基于视觉传感器的去毛刺加工路径生成方法研究

当前在使用工业机器人进行去毛刺加工作业时,编程方法多数为现场手动示教或是在离线编程软件中对工件模型进行手动编程.针对手动编程的不便利性,提出了一种通过使用视觉传感器对工件模型进行识别检测,进而自主生成去毛刺加工路径的方法.在V-REP平台下,将实际应用场景抽象化,并使用Lua语言编写相应的脚本程序.最后通过模拟仿真验证...     

涡轮增压器叶片扩压器高速流场仿真分析

对增压器叶片扩压器内部三维流场进行数值仿真研究为了提高扩压器效率,首先要了解扩压器内部流场情况,只有这样才能具体分析和优化扩压器性能,在压气机高速工况下对三种不同叶形扩压器内部流场进行了仿真分析.结果表明:直线机翼形叶片扩压器整体性能和内部流场分布优于另外两种扩压器.     

顶置压风干式内燃机车冷却装置导流板流动特性分析

为了研究不同外型导流板结构的导流效果,针对内燃机车顶置压风干式冷却装置导流板建立了三维计算模型.运用计算流体动力学方法对导流板样条轮廓线进行数值拟合与数值仿真计算,通过分析流场结构对比最佳导流方案.研究结果表明:不同形状的导流板对冷却装置的流场均匀性有明显的影响.经仿真计算,具有均匀渐扩形状样条曲线的导流板导流效果最佳,该型导流板轮廓线可以充分利用边界层效应,使散热器内的速度、压力、湍动能、湍动耗散率平均值最大,方差和标准差最小,相比其他方案其波动最小、流场均匀性最好,从而达到了良好的导流作用,此工作为该型机车冷却装置导流板的结构设计提供了理论依据.     

切削加工表面机械性能研究现状

论述了切削加工残余应力的产生机制、残余应力的实验研究、二维或三维切削过程有限元仿真研究及解析法研究现状.从研究方法和切削参数、冷却润滑条件以及刀具参数等因素对金属切削已加工表面的加工硬化的影响的角度介绍了国内外传统切削加工硬化的研究现状.探讨了微切削加工的残余应力及加工硬化研究.最后对传统切削和微切削加工表面机械性能的研究方向进行了展望.     

高压小流量离心泵三维建模及流场分析

离心泵内部流场区域的模型是进行泵内流体动力学分析的载体,模型的精确与否将会影响对泵内流体动力学分析结果.真对高压小流量离心泵,应用Pro/E软件对离心泵内部流场区域进行了三维建模,应用FLUENT软件对其内部流场区域的压力分布、速度分布进行了数值仿真.结果表明:通过对高压小流量离心泵流体动力学数值仿真,可以得出高压小流量离心泵内部流场状况,为进一步对高压小流量离心泵进行优化设计提供了理论参考.     

交叉孔电化学去除毛刺电场仿真分析

电化学加工受电场、流场、温度场等多个物理场相互作用的复杂反应过程.通过计算机仿真软件建立不同电极形状、加工电压和绝缘层位置下电化学加工过程中的电场模型,通过对电场模型的求解得到电化学加工过程中工件加工面的型面变化曲线.仿真结果表明对电极的处理以及降低绝缘层位置能够有效提高表面加工质量,并且得出加工电压与时间曲线图,从而得到优化设计方案和实验参数.     

三维实体数控加工成型仿真的研究及实现

介绍一种全新的计算机图形仿真理论及实现方法,主要针对数控机床的加工程序而研究,做到在真实加工前从CRT上输出加工的三维实体造型,以验证加工程序的正确与否,减少试车的浪费。     

气动式主动顺应去毛刺工具研究

设计了一种气动式主动顺应去毛刺工具,并进行建模仿真和实验对比分析。设计的工具在轴向和径向均主动可控,使用线性气动执行器来控制轴向力,并与测量轴向高度的线性编码器集成,通过与角度传感器集成的气动环形驱动器来进行径向力控制,两个顺应系统通过万向节结构实现混合控制。对工具进行动态建模和分析,根据超弹性理论采用Arruda-Boyce本构模型并基于施加在工具尖端上的力和因力作用而引起的位移来确定轴、径向刚度,通过ANSYS Workbench进行刚度模拟计算再由实验验证仿真结果,证明该去毛刺工具在作业过程中可以自由浮动,具有主动顺应性的同时还能根据轴向和径向上所受压力提供与之相适应的刚度,减小作业中的振颤与干扰,保证加工精度。     

基于高性能计算机群的微型多点外啮合齿轮油泵流场仿真

提出了基于高性能计算机群,对于微型多点外啮合齿轮油泵三维流场的分析方法．通过fluent计算流体力学软件,使用高性能计算机群解决了算例中大规模网格和非定常流动问题,较好的模拟了微型多点外啮合齿轮油泵的三维流场．为外啮合齿轮油泵的计算仿真提供了解决方案．     

