摘要：为解决某市场验证返回的六缸柴油机气缸套外壁出现的穴蚀问题,参考AVL评估方法,采用Abaqus软件和Joukowsky模型仿真分析气缸套主推力侧12个测点的穴蚀情况;在此基础上对活塞型线以及水泵性能进行优化,并对优化方案进行仿真和市场验证.结果表明:测点4～12的冷却液瞬时压力均小于饱和蒸气压,气缸套主推力侧存在穴蚀风险,风险位置与实际穴蚀位置基本吻合;优化活塞型线后,活塞对气缸套的敲击速度最大波动由0.202 m/s降低到0.151 m/s,有效减小了气缸套振动;提高水泵性能后,气缸套外壁冷却液压力升高了46 kPa;优化后的方案通过了市场试验.针对气缸套穴蚀问题,除了传统方法外,还可从优化活塞裙部型线以抑制缸套振动、提高水泵性能以增大冷却液压力两方面入手,两者共同作用可有效降低气缸套穴蚀风险.

摘要：为解决纯电动装载机远程监控困难的问题,基于Qt软件架构方法,分析纯电动装载机远程监控中对多源信息实时感知、智能故障预警、网络健康管理及数据高效管理的需求,开发一套远程监控平台,该平台集成视频与音频实时同步传输,实现多视角还原作业现场,控制局域网(controller area network,CAN)报文解析以动态显示车速、油压、电量等关键参数并实现异常报警,智能故障分级预警以监测整车控制器、电机、电池等核心部件故障及运行风险并进行多重报警,网络健康动态监测以实时识别网络异常并联动整车系统,以及数据自动存储与清理功能.该平台可有效提高电动装载机远程作业的安全性.

摘要：针对家用轿车铝合金轮毂的可靠性需求,采用CATIA软件建立轮毂三维模型,采用ANSA软件对轮毂进行网格划分和模态计算,采用后处理软件META计算轮毂的固有频率和模态,并通过模态分离度(modal separation margin,MSM)定量评估轮毂设计的可靠性.计算结果表明:设计的轮毂在复杂工况下具有较高的可靠性,轮毂固有频率为383.3 Hz,显著高于平坦路面激励频率、凹凸不平路面激励频率、发动机最高振动频率;轮毂的MSM为56.5％,远大于最低安全阈值,有效规避了与相邻部件的共振风险.

摘要：为提高内燃机在稀燃模式下的点火稳定性,从点火机理及放电等离子体覆盖范围两个角度分析不同点火的效果,探讨点火系统在燃烧速率控制及爆震抑制等方面的潜力,总结先进点火系统的发展方向.分析结果表明:点火系统在内燃机燃烧控制过程中起关键作用,先进点火技术可以保证内燃机在稀燃模式下的点火稳定性;增大点火能量和点火范围可以提高点火稳定性,但这两者同时增大导致总点火能量急剧上升,要求点火系统的功率更大,增大系统的复杂度,降低发动机的经济性.目前绝大多数点火方法主要基于气体放电生成等离子体引燃混合气,通过调整放电等离子体的特性,点火系统可以在缸内燃烧全过程对燃烧放热进行柔性控制.

摘要：为解决某柴油发动机台架试验过程中飞轮端弹性联轴器橡胶体频繁撕裂故障,开展轴系扭转振动测试试验和弹性联轴器橡胶体温升试验,分析飞轮端弹性联轴器失效原因;基于AVL Excite Designer软件,建立了台架一维轴系当量简化模型并进行扭振仿真分析;采用增大测功机端弹性体与万向轴万向节间转动惯量的方法进行优化,并结合仿真分析和台架试验进行验证.结果表明:轴系第1阶扭振频率与发动机第2阶激励频率发生共振,导致弹性联轴器橡胶体扭转角振动过大,造成其扭转疲劳撕裂和过热熔化,最终导致橡胶体失效;由于测功机转动惯量大于发动机转动惯量,因而飞轮端弹性联轴器橡胶体的相对扭转角大于测功机端的相对扭转角,使飞轮端弹性联轴器橡胶体耗散功率大于测功机端,导致飞轮端弹性联轴器橡胶体更容易失效;通过增大测功机端弹性体与万向轴万向节间转动惯量,可使轴系第1阶扭振共振频率避开发动机常用转速区,同时飞轮端弹性联轴器橡胶体的耗散功率减小了 33％,延长了联轴器橡胶体使用寿命,有效解决飞轮端弹性联轴器橡胶体频繁撕裂的问题.

