通过瞬时转速波动来分析回转机械故障是机械诊断领域的一个热点问题，其中瞬时转速波动特征的准确获取是其关键。已有方法通过对编码器输出的位置信息进行差分来计算瞬时转速，由于差分的幅频特性与微分的幅频特性理论上存在较大偏差，在后续的波动幅值识别中会产生较大误差。针对这一问题，提出一种基于数字微分器的转速波动提取方法，该方法通...
针对板结构大范围兰姆波检测中单模态兰姆波激励问题，进行低频单模态压电换能器设计研究。基于理论模型和有限元仿真模型，对压电换能器频率特性的影响参数进行了数值分析，重点研究换能器背衬与前衬的厚度、密度、弹性模量等参数对其中心频率的影响。在此基础上，对不同结构参数的压电换能器进行性能测试，分析换能器背衬与前衬厚度对换能器频...
超声导波换能器阵列的布置形式对超声导波成像质量有重要影响，规则的直线阵列、弧形阵列和非规则的贝塞尔阵列等线弧类阵列在板中超声导波成像时有内在联系。讨论线弧类阵列布阵方法，建立线弧类阵列成像系统，分析多通道线弧类阵列信号特点和其图像椭圆簇轨迹特征，基于图像椭圆簇轨迹特征提出线弧类阵列超声导波成像检测的分辨率分析准则，据...
采用粉末冶金方法制备的碳化硅颗粒增强铝基复合材料（sicD／A1）受加工过程工艺影响较易出现SiC。颗粒分布不均等缺陷。传统的金相法及声速扫描法检测该缺陷存在破坏试样及定位困难且灵敏度不高等问题：基于谐波的穿透式共线非线性无损检测方法检测灵敏度高，但易受到其他非线性试验来源的干扰。为解决这一问题，利用基于波束混叠的非共线非线...
高速切削时刀具的失效机理和工件材料的塑性变形规律是目前高速切削领域研究的热点重要课题之一，热力学理论和方法是研究高速切削过程热力学体系诸多现象和本质的强有力工具。本文针对难加工材料钛合金和高温合金材料，用热力学理论和方法建立高速切削过程的热力学体系，从热力学的角度研究高速切削刀具的磨损机理。
利用MTS-810疲劳试验系统进行高周疲劳试验，研究新型热轧Nb-Ti微合金化抗拉强度700MPa级车厢板和780MPa级大梁的疲劳性能，探讨晶粒尺寸、第二相（析出物、夹杂物）等对疲劳性能的影响机理。结果表明，在载荷比R=-1和循环基数为107条件下，700MPa级车厢板和780MPa级大梁钢的条件疲劳强度分别为438IV[Pa和443MPa，疲劳强度比分别为0．61和0．57...
为明晰焊管内高压成形焊缝的合理有限元建模方式，针对激光焊接接头的材料性能分布特点提出三种焊缝建模方式，分别为完整焊缝模型、粗略焊缝模型和无焊缝模型。通过与试验结果对比，从壁厚分布和几何形状两方面，分析不同焊缝简化方式对送料区、过渡区和胀形区模拟精度的影响情况。指出焊缝对模拟精度有影响，受影响区域不超过3倍焊缝宽度。只...
功能梯度形状记忆合金（Functionally graded shape memoryalloy,FG-SMa）是一种兼备功能梯度材料（Functionally graded material，FGM）和形状记忆合金（Shape memory alloy,SMa）特性的新型功能材料。根据复合材料力学和已有的SMA本构关系，通过充分考虑组分材料的应力应变关系，建立一个描述FG-SMA力学性能的宏观本构模型。应用该模型，对由...
双丝旁路耦合电弧高效熔化极气体保护焊是一种新型、高效的焊接方法。针对其在开环条件下焊接过程不稳定、焊缝成形差的问题，提出通过旁路送丝速度控制旁路弧长从而保证焊接过程稳定性、通过控制旁路电流调节流经母材电流的双变量解耦控制方案并进行模拟与分析。在此基础上，采用快速原型控制系统，设计双丝旁路耦合电弧高效熔化极气体保护焊试...
