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三自由度智能零售柜的传动设计与力学分析 预览
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作者 白金婷 吴懋亮 《机电工程》 CAS 北大核心 2019年第11期1208-1211,1220共5页
针对当前零售柜行业产品众多,却普遍存在空间小、占地面积大等问题,设计了一种新型三自由度、升降回转推拉式智能大容量柜。首先,介绍了零售柜的垂直升降、推拉取送、往复回转结构及传动方面的设计;然后,基于SolidWorks和ANSYS等软件对... 针对当前零售柜行业产品众多,却普遍存在空间小、占地面积大等问题,设计了一种新型三自由度、升降回转推拉式智能大容量柜。首先,介绍了零售柜的垂直升降、推拉取送、往复回转结构及传动方面的设计;然后,基于SolidWorks和ANSYS等软件对托架模型进行了网格划分,设定了施加载荷及边界条件,并进行了力学分析和优化设计;最后,对所提出的三种方案结构及型材的三角支撑架进行了受力分析和成本计算。研究结果表明:通过焊接井字梁加强筋,可使托架达到强度要求,且在同样的容许变形量情况下,利用品种法对不同方案支撑架进行成本计算能够选出最佳方案,单个支撑架成本降低28.6%。 展开更多
关键词 零售柜 三自由度 力学分析 成本计算
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双作用环面凸轮接触特性研究 预览
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作者 张雷 徐海军 +1 位作者 徐小军 《机械设计与制造》 北大核心 2018年第A01期67-70,共4页
针对双作用环面凸轮表面接触应力较高的问题,采用坐标变换方法建立了圆锥形滚子与环面凸轮空间圆弧接触模型,利用数值方法对接触点轨迹进行分析,研究了接触点随外传子转角变动规律,获得了接触点空间运动轨迹及各个分量变化曲线。在... 针对双作用环面凸轮表面接触应力较高的问题,采用坐标变换方法建立了圆锥形滚子与环面凸轮空间圆弧接触模型,利用数值方法对接触点轨迹进行分析,研究了接触点随外传子转角变动规律,获得了接触点空间运动轨迹及各个分量变化曲线。在此基础上,研究机构质心变化情况,分析机构平衡特性,提出机构完全平衡条件,为机构的优化设计提供了依据。分析结果表明,圆锥形的滚子与环面凸轮可以有效的减小接触点相对速度误差,改善两者接触特性。 展开更多
关键词 双作用环面凸轮 空间接触模型 接触轨迹 质心平衡
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混合动力汽车的球形发动机热力学过程 预览 被引量:2
3
作者 张雷 徐海军 +1 位作者 徐小军 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期185-190,共6页
介绍球形发动机工作原理及基本结构,研究发动机气缸容积变化规律,进而建立发动机热力学过程理论模型,分析发动机燃烧过程。利用FLUENT开展对比仿真研究,并对发动机燃油喷射过程进行分析。结果表明气缸内部温度与压力曲线的计算结果与仿... 介绍球形发动机工作原理及基本结构,研究发动机气缸容积变化规律,进而建立发动机热力学过程理论模型,分析发动机燃烧过程。利用FLUENT开展对比仿真研究,并对发动机燃油喷射过程进行分析。结果表明气缸内部温度与压力曲线的计算结果与仿真结果基本一致,验证了理论模型的正确性。仿真结果显示在燃油喷射过程中,燃油喷射轨迹呈涡团状,引起局部富油,使得燃烧性能变差。 展开更多
关键词 球形发动机 混合动力汽车 燃烧过程 有限元分析
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An investigation of cam-roller mechanism applied in sphere cam engine 预览
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作者 张雷 +2 位作者 徐小军 徐海军 张正洲 《中南大学学报:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2016年第4期825-833,共9页
As an alternative power source for hybrid electrical vehicle(HEV), electric generating system(EGS) driven by sphere cam engine(SCE) is said to own higher power density and integration. In this work, the structure and ... As an alternative power source for hybrid electrical vehicle(HEV), electric generating system(EGS) driven by sphere cam engine(SCE) is said to own higher power density and integration. In this work, the structure and working principle of EGS were introduced, based on which the advantages of EGS were displayed. The profile of sphere cam was achieved after the desired motion of piston was given. After establishing the dynamic model of power transmission mechanism, the characteristics of cam-roller mechanism were studied. The results show that the optimal cam profile of SCE is a sinusoid curve which has two peaks and two valleys and a mean pressure angle of 47.19°. Because of the special cam