摘要：为防止某汽车排气管固有频率与发动机主要阶次振动频率、驾驶室声腔固有频率共振,采用Abaqus软件建立排气管有限元模型,进行模态仿真分析并提出优化方案,通过模态分析测试试验进行对比验证.结果表明:排气管第1阶次固有频率为24.23 Hz,而发动机怠速振动频率为25.00 Hz,两者频率相近,共振风险较大;采用改变吊钩位置和直管段加弯管2种优化方案,并进行仿真分析,其中改变吊钩位置方案的第11阶固有频率与驾驶室的固有频率相近,也存在共振风险,而排气管直管段加弯管方案的第1阶次固有频率为19.40 Hz,有效避开发动机怠速振动频率,解决了排气管固有频率与发动机怠速振动频率共振问题;对比排气管模态分析测试试验与有限元仿真结果,两者振型基本一致,第1阶、第2阶振动频率偏差均小于8％,仿真模型有效.

摘要：为解决某电驱总成转子冲片的疲劳断裂故障,建立冲片有限元模型,对冲片疲劳断裂现象进行模拟,分析冲片厚度、冲片材料各向异性、胶料、电磁力、磁钢与冲片接触不均匀性、温度等因素对冲片应力的影响;基于应力试验结果修正材料应力S-寿命N曲线;优化转子冲片结构,增大中间隔磁桥厚度和断裂处圆角半径,并对优化后冲片进行仿真与耐久试验验证.结果表明:冲片应力随着冲片厚度增大而下降,随磁钢与冲片接触不均匀性增大而显著增大;材料各向异性、胶料、电磁力对冲片应力的影响较小,而温度对冲片应力的影响较大;修正材料S-N曲线后,疲劳寿命的仿真结果与试验结果高度吻合,验证了模型的准确性;优化方案的仿真疲劳寿命为218万次循环,远高于3万次的要求,且通过了耐久试验验证.该方法成功解决了冲片断裂问题并提高了冲片疲劳寿命预测的精度.

摘要：为明确柴油机润滑油中包含的摩擦副磨损信息,对某强化柴油机耐久试验过程中的170组润滑油液进行光谱分析,运用非线性拟合方法分析油液中Fe、Cu、Al元素的质量分数与关键摩擦副磨损的相关性;采用Python编程软件构建基于Fe元素的随机森林预测模型,并结合受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线评价预测模型的准确性.结果表明:与关键摩擦副磨损关联的主要元素Fe、Cu、Al的质量分数显著集中于特定区间,Fe-Al元素的质量分数可用来关联活塞-活塞环-缸套摩擦副磨损,Fe-Cu元素的质量分数可用来关联曲轴-曲轴瓦摩擦副磨损;根据Fe、Cu、Al元素的质量分数设置磨损正常区间和磨损警觉区间,构建的Fe元素随机森林预测模型的准确率为88.24％;与关键摩擦副磨损关联的3种主要金属元素Fe、Cu、Al的质量分数存在强非线性相关关系,磨损警觉区间可作为诊断高强化柴油机活塞-活塞环-缸套和曲轴-曲轴瓦这两类关键摩擦副异常磨损的补充依据.

摘要：为提高船用柴油机的低速性能,开发了一款增压器电控放气阀系统,设计系统的硬件和软件,开展台架试验,对比分析无放气阀、机械放气阀、电控放气阀3款增压器对柴油机性能的影响.台架试验结果表明:装配电控放气阀增压器的柴油机性能优于无放气阀柴油机、机械放气阀柴油机;相比无放气阀增压器,在实际功率分别为额定功率的25％、50％时,装配电控放气阀增压器柴油机的燃油油耗率分别降低6、13 g/(kW·h),排温分别降低50、45 ℃,中冷后增压压力分别提高20、50 kPa,有效提高了船用柴油机的低速性能.

摘要：为辨析当前主流无人机动力技术的特点与应用前景,简要介绍无人机技术的发展历程,针对当前行业对提高无人机续航、效率与可靠性的核心需求,通过构建多维度的评价体系,系统对比分析纯电动力、燃油动力、混合动力三大主流无人机动力技术方案.结果表明:无人机动力技术已呈现多元化、场景化发展趋势;纯电动力系统凭借高可靠性、低噪声的优势主导中小型无人机市场;燃油动力系统的能量密度较高,在长航时、大载质量任务中具有不可替代性;混合动力作为新兴技术方向,有效融合了纯电动力和燃油动力系统的优势,有望突破现有续航瓶颈,推动无人机动力系统向更高效、更清洁、更智能的方向发展.

