交流液壓系統(tǒng)基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)研究

油液在管道內(nèi)以往復(fù)振動的形式傳遞功率和信號的液壓系統(tǒng)是交流液壓系統(tǒng)，常見于礦山、冶金、建筑、制造、科學(xué)試驗等工業(yè)設(shè)備中。其特點為：工作時液體難以循環(huán)；發(fā)熱量大，冷卻困難；系統(tǒng)振動和噪聲嚴(yán)重；系統(tǒng)效率和壽命難以提高；傳輸距離不能過大，系統(tǒng)參數(shù)精確計算困難。本項目擬通過對油液在管道中交流振動流動狀態(tài)的研究，分析其力學(xué)行為，獲得交流狀態(tài)時油液在不同管系中沿程阻力系數(shù)和局部阻力系數(shù)的計算修正方法；針對單相恒壓源交流液壓系統(tǒng)振動頻率高及管道長的特點，采用分布參數(shù)模型建立傳遞矩陣，分析其頻率響應(yīng)特性，獲得準(zhǔn)確的系統(tǒng)性能參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計方法；研究基于液壓晶體管組合的液壓逆變器以及其數(shù)字控制方法，實現(xiàn)對交流系統(tǒng)流量、壓力振動波形的控制需要，提升交流系統(tǒng)的工作性能。項目以提出考慮油液振動頻率影響下的交流液壓系統(tǒng)設(shè)計計算依據(jù)，完善交流液壓系統(tǒng)工程設(shè)計方法為最終目標(biāo)。 2100433B

本項目以分子動力學(xué)理論和有限元技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合微刀具的尺度效應(yīng)，建立微刀具微細(xì)切削加工的宏觀-細(xì)觀跨尺度非線性仿真模型。根據(jù)微觀摩擦磨損理論，利用該模型分析微刀具的磨損和破損機(jī)理、加工表面形成機(jī)制等基礎(chǔ)理論問題。然后，通過跨尺度仿真和微切削實驗，研究微刀具在熱-力耦合強(qiáng)應(yīng)力作用下的切削性能和失效機(jī)制，對微刀具在微切削中的磨損和破損機(jī)理進(jìn)行解釋，為實現(xiàn)減小和控制微刀具的磨損和破損提供重要的理論和實驗依據(jù)。最后，建立包含有加工工件表面質(zhì)量、亞表面殘余應(yīng)力、加工缺陷特征的加工質(zhì)量模型，獲得微刀具的微切削工藝對工件加工質(zhì)量的影響規(guī)律，優(yōu)化加工參數(shù)，實現(xiàn)對微刀具微切削加工質(zhì)量的預(yù)測與控制。本項目的研究將對提高微小機(jī)械零件的加工能力、拓展其科學(xué)內(nèi)涵具有重要的意義，并為提高基于微刀具的微細(xì)切削加工技術(shù)水平奠定科學(xué)基礎(chǔ)。 2100433B

電活化聚合物(EAPs) 作為發(fā)電材料具有優(yōu)異的機(jī)電轉(zhuǎn)換特性，與壓電、電磁等發(fā)電方式相比其特點鮮明，特別在低頻、較大應(yīng)變發(fā)電場合更具優(yōu)勢，在微發(fā)電技術(shù)等領(lǐng)域極具應(yīng)用前景。本項目將對EAPs振動能發(fā)電的關(guān)鍵問題進(jìn)行深入研究，從而獲得其基礎(chǔ)理論、方法及關(guān)鍵技術(shù)。主要研究內(nèi)容包括：①振動發(fā)電過程中EAPs性能參數(shù)的動態(tài)變化規(guī)律研究，通過測試掌握EAPs電容、介電常數(shù)、楊氏模量等常規(guī)參數(shù)隨振動激勵變化的動態(tài)特性并獲得最大電場、最大應(yīng)力和應(yīng)變、最大頻率寬帶等失效邊界條件；②經(jīng)理論分析,并以性能參數(shù)測試數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),結(jié)合ABAQUS、LT-Spice等手段進(jìn)行機(jī)電模擬仿真分析，建立EAPs振動能發(fā)電的機(jī)電耦合模型；③系統(tǒng)的機(jī)電結(jié)構(gòu)設(shè)計及優(yōu)化，以及基于同步開關(guān)能量回收技術(shù)的控制策略和發(fā)電轉(zhuǎn)換效率優(yōu)化研究；④樣機(jī)制作與試驗，實現(xiàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)/參數(shù)的優(yōu)化、能量回收及控制方案優(yōu)選、效率分析方法和評價指標(biāo)建立。