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自走引流式森林风力灭火机设计与试验
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作者 杨春梅 马亚强 +2 位作者 王成 刘彤彬 刘九庆 《中国农机化学报》 北大核心 2024年第5期56-63,共8页
为提高森林火灾初期灭火的效率,设计一种应用于森林火灾初期快速灭火的新型自走引流式森林风力灭火机。首先对灭火机的整体结构、工作原理进行阐述,对风筒等关键部件进行设计计算。其次利用UG对灭火机的结构进行设计,用ANSYS静力学、模... 为提高森林火灾初期灭火的效率,设计一种应用于森林火灾初期快速灭火的新型自走引流式森林风力灭火机。首先对灭火机的整体结构、工作原理进行阐述,对风筒等关键部件进行设计计算。其次利用UG对灭火机的结构进行设计,用ANSYS静力学、模态分析模块对整机机架进行仿真分析,验证整机机架设计的合理性与工作特性。最后对样机进行试制,与我国常见的6MF-32便携式灭火机作对比试验,自走引流式森林风力灭火机距可燃物5 m,手持式6MF-32灭火机距可燃物2.5 m。试验结果表明,在7次对比试验中,当可燃物量大于2.5 kg时,6MF-32便携式灭火机出现灭火后复燃现象;当可燃物的质量达到3.5 kg时,风力灭火机会出现灭火后复燃现象。试验中,自走引流式森林风力灭火机的灭火时间比6MF-32便携式灭火机短,因此可以看出自走引流式森林风力灭火机在灭火距离、效率上的优越性。 展开更多
关键词 森林风力灭火机 结构设计 风筒 仿真分析 对比试验
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便携式风力灭火机的数值优化设计 被引量:11
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作者 辛喆 李钊婧 +3 位作者 王顺喜 云峰 罗词广 霍晓磊 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期33-37,F0004,共6页
为了进一步提高现有便携式风力灭火机效率,该文对某6MF-30型风力灭火机进行了优化设计。首先通过试验及数值模拟分析了原机效率偏低的原因,然后应用最优化理论,以风力灭火机效率为目标建立数学模型,使用C++软件编程计算得到设计变量的... 为了进一步提高现有便携式风力灭火机效率,该文对某6MF-30型风力灭火机进行了优化设计。首先通过试验及数值模拟分析了原机效率偏低的原因,然后应用最优化理论,以风力灭火机效率为目标建立数学模型,使用C++软件编程计算得到设计变量的优化组合;以此为基础建立风力灭火机的三维模型,对影响其性能的因素进行分析,并采用商用CFD软件FLUENT对改进前后的风力灭火机流场进行了计算;优化后的风力灭火机其出口全压、流量、效率分别较原机提高了8.95%、5.30%和11.53%。该文所采用的方法可为风力灭火机的设计提供参考。 展开更多
关键词 效率 数值模拟 优化设计 风力灭火机 FLUENT CFD
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基于CFD的6MF-30型风力灭火机多目标优化 被引量:10
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作者 辛喆 王顺喜 +4 位作者 李钊婧 云峰 管清云 霍晓磊 张克鹏 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第22期39-44,共6页
为了解决6MF-30型风力灭火机效率偏低等问题,该文首先对该风力灭火机的实际工况进行测试并模拟计算;然后应用最优化理论,建立该风力灭火机效率和声功率级的多目标优化数学模型,编程计算得到设计变量的最优组合及计算结果,以优化后的结... 为了解决6MF-30型风力灭火机效率偏低等问题,该文首先对该风力灭火机的实际工况进行测试并模拟计算;然后应用最优化理论,建立该风力灭火机效率和声功率级的多目标优化数学模型,编程计算得到设计变量的最优组合及计算结果,以优化后的结构参数为基础建立三维模型,模拟计算结果显示,优化风机的A计权声压级虽然较原机增加1.28%,但效率、出口全压、出口流量和出口速度分别较原机提高17.56%、23.96%、11.56%和11.33%,风机的综合性能得到改善。该结论可为风力灭火机的设计提供参考。 展开更多
关键词 数值分析 多目标优化 效率 声功率级 风力灭火机
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便携式风力灭火机的人机工程学评价 被引量:8