shape, the trace of end surface center of piston is an eight-shape curve on a specific sphere surface. SCE running at speed of 3000 r/min can generate the power of 33.81 kW, which could satisfy the need of HEVs. However, the force between cylinder and piston skirt caused by Coriolis acceleration can reach up to 1182 N, which leads to serious wear between cylinder liner and piston skirt and may shorten the lifespan of SCE. 展开更多
关键词 动力传动机构 凸轮发动机 球面 科里奥利加速度 混合动力电动汽车 活塞裙部 应用 滚轮
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新型双转子发动机功率传输装置的运动学特性 预览 被引量:2
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作者 陈虎 徐海军 +2 位作者 邹腾安 江磊 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期75-83,共9页
提出一种基于摆盘和凸轮组合机构的双转子发动机功率传输装置。其结构简单、布置方式完全对称,平衡性好,能够通过凸轮控制转子的运动规律。为分析和研究该机构的运行特性,通过欧拉法建立该机构的基本运动学模型,计算出其运行轨迹,凸轮... 提出一种基于摆盘和凸轮组合机构的双转子发动机功率传输装置。其结构简单、布置方式完全对称,平衡性好,能够通过凸轮控制转子的运动规律。为分析和研究该机构的运行特性,通过欧拉法建立该机构的基本运动学模型,计算出其运行轨迹,凸轮轮廓线等。分析了主要结构参数,如滚子轴线夹角和摆盘倾角,对其容积变化规律的影响。主要结论如下:滚子轴线夹角越靠近90°,气缸容积变化幅值越大。摆盘倾角与容积变化规律是成正比的,对于四叶片活塞转子而言,摆盘倾角最大取值约为65°。在实际中,滚子轴线夹角最好取90°,摆盘倾角要在留出足够叶片活塞厚度的前提下尽量取较大的值。 展开更多
关键词 双转子发动机 摆盘 凸轮 轨迹 滚子轴线夹角 摆盘倾角
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现代大学课堂教学督导的理念与技能探析 预览 被引量:2
6
作者 易声耀 徐海军 《高教论坛》 2015年第6期81-86,共6页
现代大学课堂教学督导不仅在理念上发生了很大的变化,督导技能和模式也随着教学改革不断丰富。文章探讨了现代教学督导的理念及其内涵,提出了教学督导首要关注的重点是课堂教学的改进,最终目标使学生受益,兼顾其他目的,如课程开发... 现代大学课堂教学督导不仅在理念上发生了很大的变化,督导技能和模式也随着教学改革不断丰富。文章探讨了现代教学督导的理念及其内涵,提出了教学督导首要关注的重点是课堂教学的改进,最终目标使学生受益,兼顾其他目的,如课程开发、教师发展的需要。为适应新的教学督导理念,探讨和论述了六种现代教学督导的基本技能,最后得出了对我国大学教师课堂教学督导的有益启示。 展开更多
关键词 现代大学 课堂教学督导 督导理念 督导技能
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Design and dynamic characteristic prediction of air-powered twin-rotor piston engine 预览
7
作者 徐海军 张雷 +1 位作者 张湘 《中南大学学报:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2015年第12期4585-4596,共12页
A novel air-powered twin-rotor piston engine(ATPE) utilizing a differential velocity driving mechanism to achieve a high output torque was proposed.The ATPE had eight separated rotary cylinders which can dynamically e... A novel air-powered twin-rotor piston engine(ATPE) utilizing a differential velocity driving mechanism to achieve a high output torque was proposed.The ATPE had eight separated rotary cylinders which can dynamically enlarge the engine displacement as a result of the special driving mechanism,which was named dynamic volume expansion.The mathematical model of ATPE comprising a dynamic model and a thermodynamic model was established under the assumption of no mechanical friction.The model was numerically simulated in Matlab.The results show that shortage of low output torque confusing traditional air-powered engines can be overcome.The average output torque sharply increases to 100 N·m,which is about three times that of traditional air-powered engines with equal cylinder displacement under the pressure