自由面上作操纵运动三维船体粘性流场数值研究

船舶与土木工程学院张谢东副教授获准国家自然科学基金资助,课题为“自由面上作操纵运动三维船体粘性流场数值研究”. 1.研究目标为 项目的主要研究目标是建立在自由表面上作操纵运动船体的粘性理论计算模型和相应的数值计算方法,开发出一套关于在自由表面上作操纵运动船体三维粘性流场及水动力数值计算的计算机软件.从而提高船舶操纵水性动力理论计算和船舶操纵性预报的精度,填补国内运用粘性流体力学理论研究船舶操纵性的空白. 2.研究内容 项目主要研究在自由表面上作操纵运动三维船体的粘性流动问题.运用现代CFD技术,以粘性流体力学基本方程RANS方程为基础,对在自由表面上作斜航和回转运动三维船体的流场、压力分布以及水动力进行数值计算,以精确地预报三维船体作操纵运动时的复杂流动现象,如三维流动分离和分离涡,精确地预报自由面上作操纵运动三维的水动力.为了验证理论计算的准确性,还将做相应的船模操纵性试验研究. 3.拟解决的关键问题 1) 采用原始变量法模拟船体粘性绕流的关键问题之一是船体坐标网格的生成,这是数值计算的基础,网格结构、类型和尺度将直接影响粘性流场数值计算的精度.因此,本研究的重点将放在对各类网格生成方法比较、不同网格对数值计算的影响以及三维船体网格生成的通用性和局部加密的研究上. 2) 采用N-S方程求解三维船体粘性绕流的另一关键问题是方程的数值离散问题,本项目将对传统的数值离散方法如有限差分法、有限解析法和有限体积法等进行系统的分析、比较,以寻求一种较为稳定和精确的方法,对作操纵运动船舶的粘性绕流进行计算. 3) 湍流模式和壁面处理形式也是影响粘性流动理论计算的精度和效率的一项重要因素,本研究将对适合于作操纵运动尤其是作大角度斜航和回转运动三维船体的粘性流动计算的湍流模式和壁面处理方法进行研究与探索. 4) 同时考虑粘性和自由表面的影响是研究的一个难题,也是将要解决的关键问题. 4.项目创新之处 项目的创新之处是在船舶操纵运动的理论研究中,引入了粘性流体力学的理论和方法,并且首次同时考虑自由表面和粘性对作操纵运动船舶的水动力的作用,运用现代CFD技术及粘性流体动力学方程,分析、计算作操纵运动船舶的流场、压力分布及水动力,从而建立更加合理、精确和完善的操纵运动船舶水动力理论计算模型和数值计算方法. 科技处(余区办) 章爱武     

16V280ZJ型机车柴油机用纵向进油喷油器的设计与仿真

对16V280ZJ型柴油机螺栓调整式喷油器进行了纵向进油改进设计,从而减少燃油在高压管路内的压力损失,提高燃油喷射压力,改善柴油机性能.完成纵向进油喷油器的设计,运用AutoCAD软件绘制新型纵向进油喷油器的零件图和装配图;利用Fluent软件对改进部位改进前后的三维流场分别进行数值模拟计算,得到流场的压力云图,对比分析计算结果;利用GT-Fuel对改进前后的柴油机进行仿真模拟并对仿真结果进行对比分析,总结其合理性并得出结论.     

基于动态流场数据的虚拟港口建模方法

为了实现港口数字化升级，提出了一种基于动态流场数据的虚拟港口建模方法；采用三维重建模型从无人机倾斜摄影影像数据中重建了港口几何特征，获取高精度三维模型；引入了基于二次误差度量的边折叠算法简化模型，以避免数据量过大致使渲染效率低的问题；分析了欧拉法数值计算过程中的高耗时环节，建立了神经网络模型学习流场演化特征，加速投影项计算得到实时变化的流场数据，通过流场数据驱动水流动态渲染，结合光滑粒子流体动力学方法表现水流与船舶、陆地的交互动态，在保证渲染实时性的同时，提高渲染真实感。研究结果表明:重建的港口三维重建模型顶点数量可达3 320 937个，重建的网格模型在Meshlab中渲染频率为78.7 Hz；经过模型简化降低90.0%的模型顶点数量后，模型顶点数量缩减为332 836个，渲染频率提升至108.7 Hz，模型简化后几何误差小于2.0%；在256×256的流场网格下，采用神经网络加速的网格流体计算方法所得水流速度场平均更新间隔约为17 ms，平均仿真精度为88.6%；通过开源图像引擎驱动流场数据和港口三维模型，平均渲染频率可达50.5 Hz。可见，该方法可有效解决高精度实时渲染中的关键问题，以达到仿真精度与渲染效率间的动态平衡，在精度损失较小的情况下实现较高精度的虚拟港口建模与实时动态仿真。      

基于3D引擎的交通流可视化仿真

交通流的三维可视化仿真是对交通控制与管理系统进行分析和评价的一个有效方法,是智能交通中的重要课题.本文介绍了如何使用3DSTATE的3D引擎技术进行交通流三维可视化仿真.初步研究表明,该方法具有场景设计直观灵活的特点,基于3D引擎技术便于交通流可视化仿真软件的快速开发.     

