刘强
- 作品数：14 被引量：76H指数：6
- 供职机构：北京石油化工学院机械工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家杰出青年科学基金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术机械工程自动化与计算机技术电子电信更多>>
- 磁悬浮飞轮转子优化设计与实验被引量：5
- 2015年
- 以一种额定转速为5000r/min,额定角动量为50Nms的磁悬浮飞轮转子系统为对象,对混合离散变量非线性优化问题进行了研究。建立了飞轮转子的优化模型,并改进了传统的优化设计方法。采用针对离散变量的全域遍数法,嵌套连续变量的序列二次规划法,对转子系统进行优化设计。在此基础上,考虑转子质心与磁轴承几何中心距离,对转子进行二次优化。结果显示,轮辐为5根时,转子质量达到全域最小,约为7.25kg。根据优化结果研制了一台磁悬浮飞轮,并对优化模型的谐响应分析结果进行实验验证,两者最大误差为2.2%。
- 刘强房建成房建成
- 关键词：磁悬浮飞轮混合离散变量有限元磁轴承
- 球面磁悬浮万向飞轮转子轮盘优化设计被引量：6
- 2016年
- 为实现磁悬浮飞轮的磁路解耦,消除磁轴承相互干扰,提出一种球面磁悬浮万向飞轮转子方案,采用轴向和径向两个球面磁阻式磁轴承控制转子的3个平动自由度,结合洛伦兹力磁轴承实现了磁悬浮飞轮转子五自由度全主动控制、全通道磁路解耦,以精确控制飞轮转子万向偏转,为提升磁悬浮飞轮姿态控制力矩带宽和姿态敏感精度提供了方案支持。根据球面转子结构特性,以质量为优化目标,以一阶共振频率、最大等效应力、刚体位移、极转动惯量、惯量比、质心与形心距离为约束条件,利用多学科优化软件iSIGHT集成ANSYS有限元分析软件,选取序列二次规划算法,对球面转子轮盘进行优化设计。结果表明,在满足设计指标的同时,轮盘质量降低了2.98%,质心与形心的距离大幅降低了1个数量级,仅为12μm,转子高速旋转时的刚体位移为13.65μm,有效保证了球面转子在工作时的稳定性和可靠性。
- 王卫杰任元刘强樊亚洪
- 关键词：轮盘优化设计
- 磁悬浮飞轮锁紧保护效果的检测被引量：2
- 2015年
- 综合考虑磁悬浮飞轮系统及其现有锁紧机构的各项性能,提出了一套检验飞轮锁紧机构保护效果的方法。以可重复抱式锁紧机构为例,从飞轮系统性能、宏观振动响应和微观损伤三方面对锁紧机构的保护效果进行了评测。通过对比分析磁悬浮飞轮和锁紧机构在环境力学试验前后的性能测试数据,判断两者性能是否正常。环境力学试验中,利用加速度力学传感器和电涡流位移传感器分别检测飞轮系统频谱响应和飞轮定、转子间的相对振动位移,评价锁紧机构的宏观保护效果。力学试验后,采用扫描电子显微镜(SEM)和能量色散谱仪(EDS)分析锁紧面内的磨损形貌和元素成分,对锁紧机构的微观保护效果进行评价。该检测方法对同类航天产品的检测具有很好的借鉴意义。
- 刘强刘强刘强
- 关键词：磁悬浮飞轮锁紧机构微动磨损
- 支承轮式管道机器人变径机构动力学分析被引量：6
- 2015年
- 介绍了4种支承轮式管道机器人变径方案的工作原理,比较分析得出丝杠螺母副变径机构具有更高的驱动效率。在此基础上,基于虚功原理分析了丝杠螺母—支承杆变径机构的驱动特性,并应用多体动力学仿真软件ADAMS对其进行了动力学仿真验证,结果显示丝杠螺母—支承杆变径机构具有更高的驱动效率和更强的管径适应能力,并给出了其驱动电动机随管径变化的一般动力学特性,为支承轮式管道机器人推广应用奠定了基础。
- 曹建树徐宝东刘强张义曹振姬保平
- 关键词：管道机器人动力学分析仿真
- 磁悬浮飞轮用新型可重复内锁紧机构被引量：1
- 2014年
- 为减小磁悬浮飞轮整机的体积质量和降低发射成本,提出了一种基于锥面锁紧和摩擦自锁的可重复内锁紧机构,并介绍了其结构、工作原理。根据发射振动条件对锁紧机构进行静力学分析,得到锁紧机构各项锁紧参数。在此基础上,通过选择锁台位置和锥面约束面积,采用有限元法对锁紧状态下的飞轮转子进行动力学模态计算。根据设计结果研制了一套锁紧机构,并通过正弦扫频振动和随机振动模拟卫星发射振动工况,检验锁紧机构对磁悬浮飞轮系统的保护效果。结果显示,振动试验中飞轮系统无明显共振发生,飞轮定、转子间最大相对振动位移为30μm,远小于飞轮保护间隙200μm,表明锁紧机构能够对飞轮系统实施有效保护。
