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关键词： 水平轴双向叶片   数值模拟   模型试验   结构设计   流固耦合  

摘要： 随着传统化石能源的日益枯竭以及目前环境问题的日益严重,潮流能作为一种清洁能源,成为近年来开发和研究的重点。水平轴水轮机作为潮流能发电装置的关键部件,其性能优劣直接影响到能量利用。而目前多数的水平轴水轮机只能在一个方向的来流上发电,浪费了一半的发电时间,因此本文主要研究一种双向叶片,可适应往复流动发电,能够大大提高有效的发电时间。由于目前对双向叶片结构设计上的研究较少,因此本文着重进行双向叶片的结构设计并对叶片进行流固耦合分析。在满足强度、刚度、稳定性等要求的基础上,设计出质量较小的叶片结构。本文首先对水平轴水轮机的水动力基本理论进行了阐述,概括了水轮机的工作原理以及水轮机叶轮的水动力特性理论;又对水轮机叶片的结构设计进行了介绍,包括叶片的设计流程、叶片材料以及结构形式的选择和复合材料层压板理论;还对流固耦合基本理论进行了介绍,包括流固耦合的求解方法、交界面方程的处理方式以及耦合交界面信息传递。为后文的设计提供了理论基础。其次对水平轴双向叶轮进行CFD数值模拟,得出其载荷以及功率特性,然后进行水平轴叶轮的模型试验,给出了水平轴水轮机模型效率与轴向载荷的测试方法。根据试验结果,对比分析了水轮机的功率特性和载荷特性,并确定了水平轴叶轮的最大载荷工况,为叶片结构设计提供了参考。然后对水平轴双向叶片进行了结构设计,考虑到不同材料的特性,叶片结构选用钢结构-复合材料蒙皮叶片,并设计了三种不同的内部结构形式,包括双腹板钢骨式、双工字梁钢骨式、箱型梁钢骨式。为了充分发挥材料的特性,本文在结构设计中采用了沿叶片展长方向分区设计、变厚度梯度设计。为验证叶片结构设计是否合理,对三种不同结构的叶片进行了流固耦合分析。采用前文的最大载荷工况,先对叶片进行单向流固耦合分析,通过对比分析各种参数,最终选出双工字梁钢骨式-复合材料蒙皮叶片作为最佳叶片结构。再采用双向流固耦合方法,分析该结构的水动力性能和结构性能,均满足设计要求。本文的设计方法可为今后同类叶片的设计提供参考。

关键词： Choking   conscious control   expertise   optimal experience   peak performance   QUALITATIVE RESEARCH   CHOKING   SKILL   EXPLORATION   EXPERIENCE   ATTENTION   VALIDITY   ANXIETY   ISSUES   GAME  

摘要： Clutch performance is improved performance under pressure. However, little research has examined the psychological state experienced by athletes in these situations. Therefore, this study qualitatively examined the subjective experience underlying clutch performance across a range of sports (e.g., team, individual) and standards (Olympic to recreational athletes). Sixteen athletes (M-age=27.08years; SD=6.48) took part in in-depth, semi-structured interviews primarily after an exceptional performance (M=4.38days later; SD=3.14). Data were analysed inductively and thematically. Clutch states involved 12 characteristics, including heightened and deliberate concentration, intense effort, and heightened awareness, which distinguished the experience of clutch from other optimal psychological states such as flow. Other characteristics, such as perceptions of control, were also reported and supported previous experimental research on clutch. These findings present in-depth qualitative insights into the psychological state underlying clutch performance, and are discussed in relation to the existing literature on optimal psychological states in sport.

关键词： 教学设计   离合器   拆装   检修  

摘要： 本文提出了先动手操作,再学习知识点,最后再回到实践操作中的做-学-做的实践教学设计方法,并以离合器的拆装为例进行了教学设计。结果发现:这种教学过程设计方式既可以提高学生学习兴趣,便于学生掌握理论知识,也能在动手操作中更好的理解相关知识点,具有不错的教学效果。

