在多层复合结构的无损检测中,覆盖层以下贴近异质材料结合界面的垂直方向裂纹往往难以被检测到,而此类缺陷对多层结构的力学性能影响较大,需要可靠的无损检测手段对其进行检测。在铜钢复合层结构背景下,通过理论分析的方法求解两者界面上的Stoneley特征方程,得到理论上该界面上的衰减界面波波速。通过对超声波在多层复合结构中倾斜入射的传播特...
激励模态和频响特性是超声导波传感器性能评估的两个重要指标,而传统的传感器,如压电传感器和电磁声传感器（Electromagnetic acoustic transducer,EMAT）等,受自身带宽和模态选择性的影响,无法有效地实现这两个参数的评估。激光测振仪可以测量结构中弹性波原始的离面和面内位移,且测量不受带宽的限制,因而是进行超声导波传感器激励模态测定和频...
针对磁悬浮飞轮用基于机构自锁原理的可重复电磁锁紧装置,分析其原有显式电磁铁执行机构的电磁力学特性,得知其最小解锁残余力过大,若采用隐式电磁铁,可以消除解锁残余力,从而提高锁紧装置解锁可靠性。采用等效磁路法对隐式电磁铁进行磁路分析,并给出该电磁铁在执行锁紧、保持锁紧、执行解锁和保持解锁四种状态下的力学模型。利用电磁场数值分析...
硼钢的高温本构方程是热冲压数值模拟不可缺少的数学模型,它反映了流动应力与应变、应变速度以及温度之间的依赖关系。为了研究热冲压硼钢B1500HS高温时的流变力学行为,采用Gleeble 1500D热模拟试验机,在600～900℃温度区间,分别以0.01 s^-1、0.1 s^-1、1.0 s^-1、10 s^-1的应变速度对硼钢B1500HS试样进行等温单向拉伸试验,计算得到各相应测试条...
矫直是大口径埋弧直缝焊管生产过程中处理直线度不达标管件的关键性技术,研究矫直过程中的变形规律是合理确定矫直工艺参数的理论基础。根据矫直过程中弯曲小变形的特点,提出初始当量应变的概念,借此建立平面曲梁初始曲率分布与应变分布之间的联系。基于弹塑性小变形纯弯曲工程基本假设,导出平面曲梁小变形反向纯弯曲的几何方程和弹复方程,进而...
颗粒增强方法是实现材料高性能化的重要手段。预测颗粒增强复合材料的细观结构与力学性能的关系是实现材料增强增韧的基础。为更好地分析、设计和优化复合材料,需要引入多尺度计算模型来考察细观结构对宏观力学性能的影响。基于均匀化理论,采用Voronoi有限元法对颗粒增强复合材料进行细观数值模拟,从而预测材料的宏观等效弹性常数,并直接得到材...
运用ANSYS软件建立非对称斜耳片受纵向拉载的平面有限元计算模型,在耳孔面上施加符合真实受载情况的余弦分布载荷;通过分析耳片量纲一裂纹长度a/R1、外内径比R2/R1、耳孔内径R1、裂纹斜切角β1和β2等参数对应力强度因子值的影响规律,拟合得到非对称斜耳片受纵向拉载的耳孔单边穿透裂纹尖端应力强度因子表达式;开展含不同孔边裂纹长度的非对称斜耳...
针对双旁路耦合电弧熔化极惰性气体保护（Metal inert gas,MIG）焊过程,使用高速摄像采集不同旁路电流下的熔滴过渡图像,通过图像处理提取熔滴过渡数据信息,并对熔滴所受的主要作用力进行定量计算。根据计算结果对比分析不同参数下熔滴受力的动态变化情况,研究旁路电弧对熔滴过渡的促进机理。结果表明,在焊接总电流较大的情况下电磁力对双旁路耦...
润滑对镍基高温合金管材热挤压过程具有重要影响。通过建立玻璃垫熔融流动的解析润滑模型,研究61MG178、A5和Up68/2886玻璃垫在IN690合金管材热挤压过程中的润滑行为。结果表明,熔融玻璃膜厚度随着挤压速度的增大和玻璃垫倾角的增大而减小,温度对膜厚的影响由温度本身和相应的玻璃高温粘度梯度共同决定。玻璃膜的流动稳定性随挤压速度的增大、温...
采用轮廓法测试低碳钢堆焊件和T形焊接结构的内部纵向残余应力。将焊接件沿垂直焊缝平面切割开,精确测试切割面的变形轮廓,然后将测试轮廓进行拟合,并将拟合结果作为有限元模型的边界条件进行弹性计算从而获得内部垂直切割平面的应力分布。比较不同曲面拟合方法拟合得到的切割面轮廓形貌;将轮廓法测试的焊接残余应力结果和热弹塑性三维有限元计...