- 刘强曹建树房建成徐宝东
- 关键词：磁悬浮飞轮锁紧机构自锁有限元分析
- 磁悬浮飞轮优化设计与实验被引量：9
- 2015年
- 针对在轨磁悬浮飞轮转子系统,考虑发射主动段振动工况,提出一种基于灵敏度分析的多学科优化设计方法。通过比较分析内、外锁紧方案对锁紧状态飞轮转子系统共振频率的影响,得到了较优的抱式外锁紧方案。在此基础上,对飞轮转子进行灵敏度分析,并选择高灵敏度结构参数作为优化设计变量。考虑其结构强度、转动惯量、控制性能、自由状态和锁紧状态一阶共振频率,以飞轮转子质量最小为优化目标,利用序列二次规划法对其进行多学科优化设计。优化结果表明,在满足发射振动工况下,飞轮转子极转动惯量与质量的数值比达到最大为0.0070,比初始值0.0064提高了9.4%。该优化方法提高了飞轮转子设计的可靠性和效率,其首次在轨实验成功对我国磁悬浮飞轮空间应用具有重要意义。
- 刘强武登云韩邦成樊亚洪
- 关键词：磁悬浮飞轮优化设计灵敏度锁紧机构
- 太阳能供电的飞轮电池系统设计被引量：1
- 2015年
- 针对太阳能单轴跟踪机构接收效率低的缺陷,提出了一种基于双轴跟踪机构的飞轮电池系统,介绍了其总体方案和工作原理。分析了全年日出日落时刻和日照时间,得到太阳能板最优初始角。在此基础上,对太阳能双轴跟踪机构进行了具体设计。考虑转子最大应力、一阶共振频率、陀螺效应、磁轴承控制解耦和位移传感器检测精度,对磁悬浮飞轮系统进行了详细设计。根据设计结果加工了一套太阳能供电的飞轮电池系统,并通过太阳光跟踪、飞轮升速和降速发电实验,验证了设计结果的正确性。
- 刘强曹建树叶郭波
- 关键词：太阳能光伏发电飞轮电池
- 高精度敏捷机动磁悬浮陀螺飞轮用新型隐式洛伦兹磁轴承(英文)
- 2021年
- 具有良好线性的度洛仑兹力型磁轴承适用于磁悬浮陀螺的高精度偏转控制。针对现有显式洛仑兹力型磁轴承磁通密度均匀性差的问题,本文提出了两种可以提高磁通密度均匀性新型隐式洛伦兹力磁轴承。介绍了3种洛伦兹力磁轴承的结构,基于等效磁路法建立了其数学模型,并采用有限元法对磁场进行了分析。仿真结果表明,隐式洛仑兹力型磁轴承的磁通密度均匀性优于传统显式洛仑兹力型磁轴承。此外,双磁路隐式梯形洛仑兹力磁轴承在磁通密度均匀性和磁通密度方面优于单磁路隐式洛仑兹力型磁轴承。本文进一步对双磁路隐式梯形洛仑兹力磁轴承的磁通密度进行实验验证,实验结果与仿真结果误差不超过5%,说明双磁路隐式梯形洛仑兹力磁轴承可以满足磁悬浮陀螺高精度敏捷机动的要求。
- 王琪瑞刘强李状
- 磁悬浮飞轮锁紧保护技术研究与发展现状被引量：11
- 2014年
- 介绍了国内外常用的磁悬浮飞轮用一次性锁紧装置和可重复锁紧装置,分析了它们的结构和工作原理。综述了这些磁悬浮飞轮用锁紧装置的研究现状及其在卫星姿态控制系统中的应用。介绍了国外一次性内/外锁紧方案,结合各种方案结构示意图,给出了不同锁紧装置的适用场合。为克服一次性锁紧装置不可重复锁紧/解锁的缺点,论述了国内可重复锁紧装置的发展过程,重点分析了基于楔形块自锁的可重复内锁紧装置和可重复抱式外锁紧装置。展望了锁紧保护技术的未来发展方向,指出基于单执行机构的可重复内锁紧装置、高锁紧刚度、高阻尼可重复锁紧装置和锁紧保护效果评价方法是磁悬浮飞轮保护技术的研究重点。
- 刘强刘强刘强
- 关键词：磁悬浮飞轮锁紧装置磁轴承
- 蠕动式污水管道清淤机器人被引量：11
- 2014年
- 采用模块化方法对污水管道清淤机器人中的管道清理单元、推进舱、阀组和控制单元等模块加以组合,并对其进行了总体方案设计,给出了机器人蠕动行走液压油路方案,分析了其蠕动行走过程。介绍了系统上、下位机联合控制方案,同时描述了下位机在控制系统中的功能及其对应程序流程。在此基础上,研制了一台污水管道清淤机器人,并对其进行了实验。结果表明:该机器人在现有方案下能够实现预定的设计目标,管道清理检测质量良好,可降低工人工作强度。
- 曹建树徐宝东鲁军刘强张义黄子茂
- 关键词：污水管道机器人液压驱动