摘要：为研究液压油物性参数对柱塞泵柱塞副油膜压力、表面弹性变形、黏性摩擦力、液压油泄漏的影响规律,建立轴向柱塞副油膜压力方程和厚度方程,利用交错网格法对油膜进行离散,利用MATLAB和Abaqus软件分别求解油膜压力和厚度、柱塞副表面弹性变形,采用Python编程,进行MATLAB和Abaqus间数据的实时交换,实现柱塞副油膜进行流-固耦合计算;建立柱塞副油液简化刚度模型和Roelands黏温-黏压方程,分析柱塞副油液刚度和黏度对柱塞副油膜润滑特性的影响.结果表明:油膜刚度对柱塞副油膜压力的影响较大,油膜刚度由29 420 N/mm增大至46 667 N/mm,排油区柱塞副油膜平均峰值压力由208.24 MPa增大至259.93 MPa,但油膜刚度对柱塞副表面弹性变形、轴向黏性摩擦力和泄漏的影响较小;液压油黏度对柱塞副油膜压力、黏性摩擦力、泄漏的影响显著,但对柱塞副表面弹性变形影响较小,液压油黏度由0.009 4 Pa·s增大至0.022 5 Pa·s,排油区柱塞副油膜平均峰值压力增大28.4％,吸油区轴向峰值黏性摩擦力增大154.8％,排油区峰值泄漏量降低 66.8％.

摘要：为解决某型柴油机缸套压装过程中密封圈破损率较高的问题,采用失效模式与影响分析法找出造成密封圈破损的显著影响因子,通过试验并借助Minitab软件分析各影响因子对压装力的影响,提出工艺优化方案并进行试验和生产验证.结果表明:导致密封圈破损的高风险影响因子为密封圈装配温度、装配涂油位置、压装速度、缸套凹槽圆角半径、缸孔倒角和压装力;优化的缸套装配工艺为:缸孔倒角的测点为均布于倒角圆周的4个点,在密封圈和缸孔倒角两处涂抹润滑油,缸套凹槽圆角半径为0.25 mm,缸套压装速度为5 mm/s,密封圈装配温度为60℃;优化后的试验结果表明,缸套平均压装力为1.128 kN,与预测最优压装力接近,优化措施有效;实际生产结果表明,优化后工艺显著提高了缸套装配质量与生产效率.

摘要：为提高航空发动机内、外涵分流环在多工况条件下的环境适应能力,基于Isight优化设计平台,对某缩比双涵风扇-增压级试验件的分流环模型进行气动优化设计研究.采用贝塞尔曲线参数化方法,设置多工况条件对分流环模型进行气动计算,通过拉丁超立方采样生成样本点,进行试验设计(design of experiment,DoE)分析,筛选关键变量;基于自适应模拟退火算法对关键变量自动寻优,获得综合流动损失最小的分流环优化模型,分析3种分流环型线的内外涵道在设计工况下的静压和气流速度分布.仿真结果表明:控制分流环上壁面厚度的3个设计变量对优化结果起主导作用,优化曲线呈现下凹的扁平化趋势,曲线前缘与后端曲率增大,分流环攻角减小,能够有效抑制气流分离、减小流动损失.通过贝塞尔曲线参数化与多工况优化设计,可显著改善分流环的气动性能,提高其在多工况下的适应能力.

摘要：自燃现象是燃烧科学中的经典问题,也是许多能源动力装置的核心物理化学过程,自燃不仅影响燃烧时的着火时刻,还能改变火焰传播速率.本文中提出4个不同自燃模型,各模型及其影响因素如图1所示.由图1可知:没有蒸发的均匀混合模型(模型1)只考虑了化学反应在特定热力学状态下的演变规律,有蒸发的均匀混合模型(模型2)分析了液滴蒸发引起的气相温度和可用燃空当量比改变对自燃时刻的影响,静止和湍流环境下的液滴自燃模型(模型3)是有限混合速率引起的燃油组分和温度分层对自燃过程的影响,直接数值模型(模型4)可用于研究湍流、蒸发和化学反应之间的耦合机制.通过这4个模型的研究,可以逐步揭示各因素对自燃过程的影响机制,有助于控制均质充量压缩着火发动机的燃烧路径,实现高效清洁燃烧.