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作者 王林杰 李文彬 +1 位作者 周琪涵 陈净莲 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期148-152,共5页
为研究便携式风力灭火机的振动、噪声和质量对操作人员生理和心理负荷的影响,通过试验对便携式风力灭火机(国产6MF-30和日本产HB2302)的把手振动和耳旁噪声进行测试,选取心率和反应时间对便携式风力灭火机进行人机工程学评价。结果表明:... 为研究便携式风力灭火机的振动、噪声和质量对操作人员生理和心理负荷的影响,通过试验对便携式风力灭火机(国产6MF-30和日本产HB2302)的把手振动和耳旁噪声进行测试,选取心率和反应时间对便携式风力灭火机进行人机工程学评价。结果表明:6MF-30的振动加速度、耳旁噪声、心率增加比、反应时间均大于HB2302;风力灭火机的耳旁噪声随着振动加速度的增加而增加,振动和噪声共同作用于操作人员,难以区分开,因此,将振动和噪声的综合作用视为一个影响因子,取得了较好的分析效果;质量和振动-噪声对心率增加比有显著影响,对反应时间没有显著影响,质量对心率的影响要大于振动-噪声。建议重新对6MF-30进行设计,重点考虑质量和减振降噪,发动机选择功率适中且质量轻的,前把手选择塑料作为主要材料。 展开更多
关键词 便携式风力灭火机 质量 振动 噪声 心率 反应时间
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轴流式风力灭火机的高速轴流风机气动设计与试验研究 被引量:10
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作者 褚双磊 俞国胜 秦瑞鸿 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期565-570,590,共7页
论述了轴流式风力灭火机用高速轴流风机气动设计的基本思想,结合孤立翼型和平面叶栅的经典理论对影响轴流风机性能的主要结构尺寸和气动性能参数进行了气动设计,重点探讨了轴流叶轮的叶型截面几何形状和中线方程,通过在风机性能测试实... 论述了轴流式风力灭火机用高速轴流风机气动设计的基本思想,结合孤立翼型和平面叶栅的经典理论对影响轴流风机性能的主要结构尺寸和气动性能参数进行了气动设计,重点探讨了轴流叶轮的叶型截面几何形状和中线方程,通过在风机性能测试实验台上进行的空气动力性能试验得出了该轴流风机的气动性能曲线,试验结果表明所设计的轴流风机基本满足轴流式风力灭火机的工作要求。 展开更多
关键词 轴流风 轴流式风力灭火机 叶型 试验
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便携式风力灭火机振动及其沿人体手臂传递特性研究 被引量:5
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作者 周琪涵 李文彬 +2 位作者 王林杰 陈净莲 张嘉月 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期120-125,共6页
便携式风力灭火机工作时产生的振动会对操作者的健康造成很大影响,为了对其进行优化设计并给出合理使用建议,对国产林海6MF-30和日本小松HB2302风力灭火机的振动频谱和人体手臂振动传递率进行了对比分析。结果表明:6MF-30与HB2302风力... 便携式风力灭火机工作时产生的振动会对操作者的健康造成很大影响,为了对其进行优化设计并给出合理使用建议,对国产林海6MF-30和日本小松HB2302风力灭火机的振动频谱和人体手臂振动传递率进行了对比分析。结果表明:6MF-30与HB2302风力灭火机的振动基频分别为58.5和121.5 Hz,试验测试频谱范围内分别存在5个和2个支配性频率,且基频越大,对操作者影响越小,故应优化6MF-30的结构设计以提高其振动的基频;根据ISO5349—2001标准,在最大功率转速下,操作者使用6MF-30和HB2302风力灭火机的允许受振时间分别为2.29和3.27 a;风力灭火机振动对操作者手臂和肩颈的影响很小,绝大部分能量由手掌和手指吸收,需重点研究针对手部的减振策略。 展开更多
关键词 风力灭火机 振动加速度频谱 振动传递
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履带式遥控风力灭火机的设计与研究 被引量:6