of 0.6 MPa at 480 r/min.ATPE can be used to drive vehicles directly without transmission box,therefore the energy transfer efficiency of ATPE can be increased.Furthermore,benefitting from the novel gas distribution system,the engine shows an ability in self-adjusting under different loads.The arrangements of air ports automatically adjust the open interval of air ports according to the load,which may simplify the speed control system. 展开更多
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Combustion simulation and key parameter optimization for opposite axial piston engine in small-scale 预览
8
作者 张雷 徐海军 +1 位作者 徐小军 《中南大学学报:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2015年第9期3397-3408,共12页
As potential alternative power sources used in portable electric generators, opposite axial piston engines in small-scale were investigated to show their advantages in power density. A novel cylinder charge system was... As potential alternative power sources used in portable electric generators, opposite axial piston engines in small-scale were investigated to show their advantages in power density. A novel cylinder charge system was introduced, based on which a quasi-dimension model and a CFD(computational fluid dynamics) model were established. Comparison of those two models was carried out to validate the quasi-dimension model. Furthermore, optimal diameter of charge cylinder and speed were determined after evaluating the quasi-dimension model based on different parameters. High agreement between the quasi-dimension model and the CFD model validates the quasi-dimension model. Further studies show that the power of engine increases with the diameter of charge cylinder. However, a too big charge cylinder lowers the fuel efficiency instead. Taking economic influence into consideration the charge cylinder should be 1.4 times power cylinder, which could ensure the power density, volumetric efficiency and fuel economic at the same time. Axial piston engine running at 1.0×104 r/min could achieve a better overall performance. The maximal power of engine with optimal parameters is 0.82 k W, which fits the power need of the portable electric generators completely. 展开更多
关键词 活塞式发动机 小规模 参数优化 燃烧模拟 轴向 流体力学模型 准维模型 电动发电机
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双转子活塞发动机工作过程的数值模拟 预览 被引量:4
9
作者 邹腾安 +1 位作者 徐小军 陈虎 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期110-115,共6页
双转子活塞发动机是一种新型的差速式转子发动机,与传统发动机相比较具有很多优点,如不需要复杂的阀门装置,而且功率密度更高等。为了分析和研究双转子活塞发动机的运行特性,针对该发动机工作循环的热力学过程建立了其零维模型,确定了... 双转子活塞发动机是一种新型的差速式转子发动机,与传统发动机相比较具有很多优点,如不需要复杂的阀门装置,而且功率密度更高等。为了分析和研究双转子活塞发动机的运行特性,针对该发动机工作循环的热力学过程建立了其零维模型,确定了主要的边界条件,运用Matlab/simulink进行了数值模拟。对应不同的主轴转角,计算出气缸内工质的质量值、压力值和温度值。基于算得的压力值,求取了该发动机的平均指示压力和功重比等参数,与传统发动机相比较,双转子活塞发动机气缸工作容积的利用程度更大,整体结构更加紧凑。 展开更多
关键词 双转子 活塞 零维模型 数值模拟
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旋转活塞式气动发动机气口设计 预览 被引量:2
