交流液压系统基础理论和关键技术研究

油液在管道内以往复振动的形式传递功率和信号的液压系统是交流液压系统，常见于矿山、冶金、建筑、制造、科学试验等工业设备中。其特点为：工作时液体难以循环；发热量大，冷却困难；系统振动和噪声严重；系统效率和寿命难以提高；传输距离不能过大，系统参数精确计算困难。本项目拟通过对油液在管道中交流振动流动状态的研究，分析其力学行为，获得交流状态时油液在不同管系中沿程阻力系数和局部阻力系数的计算修正方法；针对单相恒压源交流液压系统振动频率高及管道长的特点，采用分布参数模型建立传递矩阵，分析其频率响应特性，获得准确的系统性能参数和结构参数的优化设计方法；研究基于液压晶体管组合的液压逆变器以及其数字控制方法，实现对交流系统流量、压力振动波形的控制需要，提升交流系统的工作性能。项目以提出考虑油液振动频率影响下的交流液压系统设计计算依据，完善交流液压系统工程设计方法为最终目标。 2100433B

本项目以分子动力学理论和有限元技术为基础，结合微刀具的尺度效应，建立微刀具微细切削加工的宏观-细观跨尺度非线性仿真模型。根据微观摩擦磨损理论，利用该模型分析微刀具的磨损和破损机理、加工表面形成机制等基础理论问题。然后，通过跨尺度仿真和微切削实验，研究微刀具在热-力耦合强应力作用下的切削性能和失效机制，对微刀具在微切削中的磨损和破损机理进行解释，为实现减小和控制微刀具的磨损和破损提供重要的理论和实验依据。最后，建立包含有加工工件表面质量、亚表面残余应力、加工缺陷特征的加工质量模型，获得微刀具的微切削工艺对工件加工质量的影响规律，优化加工参数，实现对微刀具微切削加工质量的预测与控制。本项目的研究将对提高微小机械零件的加工能力、拓展其科学内涵具有重要的意义，并为提高基于微刀具的微细切削加工技术水平奠定科学基础。 2100433B

电活化聚合物(EAPs) 作为发电材料具有优异的机电转换特性，与压电、电磁等发电方式相比其特点鲜明，特别在低频、较大应变发电场合更具优势，在微发电技术等领域极具应用前景。本项目将对EAPs振动能发电的关键问题进行深入研究，从而获得其基础理论、方法及关键技术。主要研究内容包括：①振动发电过程中EAPs性能参数的动态变化规律研究，通过测试掌握EAPs电容、介电常数、杨氏模量等常规参数随振动激励变化的动态特性并获得最大电场、最大应力和应变、最大频率宽带等失效边界条件；②经理论分析,并以性能参数测试数据为基础,结合ABAQUS、LT-Spice等手段进行机电模拟仿真分析，建立EAPs振动能发电的机电耦合模型；③系统的机电结构设计及优化，以及基于同步开关能量回收技术的控制策略和发电转换效率优化研究；④样机制作与试验，实现系统结构/参数的优化、能量回收及控制方案优选、效率分析方法和评价指标建立。