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作者 杨春梅 杨博 +5 位作者 马岩 经凤明 孙奇 孟德宇 潘云峰 申景博 《森林工程》 2014年第6期46-49,54,共5页
为了提高灭火效率、缩短灭火距离、解决灭火人员负载过重及灭火安全等问题,本文通过对履带式遥控风力灭火机工作原理的分析及总体方案的确定,设计了履带式遥控风力灭火机行走机构。设计的履带式遥控风力灭火机可以实现远程遥控且具有良... 为了提高灭火效率、缩短灭火距离、解决灭火人员负载过重及灭火安全等问题,本文通过对履带式遥控风力灭火机工作原理的分析及总体方案的确定,设计了履带式遥控风力灭火机行走机构。设计的履带式遥控风力灭火机可以实现远程遥控且具有良好的爬坡能力和通过能力。 展开更多
关键词 风力灭火机 履带式 遥控 工作原理 设计
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便携式风力灭火机作业手传振动生物力学建模实验研究 被引量:7
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作者 马文凯 李文彬 +1 位作者 文剑 李伟林 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第19期38-44,共7页
为了能准确预测便携式风力灭火机振动给人体手臂带来的影响,降低人体手臂模型的复杂程度,结合便携式风力灭火机作业的实际情况,建立了五自由度手传振动生物力学模型,并考虑了肘部呈90°的弯曲臂姿势。根据手臂系统的生物动力学特征... 为了能准确预测便携式风力灭火机振动给人体手臂带来的影响,降低人体手臂模型的复杂程度,结合便携式风力灭火机作业的实际情况,建立了五自由度手传振动生物力学模型,并考虑了肘部呈90°的弯曲臂姿势。根据手臂系统的生物动力学特征及在操作过程中人体手臂的动态平衡状态,进行力学分析建立系统机械等效模型,设计标准振动实验平台,辨识手臂模型参数,并将模型预测数据与便携式风力灭火机的实测数据进行了比较。结果表明:在肘部呈90°姿势、握力30 N、推力50 N状态下,模型响应与平均测量值比较显示了较好的一致性,能够较准确拟合手传振动响应特性曲线。该模型能较好地预测便携式风力灭火机作业给人体手臂带来的振动响应,可以为其风险评估提供量化的理论预测模型。 展开更多
关键词 便携式风力灭火机 手传振动 生物力学响应 工程学
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履带式风力灭火机机架的有限元分析 被引量:7
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作者 战丽 经凤明 +1 位作者 杨春梅 姜新波 《森林工程》 2013年第6期77-81,共5页
履带式风力灭火机是一种新型的灭火机,它是对以往产品设计理念的彻底性改变。灭火机支架的稳定性是机器良好工作的关键要素,决定着整个机器的性能。这要求机架有良好的可靠性。机架设计在传统的设计过程中,往往需要耗费大量的时间进行... 履带式风力灭火机是一种新型的灭火机,它是对以往产品设计理念的彻底性改变。灭火机支架的稳定性是机器良好工作的关键要素,决定着整个机器的性能。这要求机架有良好的可靠性。机架设计在传统的设计过程中,往往需要耗费大量的时间进行精确的强度校核计算。最后还需要根据计算结果对局部进行校正设计。而设计者对参数的选用和危险截面的判断往往都是根据自己的经验,不可避免会因个人经验方面的差异而产生误差,从而导致计算结果过于粗糙。将机架三维模型导入ANSYS Workbench中,分析机架的强度和变形情况,根据分析结果对机架进行改进,使机架拥有良好的机械性能并有较轻的质量。 展开更多
关键词 履带 风力灭火机 有限元 设计分析
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轻便型履带式风力灭火机行走机构的设计及爬坡实验验证 被引量:5
10
作者 马岩 杨春梅 +1 位作者 张明松 孙奇 《森林工程》 2014年第6期55-58,共4页
为减少履带式风力灭火机现场作业的移动时间,对履带式风力灭火机行走机构进行改造设计,从行驶速度、爬坡能力、接地比压和最大牵引力入手设计行走机构,使各参数达到相应要求后利用三维软件建模,试验模拟行走机构的实际情况,确保设计的... 为减少履带式风力灭火机现场作业的移动时间,对履带式风力灭火机行走机构进行改造设计,从行驶速度、爬坡能力、接地比压和最大牵引力入手设计行走机构,使各参数达到相应要求后利用三维软件建模,试验模拟行走机构的实际情况,确保设计的产品满足需求。在此基础上制作产品样机,并且对样机进行爬坡实验。实验结果显示,该样机在坡度小于15°的路面上行走时速度较快,其行驶速度随着坡度增加而减少。设计的履带式风力灭火机的样机能够达到设计要求,提高了灭火效率。 展开更多