车削加工切屑卷曲及运动的三维模型研究

对切屑的三维卷曲模型进行了详细的分析,认为切屑具有上卷、侧卷和横卷3种基本的卷曲形式.切屑的运动在加工中是沿着进给方向前进,因此需要对切屑模型向进给方向变换,才能更好地描述切屑在空间的运动形式.切屑运动研究为切屑仿真以及实际加工中控制切屑的形成和折断打下理论基础.     

掺气分流墩三维流场数值模拟

采用RNGk-ε三维紊流模型和VOF方法,1:1几何建模,对柘林水电站左岸泄洪洞下游掺气分流墩的三维流场进行了数值模拟.在与原型观测试验对比验证的基础上,对该流场的流态、水面、流速分布和压强分布进行了分析.结果表明:流态模拟正确,水面、流速与原型观测结果均能较好吻合;联合作用下的流场,在三维涡体的形成、增强掺气效果和空化空蚀的防止等方面均明显优于无掺气分流墩的流场;三维涡体主要由两股入水主流与池内前部淹没水跃的水体相互摩擦形成;被抛向高空的水翅在下落入水时卷入大量空气,具有较深穿透力,使得波动坎及坎下区域充分掺气,从而破坏空化,防止空蚀.     

高压小流量离心泵三维建模及流场分析

离心泵内部流场区域的模型是进行泵内流体动力学分析的载体,模型的精确与否将会影响对泵内流体动力学分析结果．真对高压小流量离心泵,应用Pro／E软件对离心泵内部流场区域进行了三维建模,应用FLUENT软件对其内部流场区域的压力分布、速度分布进行了数值仿真．结果表明：通过对高压小流量离心泵流体动力学数值仿真,可以得出高压小流量离心泵内部流场状况,为进一步对高压小流量离心泵进行优化设计提供了理论参考．     

操纵运动船体三维粘性流场及水动力计算

船舶与土木工程系邹早建教授主持的科研项目“操纵运动船体三维粘性流场及水动力计算”,得到教育部资助. 项目简介如下. 1. 研究目标、研究内容和拟解决的关键问题 项目研究的目标是通过对操纵运动船舶三维粘性流场及水动力数值计算方法的研究,开发出一套操纵运动船舶三维粘性流场及水动力计算的计算机软件.研究内容包括：采用RANSE对作操纵运动船舶的粘性流动进行数值计算,以便精确地预报定常斜航和定常回转情况下的复杂流动现象,如三维流动分离和分离涡,精确地预报操纵运动船舶的水动力;开发出操纵运动船舶粘性水动力计算的CFD程序,并对CFD计算的不确定性和有效性进行分析. 项目拟解决的关键问题主要有四方面,首先是如何生成高质量的计算网格问题;第二是湍流模式的选择与应用问题;第三是如何在计算中计及自由面兴波影响;最后是数值特性分析与计算结果的可视化问题. 2. 项目特色与创新之处 项目属于应用基础研究,其创新之处体现在如下几方面：研究网格拓朴结构、网格-类型与数值结果的依赖关系;复杂几何结构（如船体、附体）分区结构网格生成;湍流模式的选择与应用;三维RANSE的离散求解和粘性数值方法特性分析等. 科技处（余区办）章爱武     

绕流涡街及涡街流量计流场数值仿真

基于涡街理论,分别对圆形阻流体、正方形阻流体和三角形阻流体所形成的涡街场进行仿真研究,同时对三种阻流体对应的涡街流量计进行数值仿真,分析流量计中应变片对三种阻流体流场压力和速度的影响.结果表明,应变片改变了流场振荡的频率,三角形涡街流量计的压力损失最小.     

基于两相流理论的RSP型分解炉三维流场数值模拟研究

以RSP型强化悬浮式分解炉的气固两相流为研究对象，对气相采用k-ε模型，对颗粒相采用随机轨道模型，并考虑相间耦合的相互作用；建立了描述分解炉内部流场的数学模型，应用SIM-PLE算法成功地进行了分解炉内部三维流场的数值模拟仿真，并利用计算模拟结果对分解炉结构优化设计提出了改进建议．     

纤维角度对CFRP材料超声磨削性能的影响分析

针对碳纤维复合材料(CFRP)单层板建立宏观正交超声磨削有限元模型,研究CFRP材料超声磨削加工中,纤维角度对应力分布、磨屑形貌以及加工表面质量的影响规律.研究结果表明:在CFRP材料超声磨削加工中CFRP,纤维角度为45°时,应力值最大,其次从大到小依次为0°、90°、135°;当纤维角度为0°时,磨屑形状为束状,45°的磨屑为小的条状,135°的磨屑主要为小块状,而90°纤维角度下的磨屑则为更小的块状;在纤维角度为0°时,CFRP材料超声磨削加工后表面有较少凹坑,表面质量最好,90°纤维角度表面质量较好,表面有少量的毛刺和凹坑出现,135°的较差,表面会出现凹坑和高低不平现象,而45°的最差,加工后表面有较多的毛刺及凹坑.