设计模型向制造模型的转换是实现CAD/CAPP/CAM集成的关键技术,而依据设计模型生成毛坯模型是其中关键环节,提出一种针对先铸造后机加零件的铸造毛坯模型生成方法。根据制造要求对模型表面进行分类;构造改进的扩展邻接属性图进行简单特征识别,依据铸造方法、铸件材质以及生产批量构造可铸造性判定算法,进行简单特征过滤;通过构造最小包络辅助面,...
针对SnAgCu和SnAgCuCe两种无铅焊点,研究焊点内部组织、力学性能及热疲劳特性。研究结果表明,稀土元素Ce的加入可以提高焊点的力学性能,稀土元素的添加可以使SnAgCu焊点拉伸力提高近12.7%。稀土元素的添加细化SnAgCu基体组织,同时减小金属间化合物颗粒（Cu6Sn5和Ag3Sn）的尺寸,这是SnAgCuCe焊点力学性能提高的主要原因。拉伸断裂后的扫描电镜分...
为解决窄间隙焊接中普遍存在的侧壁和焊缝根部熔合不良的问题,基于减小间隙宽度让电弧直接加热间隙侧壁的思路,提出采用矩形截面的带状电极代替常规的圆形焊丝作为熔化极伸入到间隙中进行焊接,利用特殊形状的带状电极在间隙中自动形成的摆动电弧来改善对间隙侧壁和根部的加热,实现窄间隙焊接。研制专用的焊枪,研究间隙宽度、电弧电压和送带速度...
半挂汽车列车载运工况变化较大,横向失稳机制复杂,给整车及稳定性控制系统的开发设计带来困难。应用非线性动力学的相关理论,研究半挂汽车列车在极限操纵工况下的平衡点分岔、相轨迹和Hopf分岔特性以及与载运工况的关系;在此基础上,结合不足转向梯度和系统阻尼特性对不同横向失稳形式的发生机制进行探讨。结果表明,载运工况的变化可能导致系统出...
高速铁路的发展使钢轨磨损和滚动接触疲劳损伤日益受到重视。研究表明,预打磨后钢轨可有效延长服役寿命。为实现预打磨最佳廓形的选择,基于蒙特卡洛方法建立假设轮对横移量服从高斯分布的轮轨接触概率分析模型。据此,确定出列车运行时考虑轮对横移量的轮轨接触位置,并采用轮轨三维有限元模型计算得到相应接触应力的概率分布。结果表明,轮对横移...
根据整车设计参数及悬架设计理论,设计某款电动汽车的麦弗逊前悬架。基于UG/Motion利用UG的开放接口开发相应的软件系统,实现麦弗逊前悬架运动学仿真模型的参数化设计、前轮外倾角与前束角的匹配设计和前悬架系统的运动学仿真分析;通过与ADAMS的仿真结果相对比,验证系统的正确性;将遗传优化算法与多体运动学分析方法相结合,以前轮定位参数的变化...
运动物体声源贡献率的识别是有效降低其噪声的关键。针对车辆加速行驶过程中,噪声源随车运动、位置和速度实时动态变化的特性,提出一种新的运动声源的时域传递路径识别方法。利用脉冲响应函数代替常用的传递函数对系统的时变特性进行分析和研究,根据车辆的动态位置和速度,采用非线性时间变换的方法消除信号在传播过程中的多普勒效应对响应信号的...
在白车身开发早期阶段引入结构轻量化思想,建立隐式全参数化白车身模型,通过多学科优化过程,找到白车身零件形状、尺寸、位置与厚度等各参数之间的最佳组合,以及满足系统各项性能要求的重量最优解,使白车身轻量化设计的潜能得到最大程度的发挥。根据白车身自身性能的特点对其分成不同的优化区域分别进行不同工况的优化,从而合理地安排设计变量和...
以一台车用柴油机为样机,研究发动机燃用生物柴油的常规排放,重点探讨其颗粒（Particulate matter,PM）、可溶有机组分（Soluble organic fraction,SOF）及多环芳烃（Polycyclic aromatic hydrocarbons,PAHs）的排放特性。所用燃油分别为柴油、生物柴油掺混配比为10%的B10燃油。结果表明,与柴油相比,该车用柴油机燃用B10燃油后颗粒、SOF和PAHs的...
涡轮叶片叶顶排尘孔用于清除冷气中掺杂的尘粒,以保证气膜孔和冲击孔的可靠工作,但排尘孔射流引起叶顶流动和传热问题。采用参数化方法建立有、无排尘孔涡轮冷却叶片几何模型,基于包含叶片主体、主燃气通道和三腔回流式内冷却通道的全局模型,采用流热耦合数值分析,开展排尘孔对涡轮冷却叶片叶顶流动与传热问题的初步研究。研究结果表明,对比有、...