10
作者 张雷 +1 位作者 徐海军 张湘 《浙江大学学报:工学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期2181-2187,共7页
针对旋转活塞式气动发动机工作原理及差速驱动机构结构上的特点,分析发动机配气的需求及特点,选定位置配气方式,确定进排气口的布置形式.对进排气口的大小、开始位置与差速驱动机构各个构件的尺寸及压缩比之间的关系,以及机构各个构件... 针对旋转活塞式气动发动机工作原理及差速驱动机构结构上的特点,分析发动机配气的需求及特点,选定位置配气方式,确定进排气口的布置形式.对进排气口的大小、开始位置与差速驱动机构各个构件的尺寸及压缩比之间的关系,以及机构各个构件尺寸对于极限压缩比的影响进行分析.在保证选定压缩比小于极限压缩比的前提下,优选一组机构构件尺寸,计算进排气口大小和开始位置相对于构件各个尺寸的变化率.研究结果表明:排气口的大小不受构件尺寸及压缩比的影响,进气口参数随着构件尺寸及压缩比的变化而变化;曲柄长度对于气口参数的影响最大,可以通过改变曲柄长度有效地调节气口参数. 展开更多
关键词 气口设计 行星齿轮 差速驱动机构 气动发动机
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双转子活塞发动机差速驱动组件的动态静力学建模与分析 预览
11
作者 邹腾安 +1 位作者 徐小军 陈虎 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期191-198,共8页
针对双转子活塞发动机的工作特点,分析了其差速驱动组件的机构特性,定义了动力学参数,进而采用矢量力学方法对差速驱动组件的动态静力学进行数学建模。运用Matlab对所建理论模型进行数值计算,得出了主要部件的受力特征。为了验证所... 针对双转子活塞发动机的工作特点,分析了其差速驱动组件的机构特性,定义了动力学参数,进而采用矢量力学方法对差速驱动组件的动态静力学进行数学建模。运用Matlab对所建理论模型进行数值计算,得出了主要部件的受力特征。为了验证所建数学模型的合理性,基于多体动力学仿真理论,在RecurDyn环境下建立了双转子活塞发动机的虚拟样机模型,仿真结果与理论计算结果相比较,相应的约束反力的数值变化规律基本一致,都呈现4个周期的变化过程,冲击位置也基本相同,表明建立的动力学理论模型基本符合实际情况,是可信的,可以用作双转子活塞发动机改进设计的理论基础。 展开更多
关键词 双转子 活塞 力学分析 动力学 模型
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Analysis on structural characteristics of rotors in twin-rotor cylinder-embedded piston engine 预览
12
作者 陈虎 +2 位作者 徐海军 邓豪 韩晨 《中南大学学报:英文版》 SCIE EI CAS 2014年第6期2240-2252,共13页
成双转子的嵌入柱体的活塞引擎为在为传统的互给的引擎的存在成熟封上技术能被使用的成双转子的活塞引擎处理转子的封上的问题被建议。它的封上的表面的数量和形式被减少并且简化,并且而且,成双转子的活塞引擎的优点被继承,例如高力... 成双转子的嵌入柱体的活塞引擎为在为传统的互给的引擎的存在成熟封上技术能被使用的成双转子的活塞引擎处理转子的封上的问题被建议。它的封上的表面的数量和形式被减少并且简化,并且而且,成双转子的活塞引擎的优点被继承,例如高力量密度和没有阀门机制。给二个转子的运动法律,它的运动学的模型被建立,并且为与引擎性能有关的一些参数的一般表达式杆的活塞和矩心轨道,尖排水量,速度和加速的排水量,速度和加速例如轨道,被介绍。由选择二个转子的相对角度的不同变化模式,相关变量被比较。由设计二个转子的相对角度功能,工作房间的体积变化能被改变,这能被结束。然而,因为速度和加速在不同功能是相当不同的,为磨擦和颤动的全面考虑是必要的,杆的秋千大小是比例的连接杆秋千中心的比率,和位置被怪癖 e 控制。以便减少侧面的力量,更小的价值应该在结构的情况中被选择,并且 e 的价值应该在 0.95 附近。在活塞击和二个转子的相对角度的变化过程之间没有关系,前者与二个转子的相对角度的振幅仅仅成正比。 展开更多
关键词 活塞式发动机 双转子 结构 嵌入 活塞发动机 往复式发动机 摆动幅度 加速度
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Mathematical modeling and analysis of thermodynamic processes in a twin-rotor piston engine 预览
13
作者 邹腾安 徐海军 +2 位作者 徐小军 陈虎 《中南大学学报:英文版》 SCIE EI CAS 2014年第11期4163-4171,共9页
In order to study the major performance indicators of the twin-rotor piston engine(TRPE), Matlab/simulink was used to simulate the mathematical models of its thermodynamic processes. With consideration of the characte... In order to study the major performance indicators of the twin-rotor piston engine(TRPE), Matlab/simulink was used to simulate the mathematical models of its thermodynamic processes. With consideration of the characteristics of the working processes in the TRPE, corresponding differential equations were established and then simplified by period features of the TRPE. Finally, the major boundary conditions were figured out. The changing