关键词： 比例阀设计   静态动态特性   离合器控制系统  

摘要： 比例压力控制阀作为控制元件应用于液压系统,并对这些系统的性能产生重要影响。比例压力控制阀保持压力恒定,操控离合器控制系统。然而,由于电,磁,液压,机械之间高度耦合、相互影响,使其表现出复杂的特性。并且,大部分复杂特性都是由于这些元素的非线性造成的。在设计这些时,研究其静态动态特性不失为改进其性能的一种可行的方法研究表明,比例压力控制阀的特性与油源流量、滑阀重叠量、弹簧刚度、阻尼系数、负载和控制器性能都有关。本研究旨在设计两级比例压力控制阀,并研究其特性;分析阀芯尺寸、容腔大小、阻尼孔等设计参数,对该阀静态、动态特性的影响;最终运用此阀操纵离合器控制系统。对该比例压力控制阀的控制性能进行分析也很重要,因为能更好的理解这些元素导致的,系统可能会出现的问题。对这些元素的控制不善,会影响系统的效率。比例压力控制阀应用于需要快速性和准确性的场合。不善的控制会影响系统的响应及稳定,给用户带来不适,会对系统造成破坏,也增加了油耗。Matlab/Simulink是一个物理仿真工具,用来预测系统的物理行为,本研究利用其对阀进行仿真建模,分析阶跃响应,研究阀的性能。通过深入研究先导阀、主阀、离合器液压缸的节流口特性、阀的几何形状以及电磁部分,在数学模型的基础上建立了系统(比例压力控制阀和离合器液压缸)的Matlab/Simulink模型。仿真结果表明,在离合器液压系统中应用的比例压力控制阀表现良好。考虑的设计参数对阀的性能都有影响,其中阀芯的尺寸影响最大。

关键词： 湿式DCT   离合器液压控制系统   自适应滑模控制   非线性   稳定性分析  

摘要： 近年来,随着经济的快速发展和汽车自动变速器技术的不断提高,双离合器自动变速器(Dual Clutch Transmission,DCT)以其良好的动力输出性能和独特的结构等特点,成为汽车变速器领域的研究热点。湿式DCT离合器液压控制系统不仅是湿式DCT的核心控制,也是控制难点,具有非线性强、离合器负载扰动大以及系统参数时变等特点。本文围绕湿式DCT离合器液压系统设计控制器,主要对以下几个方面内容进行了研究:(1)进行了DCT离合器液压控制系统的需求分析。根据双离合器自动变速器的系统要求,分析了湿式DCT离合器液压控制系统的主要结构及其工作原理,研究了车辆起步和换挡过程中对湿式DCT离合器液压控制系统的控制要求;(2)建立了湿式DCT离合器液压控制系统的模型。基于离合器液压系统的工作过程,推导出该系统的数学模型,并进行了系统仿真模型搭建以及模型有效性验证;(3)设计了离合器压力自适应滑模控制器。鉴于系统数学模型的高阶特性,采用了分步滑模的思想设计滑模控制律,再引入自适应律调节滑模控制参数,并进行了系统稳定性分析,实现对DCT离合器压力的有效控制;(4)在MATLAB/Simulink环境下,基于车辆起步和换挡过程,进行了离合器液压自适应滑模控制系统仿真,并与PID控制仿真进行了对比分析。仿真结果表明,采用自适应滑模算法的湿式DCT离合器液压控制系统具有更好的收敛速度、鲁棒性能以及控制精度。

关键词： 汽车双离合器变速器   自适应控制   热模型   换挡动力学  

摘要： 双离合器自动变速器(DoubleClutchTransmission,简称DCT)不仅克服了换挡过程的动力中断，而且还具有传动效率高，继承性好，比较适合中国国情等优点，目前已成为国内汽车变速器行业研究开发的热点。研究其核心技术对自主开发自动变速器具有十分重要的现实意义。离合器控制不仅影响换挡平顺性，还会影响传动部件冲击振动和寿命，是DCT控制的核心。论文结合青山变速器有限公司的湿式双离合器自动变速器开发项目，对DCT用离合器的特性及其控制策略进行研究。主要研究工作包括：　　首先，对离合器的传动机理和动态特性进行了介绍，为了克服由于零部件磨损所引起动态特性变化，制定了离合器自适应控制策略，利用TargetLink建立控制模型，并在实车上进行验证，结果证明了控制策略的可行性。　　其次，考虑到离合器温度是影响离合器工作特性的关键因素，温度的变化会引起摩擦系数、压紧力及离合器表面磨损的变化，而这些因素会影响DCT起步与换挡性能。为保证离合器硬件安全以及车辆行驶的可靠性和安全性，制定了离合器温度预估模型，作为系统的一个功能块集成到控制软件中，在实车上通过对离合器温度测量，验证了温度模型的正确性。　　再者，对DCT车辆传动系统各模块进行分析，在Matlab中搭建了发动机动态模型、DCT变速器模型、车辆动力模型及整车仿真模型，利用该模型可以进行DCT动力传动系统动态特性的定量分析，为控制策略制定、控制系统的参数优化和测试标定提供了依据。　　之后，着重对DCT换挡过程进行了动力学分析，建立了相应的动力学模型，介绍了换挡品质的评价指标，从功率循环、冲击度和换挡时间等多角度考虑，分析正扭矩换挡和负扭矩换挡的不同点，制定了换挡时相应的离合器和发动机控制策略。　　最后，研究了不同工况下离合控制的标定方法器，根据动力传动系统的控制模型，模拟了关键控制参数对整车动力性和换挡平顺性的影响。　　文中提出的湿式双离合器自动变速器离合器控制策略经实车验证能够满足车辆动力性和燃油经济性的要求，控制策略是正确合理的。也为其它自动变速器的开发提供理论依据。