采用数值模拟方法对流体在有圆孔表面的流动及传热特性进行研究。研究中分别对四种不同的工况进行数值模拟。数值模拟结果所得换热面努塞尔数Nu与采用迪图斯—波尔特（Dittus-Boelter）公式计算所得Nu数进行比较,计算误差均小于5%。研究结果表明,在四种工况下,圆孔表面由于圆孔的存在改变其表面附近流动边界层的流动结构,使得边界层内垂直于壁面...
针对过程工业设备类型、结构、运行和维护特点,研究过程工业以可靠性为中心的维修评估技术,开发集风险评估、状态监测、绩效审查、专业管理、档案管理为一体的动态的以可靠性为中心的维修决策系统。利用风险评估技术确定设备优先维护等级、优化维修内容、确定最佳维修时间指导设备维护和维修决策;状态监测用于故障诊断与预测确定设备预知性维修...
结构失效概率为设计参数的函数的求解是可靠性优化中的关键问题。提出一种失效概率函数的高效求解方法及一种新的可靠性度量指标,它为失效概率函数在分布参数空间上的统计特征值。所提方法的主要思路是采用条件概率模拟及三阶最大熵法来求解失效概率函数。条件概率模拟法是引入中间失效域,将所求失效概率转化成条件概率比值与中间失效域的概率的...
在可靠性度量中,除常见的随机不确定信息,还普遍存在着模糊不确定信息,因此在传统可靠性分析的基础上,基于模糊理论提出一种综合处理随机不确定信息与模糊不确定信息的可靠度计算方法,获得能同时处理概率密度函数与隶属函数的可靠度计算模型;并且在改进型证据理论的基础上对不同来源的可靠性信息进行融合处理,提出两种信息融合方式。研究结果表...
针对传统多点正弦控制方法中,频响特性不更新和迭代步长不变导致控制系统潜在不稳定的缺点,提出采用最优控制策略进行系统控制。对多点正弦振动控制系统的稳定性进行研究,分析影响控制系统稳定性的因素,得出频响矩阵的估计误差是影响控制系统稳定性的根本原因。通过对建立的最优化模型进行理论分析,推导出系统解耦补偿矩阵实时更新迭代公式和控...
为克服传统的容积型无阀压电泵存在的流动波动大、有回流、泵水能力差等通病,提出并设计模仿鱼尾摆动的无阀泵,并针对具有柔性尾鳍的变截面摆动子进行研究。在研究巡游速度最大的金枪鱼尾鳍摆动的基础上,设计具有柔性尾鳍的变截面摆动子;基于有限元分析软件ANSYS进行摆动子在水中的谐响应分析,提取不同长度的柔性尾鳍工作在二阶谐振下的端部振幅...
可逆式水泵水轮机兼具了发电以及储能的特点既满足人们环保意识的需求也满足对功率的平衡与控制。但水泵水轮机在S特性区内运行会发生机组并网困难或者甩负荷过程中水压异常上升,使机组振动加剧。为探究预开启导叶的方法对水泵水轮机S特性的改善,对水泵水轮机模型分别在同步导叶和不同预开启导叶条件下进行能量试验及全流道内流场的（Computatio...
在同一注塑机上,对采用异步电动机驱动定量泵、变转速异步电动机驱动定量泵、异步电动机驱动变量泵、变转速异步电动机驱动变量泵、交流伺服电动机驱动定量泵,5种电液控制方案加工同一制品的能量效率进行理论分析和试验对比。建立不同控制回路电动机和液压泵功率传输数学模型,绘制出能量特性曲线,分析对比注塑机工作在保压和冷却工况下,液压系统...
利用交流电动增压器串联于增压中冷公交车增压气路中消除加速烟度。利用电动增压器可瞬间增大增压柴油机自由加速时进入柴油机缸内的新鲜空气,同时增大废气涡轮增压器的角加速度,提高其动态响应,改善柴油机的低速性能。通过不同压气机型号电动增压器流量特性与工作电流特性试验以及道路试验的试验数据,证明增大电动增压器压气机叶轮直径可增大进...
合理修正橡胶压缩性对于正确进行橡胶悬置结构有限元分析具有重要意义。以圆柱型橡胶悬置为研究对象,进行悬置径向刚度的有限元分析与试验,通过对比可知,假设橡胶材料为不可压缩或接近不可压缩时,悬置的计算刚度远大于试验刚度,有限元计算存在较大误差。针对以上问题分析,提出进行橡胶体积可压缩性修正的必要性。采用调整橡胶材料泊松比的方法修...
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