国家科技支撑计划(2012BAH32F05)
- 作品数：9 被引量：49H指数：4
- 相关作者：赵向飞刘红旗张敬彩郭静波蔡雄更多>>
- 相关机构：机械科学研究总院北京科技大学清华大学更多>>
- 发文基金：国家科技支撑计划河南省基础与前沿技术研究计划项目更多>>
- 相关领域：机械工程电子电信自动化与计算机技术电气工程更多>>
- 油气管道检测用极低频磁信号收发系统的实验研究被引量：7
- 2014年
- 为保证油气管道的安全可靠运行,需定期使用智能机器人对油气管道进行检测和清管。为掌握智能机器人在油气管道中的运行位置,使用极低频磁信号收发系统对其进行跟踪。极低频磁信号收发系统主要由极低频磁发射机、接收机和远程监视中心组成。为保证收发系统能够应用于管道检测工程中,进行了一系列实验来验证收发系统的性能。首先实测了磁发射机的持续工作时间、工作频率、效率和磁感应强度等基本参数。然后在空旷场合下,当磁发射机以一定速度移动时,采集相隔一定距离处的接收线圈上的感应电压信号,并使用基于最小二乘的检测算法进行离线检测,证明了最小二乘算法的有效性。最后分别在空旷场合、牵拉场环境和管道现场对接收机的性能进行了实时测试。实验结果表明:接收机能够准确跟踪油气管道中以4m/s移动的装载有磁发射机的智能机器人。
- 蔡雄陈水平张志文郭静波
- 关键词：油气管道最小二乘估计
- 传动系统试验台架共性技术研究被引量：2
- 2013年
- 通过广泛阅读相关文献资料,重点就试验技术参数、试验实现方式以及驱动和加载系统匹配关系3个方面进行了分析、归纳和总结,从众多具体的传动系统试验台架中抽离出试验方法的共性技术,使其形成一种体系化试验方法,为传动系统试验提供了综合性理论指导,同时为具体试验台架的构建提供了系统性方法借鉴。
- 石献金刘红旗
- 关键词：传动系统试验台架共性技术
- 少齿数齿轮变位系数的研究被引量：5
- 2013年
- 文章对标准滚刀在最小变位系数下加工少齿数配对齿轮的齿顶厚和重合度进行了计算,推导了滚刀刀顶圆角半径与变位系数的关系,通过Ansys的APDL语言对根切和变位齿轮进行了参数化有限元建模及齿根弯曲应力分析。结果表明:采用标准滚刀选择避免根切的最小变位系数,使部分少齿数配对齿轮的重合度变小和齿顶厚变薄,无法满足使用要求;而增大滚刀刀顶圆角后的最小变位系数,既可避免根切保证较高的齿根强度,又能使重合度达到1.2和齿顶厚大于0.25m。
- 赵向飞田燕刘红旗张杰
- 关键词：变位系数重合度弯曲应力
- 油气管道中智能机器人跟踪定位关键技术综述被引量：26
- 2015年
- 国民经济的持续快速发展对于油气供给提出了更大的需求。油气资源主要依靠管道进行运输,为保证管道运输安全可靠,需定期使用智能机器人对其进行检测。检测过程中要对智能机器人进行跟踪定位以确保知道管道内机器人的实时位置、状态,特别是发生故障如卡堵时的位置。油气管道通常为长距离管道,跟踪定位方式只能采用无缆或无线方式,其中极低频信号对于金属介质等具有良好穿透能力的特点特别适合于管道内智能机器人的跟踪定位。基于极低频磁技术的跟踪定位问题,本质上可以归纳为微弱磁信号的高分辨率探测和微弱瞬态磁信号的实时(快速)检测这两方面的问题。本文总结了油气管道中智能机器人的跟踪定位技术,介绍了国内外基于极低频技术的智能机器人跟踪定位装置;重点阐述了高分辨率磁传感器、微弱瞬态信号实时检测算法两项关键技术的研究现状,并介绍了基于极低频磁信号发射与接收的智能机器人跟踪定位系统的现有工作及未来展望。
- 郭静波蔡雄胡铁华张志文
- 关键词：油气管道极低频
- 渐开线齿轮滚刀刀顶圆角的设计研究
- 2013年
- 采用对称圆角和非对称圆角来设计滚刀刀顶,推导了滚刀非对称圆角半径的计算公式,通过ANSYS的APDL语言建立了滚刀范成加工渐开线齿轮的参数化有限元模型。结果表明,选择最佳对称圆角滚刀可使齿根弯曲应力降低8.3%,而采用非对称圆角滚刀可以使齿根弯曲应力降低12.4%。