关键词： 双作用离合器   数值分析   广义灰关联   可靠性  

摘要： 离合器是拖拉机传动系核心部件之一,依靠压盘与从动盘摩擦片之间的摩擦力矩来传递动力,它在传动系统中与发动机相连接,其分离、接合过程直接影响车辆换挡品质与安全性。目前离合器方面的研究比较侧重其单个零件的研究,极少研究者将离合器总成作为一个整体系统进行分析,一定程度上限制了离合器结构的改进。本课题以拖拉机干式双作用离合器为研究对象,分析双作用离合器工作原理,并总结双作用离合器常有故障形式与检修方式,在原有产品设计基础上对其结构参数进行设计分析,建立三维模型。以ANSYS workbench为平台,对主离合器总成进行模态分析和静力结构分析,对关键零部件进行非线性分析。发现主离合器结构在从动盘轮毂处容易产生应力集中现象,在同样的频率下,传动内花键及摩擦片固定波片先出现大变形,压盘变形不明显;碟簧模态分析发现在2426.7Hz时,超过其材料屈服强度,发生翘曲变形,谐响应分析得出碟簧分离指根部应力集中,变形位移量在X,Y方向大。数值分析结果为双作用离合器进一步优化提供依据。在双作用离合器可靠性分析中引入灰关联分析法,结合离合器失效形式、生产加工、工程测试及顾客反馈等多方面因素,基于主观综合测评量化数学模型对离合器的各性能指标参数进行数据处理,建立灰色关联数学模型,确定离合器可靠性评定序列。分别采用灰色关联分析法和广义灰色关联分析法离合器可靠性进行评定,将两种方法分析结果与离合器生产现场统计数据对比后,发现广义灰关联分析法所得最优样机序列更贴近工程实际。最后,对离合器总成进行分离特性试验、总成耐久试验和碟簧载荷特性检测试验,通过试验数据的比对,进一步验证数值分析及可靠性分析结果的有效性。

关键词： AMB-MRC   bearing capacity   redundancy   temperature field   eddy current loss  

摘要： With the continuous development of magnetic bearings in aerospace and military, reactor turbine power generation, flywheel energy storage and other fields, the request for the reliability of magnetic bearing system becomes higher. In order to improve the reliability of the magnetic bearing, a novel axial magnetic bearing with multi rings in peripheral direction (AMB-MRC) is proposed. By studying the influence of rings number and current direction through coils on bearing capacity, as well as the method of redundant reconstruction and the property after reconstruction, the corresponding design criteria are proposed. The redundancy, bearing capacity and eddy current loss of the AMB-MRC compared with the existing AMB-MRR with 2 rings. The results show that the bearing capacity of proposed novel bearing is nearly equal to AMB-MRR with 2 rings when their volume is the same, but the redundancy of proposed novel bearing is better in improving the reliability of the magnetic bearing system.

