型的正确性. 根据目标触发载荷范围,优化了压发装置中支撑弹簧的刚度及长度参数. 数值模拟直接指导了压发装置参数设计,并已成功应用于型号研制.      

自动机喷管激波的时空衍变仿真与验证

自动机喷管不同的结构形式对后坐冲击的对冲效率是不同的,为了获得更好的喷管激波消减后坐冲击的方案,构建了不同结构的喷管模型;利用燃气可压缩雷诺平均纳维-斯托克斯(N-S)方程,对不同结构的激波时空衍变的过程进行仿真,得出流场图谱、火药气体载荷分布;方案1和方案2的喷管设计参数:锥度均为12°,长度分别为360、380 m...     

震击解卡研究与工具研制

本文介绍了震击解卡的原理和震击工具的设计计算 ,并通过试验证明震击是一种有效的解卡方法     

配电变压器的非线性自动调压系统设计

为了提高配电变压器输出电压的稳定性,设计了一种新的配电变压器非线性自动调压系统。介绍了配电变压器非线性自动调压系统升压部分设计过程,主要包括升压变压器、交流接触器以及过电保护装置,给出电路图。分析了自动控制部分设计过程,包括电压检测电路、A/D转换电路以及控制电路。当配电变压器中的电压改变时,通过微处理器对采集的电压进行处理,在指定端口输出低电平,采用小型中间继电器对接触器的断开、闭合状态进行控制,以实现电压控制。按照系统性能要求对触发电路进行设计,给出反并联晶闸管模块触发电路。分析了触发电路半导体器件参数选择过程,经测试发现反并联晶闸管触发导通后,电压波形稳定,负载波形几乎无变形。对设计的非线性自动调压系统进行测试,设计系统能够保证配电变压器输出电压的稳定性。     

基于综合需求侧响应的多能存储系统优化配置

相比单一储能和需求响应(demand response,DR),多能存储和综合需求响应(integrated demand response,IDR)可显著改善多能源系统的经济性.首先构建基于激励手段的综合需求响应模型,接着对多能存储系统进行分析及建模,同时引入用户用能舒适度指标模型.最后,基于典型日负荷轮廓,以系统年最低总成本为优化目标建立多能存储系统优化配置模型.算例分析表明多能存储和综合需求响应可协同优化各时段能源供给和柔性负荷需求,可显著提高多能存储系统的经济性.     

设备缓冲平台在水下爆炸载荷作用下冲击响应分析

 在水下爆炸舰船抗冲击试验中,缓冲平台是设备冲击防护的有效工具。为检测缓冲平台在爆炸载荷下的缓冲特性,用小型浮动冲击平台作为试验冲击载体,对缓冲平台和平台上设备的基础输入进行测量,并采用冲击谱分析方法进行处理分析,得到了缓冲平台冲击响应特性。试验分析结果表明,缓冲平台采用不同的阻尼比对平台设备冲击响应的影响较大;当设备的自身质量较大时,平台上设备响应谱会出现明显的谱跌现象;在设备抗冲击防护设计时,应当考虑设备质量及固有频率对冲击谱的影响,这样有利于减小设备抗冲击防护设计难度。     

基于Matlab的越野叉车举升装置位置控制系统 建模与仿真分析

越野叉车在工作过程中驾驶员既要克服恶劣的环境又要完成高难度的举升操作,这对越野叉车的控制系统性能是一个极大考验。为了提高越野叉车工作过程的响应速度、平稳性、可靠性和抗污染性能,将电液比例换向阀应用于越野叉车举升装置位置控制系统。通过改变比例放大器的增益、举升液压缸的固有频率和阻尼比的参数以及举升装置的负载力,运用MATLAB仿真平台对举升装置控制系统中不同参数下的数学模型进行仿真分析,得出不同参数对系统动态特性的影响规律。结果表明:比例放大器的增益、举升液压缸的固有频率和阻尼比会影响系统的响应速度、系统精度和相对稳定性;随着举升装置负载力的变化会影响系统的响应时间和稳定性,从而为越野叉车举升装置控制系统的优化设计和应用提供依据。     

远程终端可控AI门禁系统

为解决传统门禁系统安全性低、用户体验差、无法满足社会对于智能家居的需求问题,开发了一种基于远程终端可控的人工智能门禁系统。该系统以因特尔UP2 嵌入式平台为硬件基础,乌班图操作系统为软件基础,融合人脸识别、指纹识别、语音识别、射频卡识别等技术,采用PyQt 语言编写图形界面,通过搭建云端服务器,实现远程终端控制。该系统集成了多种身份识别及开锁方式,实现开锁的智能化、便捷化,并能较好地适应不同的生活情境,同时采用多种识别方式组合验证,改善了门禁系统的安全性。