trends of mass, pressure and temperature of working fuel in the working chamber during a complete engine cycle were presented. The simulation results are consistent with the trends of an actual working cycle in the TRPE, which indicates that the method of simulation is feasible. As the pressure in the working chamber is calculated, all the performance parameters of the TRPE can be obtained. The major performance indicators, such as the indicated mean effective pressure, power to weight ratio and the volume power, are also acquired. Compared with three different types of conventional engines, the TRPE has a bigger utilization ratio of cylinder volume, a higher power to weight ratio and a more compact structure. This indicates that TRPE is superior to conventional engines. 展开更多
关键词 活塞发动机 热力学过程 双转子 数学建模 平均有效压力 功率重量比 Simulink MATLAB
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研究型大学新生研讨课教育理念探析 预览 被引量:14
14
作者 徐小军 张湘 《黑龙江高教研究》 CSSCI 北大核心 2013年第6期29-31,共3页
分析了当前我国高校新生教育课程发展面临的新形势,研究了新生研讨课的历史沿革和发展实践,总结归纳了研究型大学新生研讨课的主要类型。认为新生研讨课应提倡以学生为本的核心教育理念,教学与科研相结合的教育思想,师生平等、教学... 分析了当前我国高校新生教育课程发展面临的新形势,研究了新生研讨课的历史沿革和发展实践,总结归纳了研究型大学新生研讨课的主要类型。认为新生研讨课应提倡以学生为本的核心教育理念,教学与科研相结合的教育思想,师生平等、教学相长的精神内涵,其终极目标是激发大学新生对科学研究的兴趣,培养学术批判性精神,培育创新性思维和创新能力。 展开更多
关键词 新生研讨课 教学理念 研究型大学
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剪叉式机动平台承载能力有限元分析与优化设计 预览 被引量:2
15
作者 伍佳荣 郭克希 +1 位作者 殷彬 《东华大学学报:自然科学版》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期427-431,共5页
自行设计了一种起承载作用的剪叉式机动平台,并根据平台工作时可能承受的载荷,对机动平台进行了理论分析.对剪叉式机动平台的整体刚度和铰支点处应力进行有限元分析,为增加刚度并减小应力,对空心矩形截面结构形状和铰支点处结构进... 自行设计了一种起承载作用的剪叉式机动平台,并根据平台工作时可能承受的载荷,对机动平台进行了理论分析.对剪叉式机动平台的整体刚度和铰支点处应力进行有限元分析,为增加刚度并减小应力,对空心矩形截面结构形状和铰支点处结构进行了优化,获得了较为满意的结果.研究结果表明设计的剪叉式机动平台能满足承载要求. 展开更多
关键词 剪叉式机动平台 承载能力 有限元分析 优化设计
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Comparison of two types of twin-rotor piston engine mechanisms 预览 被引量:1
16
作者 邓豪 +2 位作者 王晓聪 张雷 邓力 《中南大学学报:英文版》 SCIE EI CAS 2013年第2期363-371,共9页
A novel twin-rotor piston engine (TRPE) mechanism with high volumetric output and power density was introduced. This new engine comprises an energy conversion system and a differential velocity drive mechanism (DVDM).... A novel twin-rotor piston engine (TRPE) mechanism with high volumetric output and power density was introduced. This new engine comprises an energy conversion system and a differential velocity drive mechanism (DVDM). Two special geared four-bar mechanisms, DVDM-1 and DVDM-2, were utilized and compared. Based on the closed loop vector method, a mathematical model for position, velocity, and acceleration of the two mechanisms was established. Numerical examples illustrate that the kinematic characteristics were presented. Expression of the displacement and compression ratio of the two engine mechanisms were derived and compared. It is concluded that both