- 赵向飞雷前召董康军刘红旗张敬彩
- 关键词：APDL范成加工渐开线齿轮齿根弯曲应力
- 基于曲线优化提高齿轮弯曲强度的方法被引量：2
- 2015年
- 为了提高渐开线齿轮齿根的承载能力,结合啮合原理和APDL语言对齿条型刀具展成的齿轮进行了参数化有限元建模。采用有理二次Bezier曲线替代齿轮原有的齿根过渡曲线,应用ANSYS内嵌的优化方法寻求有理二次Bezier曲线权因子的最优解使齿根弯曲拉应力最小,通过悬臂梁模型对优化结果进行解析计算并对啮合齿轮进行三维有限元接触应力分析。研究结果表明:对于给定参数齿轮,优化齿轮相对未优化齿轮齿根弯曲拉应力降低了约21%,解析计算结果与数值仿真结果基本一致,验证了优化结果的准确性;三维接触分析的等效接触应力基本不变而接触应力稍有减小,由于加载位置和有限元模型的不同,齿根弯曲拉应力降低的百分比有所减小。但综合来看,在齿面接触强度稍有提高的情况下,优化的齿轮比未优化的齿轮表现出较高的齿根弯曲强度,对齿轮的传动非常有利。
- 赵向飞张敬彩刘红旗王宝超
- 关键词：机械工程渐开线齿轮有限元齿根过渡曲线弯曲应力
- 基于ANSYS的齿根过渡曲线形状优化研究被引量：7
- 2013年
- 渐开线齿轮齿根过渡曲线是影响齿根弯曲应力的重要因素。为提高齿轮的弯曲强度,采用有理二次贝齐尔(Bezier)曲线来描述刀顶曲线,运用ANSYS内嵌的一阶优化方法,以内权因子w1为设计变量、最大Von Mises应力为目标函数直接优化滚刀刀顶曲线来优化齿根过渡曲线,并通过30°切线法验证了优化结果的准确性,得出了齿根最大弯曲应力、刀顶曲线和齿根过渡曲线形状随内权因子w1的变化曲线。结果表明:w1=0.12时,齿根弯曲应力降低12.2%,仍能获得光滑的齿根过渡曲线和光滑的滚刀刀顶曲线。
- 赵向飞刘红旗张敬彩孙刚
- 关键词：渐开线齿轮齿根过渡曲线弯曲应力
- 无触角滚刀刀顶圆角半径的最佳选择被引量：4
- 2013年
- 渐开线齿轮齿根过渡曲线是影响齿根弯曲应力的重要因素,该过渡曲线由滚刀刀顶圆角展成。为提高齿轮弯曲强度,采用不同半径的圆弧描述该圆角,并推导了最佳圆角半径的计算公式。运用ANSYS的APDL语言对不同半径圆角滚刀加工的齿轮进行了参数化有限元建模,并通过ANSYS/FE-SAFE软件对特定载荷下齿根弯曲疲劳进行了分析。结果表明,选择最佳的圆角半径可使齿根应力减小4.9%,弯曲强度提高43%。
- 赵向飞刘红旗张杰张敬彩孙刚
- 关键词：渐开线齿轮齿根过渡曲线弯曲应力
- 流固耦合式管道检测机器人自主发电系统被引量：2
- 2014年
- 为了给管道检测机器人的电气工作装置提供充足的电能,该文提出一种利用管道内天然气流体动能的管道检测机器人自主发电系统,推导出了各个环节的工作原理方程。利用管道内天然气的流体速度动力冲击机器人尾部叶轮,以及泄流前后的流体速度差,将流体动能转换为发电机的电能。通过对管道检测机器人速度控制装置的泄流状态的分析,建立了受控速度方程;在控制速度条件下,得出了叶轮机叶片的受力方程,并给出了单位时间内管道内流体扫过叶轮机的动能与泄流前后流体速度差的关系方程,并进一步导出了流体动能转化为电能的方程。针对管道内天然气流体速度随时间不规则变化的影响因素,采用了叶轮机最大功率捕获控制策略使自主发电系统的能量转换效率达到最大。对提出的管道检测机器人自主发电系统进行了流体的流固耦合仿真和电气的Matlab仿真。仿真结果表明:该流固耦合式管道检测机器人自主发电系统的工作原理可行,叶轮机额定输出功率在80W左右,而管道检测机器人的用电功率在30W左右,该自主发电系统可满足管道检测机器人系统的供电要求。
- 郭静波皇甫奋宇肖承翔王梦瑶
- 关键词：流体动力学最大功率捕获技术石油管道