摘要：为了改善质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)双极板流场的压力与温度分布,提高PEMFC的功率密度,设计基于特斯拉阀的双极板结构,基于AVL FIRE™ M构建三维多物理场耦合模型,采用控制变量法,对比特斯拉阀夹角、单元间距、流道间距等影响流道结构的关键几何参数对流道压降、温差、最高温度的影响.结果表明:较小的流道间距(6.0～7.0 mm)有利于强化流道脊下传质;较短的单元间距(1.0 mm)能够引入高频流动扰动;适中的特斯拉阀夹角(125°～130°)可在可控压降范围内形成增强传质的涡旋结构.三者协同构建出高效自扰动流场,优先保障反应物供应,强化局域传热传质,提高PEMFC的功率密度与运行稳定性.

摘要：为满足不断提高的NOx排放及NH3泄漏标准要求,基于氨逃逸催化剂(ammonia slip catalyst,ASC)反应机理,结合反应器试验,分析NH3在ASC上的转化过程及生成产物.通过在NH3氧化生成N2、N2O的反应中引入与NO浓度相关的抑制因子以分配NH3氧化路径,建立ASC动力学模型进行仿真分析,并结合台架试验对模型进行验证.仿真结果表明:反应温度低于350 ℃时,NH3氧化产物主要为N2和N2O;反应温度为250 ℃时,生成的N2O体积分数最大;反应温度高于350 ℃时,NH3的氧化对产物NOx的选择性增加.反应器试验及台架试验结果表明:ASC动力学模型能够预测ASC下游NO,、N2O的体积分数,NH3转化率的预测误差不超过±10％,表明模型能够准确反映ASC试验规律.

摘要：为降低曲轴皮带轮噪声,采用流体仿真软件STAR ccm+建立流场仿真模型,结合声学软件LMS Virtual lab进行皮带轮气动噪声仿真及皮带轮结构模态、声腔模态分析.仿真分析结果表明:皮带轮高速旋转时,皮带轮与齿轮室前端盖间的凹槽流速不均匀,凹槽表面产生周期性压力脉动,是皮带轮气动噪声主要噪声源;凹槽内形成相对封闭的空腔,其声腔一阶模态频率与噪声源激励频率接近,使噪声增大.采用皮带轮开孔5 mm的优化方案,与皮带轮不开孔的原方案进行气动噪声仿真和测试试验对比及验证,结果表明:对比原方案,优化方案气动噪声仿真声压级均方根约减小了 4 dB,升速工况试验声压级均方根约减小2 dB;原方案、优化方案的仿真与测试数据基本吻合,仿真方法可有效应用于工程实践.

摘要：为保证某增程式电动皮卡性能,对其四驱动力传动系统参数进行优化设计,基于MATLAB软件建立包含前后驱动电机、两挡变速器、动力电池、增程器的双电机四驱架构数学模型;根据该皮卡整车基本参数和行驶性能要求,采用序列二次规划(sequential quadratic programming,SQP)算法计算前后驱动电机最优性能参数;为提高车辆经济性,设计前后驱动电机两挡变速器传动比、动力电池容量配置、增程器参数;基于新欧洲驾驶循环(new European driving cycle,NEDC),仿真分析车辆在等速、加速等工况下电池组能量消耗,计算车辆续驶里程,验证增程式电动四驱动力系统参数设计的合理性.结果表明:设计的前后驱动电机的性能参数可使整车电机最大总功率为 220 kW,电机最大总转矩为621 N·m,完全满足最高车速为165 km/h、车速从0 加速到100 km/h的加速时间为 8s、车速为 30 km/h时的最大爬坡度为 50%的动力性能指标;采用优化的整车动力系统参数后,NEDC循环工况续驶里程为 124.78 km,满足续驶里程不得小于 120 km的设计要求.

摘要：氢能应用快速发展,高压氢气在储运和使用中面临泄漏风险.受限空间(如加氢站设备舱、车载储氢罐、管道或地下设施)因通风不良,一旦发生高压氢气射流泄漏,气体易积聚形成可燃云团,遇点火源将引发剧烈爆炸,事故后果严重.