DVDM-1 and DVDM-2 adopted in the proposed TRPE with six vane pistons create thirty-six power strokes per revolution of the output shaft, and the summation of two angles covered by each rocker is always 2π/N as the output shaft rotates an angle of π/N. In DVDM-1, the span angle of a vane piston should be designed to be 10.2°, and the compression ratio should be equal to 10; in DVDM-2, the span angle of a vane piston should be designed to be 10.6°, and the compression ratio should be equal to 4.3. 展开更多
关键词 活塞发动机 双转子 机制 齿轮四杆机构 类型 活塞式发动机 能量转换系统 加速度
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Mathematical modeling and analysis of gas torque in twin-rotor piston engine 预览
17
作者 邓豪 +1 位作者 徐小军 张湘 《中南大学学报:英文版》 SCIE EI CAS 2013年第12期3536-3544,共9页
The gas torque in a twin-rotor piston engine(TRPE) was modeled using adiabatic approximation with instantaneous combustion. The first prototype of TRPE was manufactured. This prototype is intended for high power densi... The gas torque in a twin-rotor piston engine(TRPE) was modeled using adiabatic approximation with instantaneous combustion. The first prototype of TRPE was manufactured. This prototype is intended for high power density engines and can produce 36 power strokes per shaft revolution. Compared with the conventional engines, the vector sum of combustion gas forces acting on each rotor piston in TRPE is a pure torque, and the combustion gas rotates the rotors while compresses the gas in the compression chamber at the same time. Mathematical modeling of gas force transmission was built. Expression for gas torque on each rotor was derived. Different variation patterns of the volume change of working chamber were introduced. The analytical and numerical results is presented to demonstrate the main characteristics of gas torque. The results show that the value of gas torque in TRPE falls to be less than zero before the combustion phase is finished; the time for one stroke is 30° in terms of the rotating angle of the output shaft; gas torque in one complete revolution of the output shaft has a period which is equal to 60° and it is necessary to put off the moment when gas torque becomes zero in order to export the maximum energy. 展开更多
关键词 发动机扭矩 活塞发动机 气体分析 双转子 数学建模 燃烧气体 原型制造 旋转角度
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双转子活塞发动机功率传输系统理论研究 预览 被引量:3
18
作者 邓豪 +1 位作者 徐海军 张湘 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期 64-71,共8页
为大幅度提高活塞式发动机的功率密度,提出一种双转子活塞发动机,其功率传输系统主要由能量转换组件和差速驱动组件构成。能量转换组件包含气缸体以及同轴交叉安装在气缸体中的两个转子,转子上均布有多个叶片活塞,两组叶片活塞在气缸体... 为大幅度提高活塞式发动机的功率密度,提出一种双转子活塞发动机,其功率传输系统主要由能量转换组件和差速驱动组件构成。能量转换组件包含气缸体以及同轴交叉安装在气缸体中的两个转子,转子上均布有多个叶片活塞,两组叶片活塞在气缸体内相互间隔,与气缸体共同形成多个密闭的独立工作腔。差速驱动组件利用内摆线机构和曲柄摇杆机构组合而成,并负责约束气缸中的两个转子以周期性波动的角速度作差速转动,使得工作腔容积周期性地增大、减小。研究该发动机的构成及工作原理,得出发动机能量转换组件部分的基本几何关系及进、压、爆、排条件,推导出发动机排量和瞬时流量的计算公式,建立差速驱动组件部分的运动学模型并进行分析。分析结果表明,由于具备在主轴旋转一周过程中的较多的做功次数和动态扩容等特点,双转子活塞发动机理论上将比现有活塞式发动机的排量更大、功率密度更高、运转更为平稳。 展开更多