关键词 风力灭火机 履带式 行走 设计 验证
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我国草原森林风力灭火机问题探讨 被引量:10
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作者 李攀旭 王顺喜 +2 位作者 何鹏 尹丽娟 王继承 《林业实用技术》 北大核心 2007年第12期42-43,共2页
介绍了我国草原森林风力灭火机发展现状,指出了风力灭火机目前还存在的一些问题,展望了其未来发展趋势,提出了改进建议。
关键词 草原 森林 风力灭火机现状
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便携式风力灭火机风机内部气流分析 被引量:9
12
作者 丛静华 常思勤 《南京林业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2003年第6期55-58,共4页
为了深入了解便携式风力灭火机风机内部的气体流动规律,应用计算流体力学对风机内部三维气体流动进行了数值模拟计算与分析。介绍了计算中的控制微分方程、紊流子模型、三维几何模型的建立方法与流动区域的离散化等,并对计算结果进行了... 为了深入了解便携式风力灭火机风机内部的气体流动规律,应用计算流体力学对风机内部三维气体流动进行了数值模拟计算与分析。介绍了计算中的控制微分方程、紊流子模型、三维几何模型的建立方法与流动区域的离散化等,并对计算结果进行了分析,结果可为便携式风力灭火机性能的改进提供依据。 展开更多
关键词 便携式风力灭火机 离心式风 气体 流动规律 计算流体力学 数值模拟计算 控制微分方程 紊流子模型 三维几何模型 计算辅助设计 CFD
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基于ANSYS Workbench的履带式风力灭火机风机输入轴设计 被引量:3
13
作者 杨春梅 经凤明 战丽 《制造业自动化》 北大核心 2013年第17期31-32,36,共3页
以履带式风力灭火机风机输入轴为研究对象,利用Solidworks2012建立三维模型,在受力分析的基础上,将模型导入ANSYS Workbench进行有限元静力结构分析,取代传统的弯扭组合强度校核计算,使得设计更为简便。分析结果提供风机输入轴应力及变... 以履带式风力灭火机风机输入轴为研究对象,利用Solidworks2012建立三维模型,在受力分析的基础上,将模型导入ANSYS Workbench进行有限元静力结构分析,取代传统的弯扭组合强度校核计算,使得设计更为简便。分析结果提供风机输入轴应力及变形的参考数据,为后续轴的优化设计提供理论依据。 展开更多
关键词 风力灭火机 ANSYS WORKBENCH 输入轴 静力分析
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履带式森林风力灭火机伸缩风筒的设计与仿真 被引量:1
14
作者 杨春梅 王成 +1 位作者 刘九庆 丁禹程 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2021年第10期1525-1528,共4页
为了解决在森林火灾中特定高度的树冠火或者特定程度的地表火灭火难、灭火效率不高的问题,笔者设计了履带式森林风力灭火机。本文对履带式森林风力灭火机的整体结构进行设计,并对其核心组件伸缩风筒进行了理论计算和结构设计。通过对不... 为了解决在森林火灾中特定高度的树冠火或者特定程度的地表火灭火难、灭火效率不高的问题,笔者设计了履带式森林风力灭火机。本文对履带式森林风力灭火机的整体结构进行设计,并对其核心组件伸缩风筒进行了理论计算和结构设计。通过对不同形状风筒的仿真,获得了出风口的速度云图,确定了该设计的风筒形状,并通过对该灭火机和6MF-32便携式风力灭火机实际灭火仿真对比,验证了最优的设计参数和可行性。仿真结果表明:本研究可以满足特定高度特定条件下的灭火需求,提高了灭火效率,同时降低了消防人员参与灭火作业时的危险性。 展开更多
关键词 风力灭火机 伸缩风筒 有限元分析 结构设计
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风力灭火机出口后湍流场的计算 被引量:2
15
作者 宋向群 沈天耀 傅汉章 《力学与实践》 CSCD 北大核心 1992年第1期35-37,共3页