关键词： 青饲料收获   悬挂式   全齿轮传动   籽粒破碎  

摘要： 玉米是我国粮、经、饲兼用作物之一,根据农业饲养、种植格局的不断变化,山东省通过不断调整形成了畜牧业发展新结构,构筑了具有较高经济社会效益的、山东特色鲜明的畜牧经济新格局,使玉米秸秆养畜占畜牧业比重由目前的30%提高到了 35%,现有的自走式玉米青贮机对我省玉米的分散小地块的种植模式适应性较差,而进口的玉米青贮机价格昂贵,因此研制适应我省种植模式的具有自主知识产权的悬挂式玉米青贮收获机割台,具有重要意义。本课题通过对国内外研究现状、产品市场进行调研,确定了课题的研究方向、需要解决的问题,研究方法和技术路线。明确课题总体目标是研究与设计全齿轮传动青饲料收获机。通过对整机结构进行研究,研究设计了全齿轮传动系统、切碎揉搓装置、切割输送装置、物料抛送装置、夹持喂入装置、及辅助装置的结构;重点对全齿轮传动系统、切割输送装置、物料抛送装置这三部分确定了创造性的技术方案,进行了创新性研究和设计。通过对全齿轮式传动系统进行研究和设计,解决了皮带传动或链传动系统普遍存在的问题,本全齿轮传动系统通过一些列的机构设计,实现了既可对喂入辊转动速度进行调节,实现了物料切断长度的可调;又可控制喂入辊反转,无需停机就能解决物料堵塞问题。通过对切碎揉搓装置进行研究和设计、计算在不同数量切碎动刀及不同喂入速度情况下的青贮玉米理论切段长度,实现了青贮玉米茎节及籽粒破损的研究目的。通过对物料抛送装置进行结构设计和液压系统的计算选配,液压马达驱动的现抛送角度300°范围内可调。通过田间作业试验验证,样机达到了如下主要技术指标:(1)配套动力(k W):≥73.5(2)割台结构型式:不对行立式滚筒式(3)割台升降范围(mmm):539(4)工作幅宽(mm):2200(5)抛送高度(mm):4200(6)抛送筒回转角度(°):300(7)切碎机构主轴转速(r/min):1000(8)作业速度(km/h):<8课题实施过程中进行了大量实地收获试验,针对发现的问题情况又进行了优化,小批投放市场后,得到了玉米青贮收获用户的好评。

关键词： 非圆齿轮   抽油机   有限元分析   运动仿真  

摘要： 抽油机是石油开采的重要机械之一。在当前的机械采油方法中,游梁式抽油机占大部分比例。其存在以下缺点:由于驴头运动不均匀,导致悬点加速度过大;当增加冲程长度时整机轮廓尺寸和重量都显著增加;该类抽油机的工作效率低、制造成本高、能耗大。本文针对以上问题提出了一种椭圆齿轮传动齿轮齿条式抽油机。主要进行了方案设计、三维建模、结构分析、运动学及动力学分析几个方面。首先,设计了三种不同换向方式的齿轮传动抽油机方案:方案一为利用离合换向器进行换向的齿轮齿条式抽油机;方案二为利用齿轮换向器进行换向的齿轮齿条式抽油机;方案三为开关磁阻电机换向的带有椭圆齿轮传动的齿轮齿条式抽油机。经过综合对比,得出第三种方案在结构性能、运动平稳及能源消耗上都较前两种方案更加符合要求。其次,对非圆齿轮抽油机的基本参数:悬点静载荷、悬点动载荷、抽油机的平衡进行计算,对主要部件:动力装置、钢丝绳、V带传动部件、减速器、椭圆齿轮、齿轮齿条、轴及机架进行设计计算确定出各部分尺寸,应用SolidWorks三维软件分别对其进行建模,最后将各部分装配起来,完成整个抽油机的数字化样机设计。之后,应用有限元软件对非圆齿轮传动齿条式抽油机的主要部件齿轮齿条进行静力学分析,得出其接触应力及位移变形量均符合要求,验证了其安全性。对特殊部件椭圆齿轮不仅分析了其强度,还应用模态分析法对其动态特性进行预估,得出其最低固有频率为2056.1 Hz,远小于抽油机的固有频率,避免了共振的发生。最后,利用Matlab仿真分析系统分别计算出采用椭圆齿轮传动和常规齿轮传动抽油机的悬点速度及悬点加速度的变化曲线,并利用SolidWorks绘出悬点速度的曲线图,将两者进行对比分析得出椭圆齿轮抽油机的运动性能相对较好。分析椭圆齿轮的主要参数偏心率对悬点速度及加速度的影响,得出在合理的范围内,尽量选择较大的偏心率以保证抽油机的性能达到最佳。