关键词 双转子 活塞发动机 差速 摆线
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剪叉式机构机动平台的设计与分析 被引量:8
19
作者 郭克希 殷彬 +1 位作者 章雪迎 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2012年第6期49-51,共3页
针对机动平台的工作环境特点,设计了一种能够广泛运用于各种特殊环境下的机动平台。利用剪叉式机构强大的伸展收缩特性,对剪叉式机构的演变规律进行研究,得到变异剪叉式结构,在变异剪叉式结构基础上进行机动平台结构设计。通过对剪... 针对机动平台的工作环境特点,设计了一种能够广泛运用于各种特殊环境下的机动平台。利用剪叉式机构强大的伸展收缩特性,对剪叉式机构的演变规律进行研究,得到变异剪叉式结构,在变异剪叉式结构基础上进行机动平台结构设计。通过对剪叉式结构进行强度分析,推导出变异剪叉式机构关键结构尺寸,从而得到新型剪叉式机动平台的优选设计。 展开更多
关键词 机动平台 剪叉式机构 剪叉臂 演变规律
Numerical computation and analysis of high-speed autonomous underwater vehicle (AUV) moving in head sea based on dynamic mesh 预览 被引量:1
20
作者 高富东 +1 位作者 徐小军 韩艳艳 《中南大学学报:英文版》 SCIE EI CAS 2012年第11期3084-3093,共10页
Autonomous underwater vehicles (AUVs) navigating on the sea surface are usually required to complete the communication tasks in complex sea conditions.The movement forms and flow field characteristics of a multi-movin... Autonomous underwater vehicles (AUVs) navigating on the sea surface are usually required to complete the communication tasks in complex sea conditions.The movement forms and flow field characteristics of a multi-moving state AUV navigating in head sea at high speed were studied.The mathematical model on longitudinal motion of the high-speed AUV in head sea was established with considering the hydrodynamic lift based on strip theory,which was solved to get the heave and pitch of the AUV by Gaussian elimination method.Based on this,computational fluid dynamics (CFD) method was used to establish the mathematical model of the unsteady viscous flow around the AUV with considering free surface effort by using the Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) equations,shear-stress transport (SST) k-w model and volume of fluid (VOF) model.The three-dimensional numerical wave in the computational field was realized through defining the unsteady inlet boundary condition.The motion forms of the AUV navigating in head sea at high speed were carried out by the program source code of user-defined function (UDF) based on dynamic mesh.The hydrodynamic parameters of the AUV such as drag,lift,pitch torque,velocity,pressure,and wave profile were got,which reflect well the real ambient flow field of the AUV navigating in head sea at high speed.The computational wave profile agrees well with the experimental phenomenon of a wave-piercing surface vehicle.The force law of the AUV under the impacts of waves was analyzed qualitatively and quantitatively,which provides an effective theoretical guidance and technical support for the dynamics research and shape design of the AUV in real complex environment. 展开更多
关键词 自治水下机器人 三维数值计算 AUV Navier-Stokes方程 动态网 基础 自主水下航行器 计算流体动力学
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