风力灭火机的一项重要指标是灭火射程.本文考虑出口湍流度和出口速度剖面分布两个因素对射程的影响.文中用 k-s 模型求出风力灭火机出口后的流场,在数值上模拟改变湍流度和出口速度剖面对射程的影响.数值结果表明湍流度对射程影响较大,... 风力灭火机的一项重要指标是灭火射程.本文考虑出口湍流度和出口速度剖面分布两个因素对射程的影响.文中用 k-s 模型求出风力灭火机出口后的流场,在数值上模拟改变湍流度和出口速度剖面对射程的影响.数值结果表明湍流度对射程影响较大,而出口速度剖面几乎没有影响.这一结论为设计风力灭火机提供参考依据并被实际设计所证实和采用. 展开更多
关键词 湍流 κ-ε模型 风力灭火机
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浅谈风力灭火机需要改进的技术和使用问题 被引量:2
16
作者 白雪峰 吴大鹏 《林业机械与木工设备》 北大核心 2002年第1期27-28,共2页
关键词 风力灭火机 森林防火 技术 使用
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CO_2气瓶辅助风力灭火机灭火的研究 被引量:3
17
作者 刘长生 《中南林业科技大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第11期154-156,163,共4页
我国目前扑灭森林和草原大火时所使用的主要灭火设备,是便携式风力灭火机。这种风力灭火机主要的缺点是长期使用的过程中由于发动机过热而造成灭火效率下降,严重时由于风力灭火机产生的风力过小,不但不能灭火,甚至出现风力助火的恶果。... 我国目前扑灭森林和草原大火时所使用的主要灭火设备,是便携式风力灭火机。这种风力灭火机主要的缺点是长期使用的过程中由于发动机过热而造成灭火效率下降,严重时由于风力灭火机产生的风力过小,不但不能灭火,甚至出现风力助火的恶果。为了消灭这种恶果,提高风力灭火机长期使用中的灭火效果,提出了利用对火焰有明显窒息作用的CO2气体配合风力灭火机的方案;对这种CO2气体灭火机的结构以及使用特点和注意事项作了较详细地描述。 展开更多
关键词 林业 CO2风力灭火机 设计方案 使用特点 操作方法
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风力灭火机优化设计研究 被引量:7
18
作者 王振东 赵大伟 魏娜 《林业机械与木工设备》 2007年第7期45-47,共3页
提出了风力灭火机的优化设计方法及目标函数选取准则,建立了以全压效率为目标函数的数学模型。通过设计实例,验证了所提出的风力灭火机优化设计方法的有效性。
关键词 风力灭火机 优化设计 目标函数
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基于机器视觉的风力灭火机性能检测系统 被引量:2
19
作者 徐军 张先锋 +2 位作者 杨帆 滕飞翔 孙明晓 《控制工程》 CSCD 北大核心 2021年第2期360-366,共7页
在风力灭火机性能测试中,风速检测仪的毕托管探头中心与风口中心延长线精确重合,是保证风力灭火机性能精确检测的关键因素。而传统的检测方法需手动寻找风口中心,偏差较大,严重影响风力灭火机风速的测试性能。因此,提出了一种基于机器... 在风力灭火机性能测试中,风速检测仪的毕托管探头中心与风口中心延长线精确重合,是保证风力灭火机性能精确检测的关键因素。而传统的检测方法需手动寻找风口中心,偏差较大,严重影响风力灭火机风速的测试性能。因此,提出了一种基于机器视觉的风力灭火机性能的检测方法。通过摄像头实时检测风力灭火机风口中心,利用霍夫圆检测算法结合最小二乘圆拟合进行风口识别与圆心定位,通过三轴运动控制平台实时调控实现毕托管探头与风口中心的精确重合。实验结果表明,在0.3~1.5m的运动测试过程中毕托管探头的运动轨迹与风口中心的重合误差为±1mm,提高了风力灭火机性能检测的准确性,为风力灭火机的性能检测提供了新方法。 展开更多
关键词 风力灭火机 器视觉 圆心定位 精确重合
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森林消防风力灭火机研究综述 被引量:8
20
作者 姜晨龙 汪东 《森林防火》 2017年第4期40-43,共4页
介绍了风力灭火机在森林消防中的应用背景,阐述了森林消防风力灭火机的研究现状,探讨了森林消防风力灭火机研究存在的问题及对策,指出风力灭火机设计仿真制造的一体化以及风力灭火机的电动化和智能化是未来的发展趋势。
关键词 森林消防 风力灭火机 设计仿真 电动化 智能化
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