镁合金和铝合金是目前工业生产中应用最为广泛的两种轻金属。实现二者之间的良好连接将有效推进这两种轻金属在更广阔领域内的应用。本文从镁铝异种金属熔化焊接技术存在的问题入手，率先采用将激光焊接与胶接相复合的激光胶接焊技术，初步实现了镁铝异种金属的良好连接。
研究激光和Ar＋He混合气体中He气体体积分数对激光＋双丝脉冲MAG复合焊焊接稳定性的影响。搭建激光＋双丝脉冲熔化极活性气体保护（Metal active-gas，MAG）复合焊焊接系统，利用LabVIEW信号采集系统采集焊接电流和电弧电压波形，借助高速摄像系统同步拍摄电弧形态和熔滴过渡过程，实时监测焊接过程。观察后丝短路和前丝断弧情况并对前丝电弧电...
虽然四面体网格具有强大的几何表征能力，但因其“过硬”特性而工程实践中较少采用。如何使四面体网格“变软”是目前数值计算研究重点。通过采用广义的应变光滑操作，对四面体网格采用一种新型基于四面体边的应变光滑方法（Edge-basedsmoothedfiniteelementmethodoftetrahedron，ES-FEM-T），并将该方法拓展到三维固体中黏弹塑性材料分析中。数...
体积成形的预成形设计及优化是金属多工序成形设计领域的难点之一，也是获得高质量产品的关键。借鉴渐进结构优化（Evolutionarystructuraloptimization，ESO）的思想，并考虑体积成形特点，建立一种针对体积成形预成形设计的方法——拓扑优化法，并详细给出该方法的优化策略、单元增删准则、插值处理等关键技术。利用自行开发的优化程序，结合D...
广义板形是冷轧薄带钢关键质量精度指标之一。当前冷轧薄带钢轧制技术向厚度更薄、强度更高、精度要求更苛刻的方向发展，由于现有的冷连轧机平坦度闭环反馈控制系统难以满足需求，研究新一代高精度的冷轧薄带钢板形控制模型和技术有着迫切需求。同时，计算机技术及现代检测技术的蓬勃发展，使得工业用户可以实时获得大规模、高维乃至超高维的海...
固体颗粒介质板材成形工艺是采用固体颗粒微珠代替刚性凸（凹）模（或弹性体、液体）的作用对板材拉深成形的新工艺。选用非金属固体颗粒介质——-GM颗粒作为研究对象，以固体颗粒介质在高应力水平下的体积压缩试验和摩擦强度试验为基础，应用散体力学理论中扩展的Drueker-Prager线性模型构建固体颗粒介质有限元材料模型。以具有非轴对称性的方...
基于不可压缩光滑粒子流体动力学（Incompressiblesmoothedparticlehydrodynamics，ISPH）算法，利用FORTRAN语言编程，开发一套模拟三维非牛顿流程序。通过模拟平板Poiseuille流验证ISPH算法计算非牛顿流的正确性。指出在模拟非牛顿流时，采用镜像粒子边界法处理壁边界较采用静态粒子边界法更适合。并利用该程序计算单螺杆挤出三维流场。提出两...
三次连续变凸度（Continuouslyvariablecrown，cvc）辊形凸度控制能力与带钢宽度之间的二次函数关系决定其在宽、超宽板带轧机上应用时表现出对窄规格带钢的凸度控制能力不足的缺点。通过对工作辊变凸度辊形及辊缝形成理论的深入研究，提出采用二次多项式曲线来线性化辊缝的方法。采用该方法设计完全线性变凸度辊形曲线与混合变凸度工作辊辊形曲...
某型飞机平尾轴在进行台架试验时发生断裂，失效分析表明，该轴的断裂性质为疲劳断裂，裂纹起源于大轴筒体内腔变截面过渡圆弧根部的加工刀痕谷底。通过对大轴进行扫描电镜观察分析，发现使用过的旧大轴内表面存在10～16μm厚的“疏松”层，疏松层内有较多的疲劳微裂纹和孔洞，该“疏松”层是大轴服役中氧化腐蚀和疲劳损伤所形成的。“疏松”层的...
在单次优化中，具有高维设计空间、多形态变量的优化易求解困难。因此将其分解成低维、单一形态变量的多层次优化。若优化分为双层次，上、下级相互依赖、相互作用、共同决定响应，即为双层规划问题。但是，双层规划令下级在上级的决策环境中寻求最优解，本质上求解困难。为此，通过上、下级间的迭代进行求解。为提高白车身性能并实现轻量化，应...
考虑汽车底盘悬架、转向、制动子系统间耦合动力学关系，建立高阶非线性动力学模型。对各子系统设计局部最优控制器，对悬架子系统设计非线性H∞控制器，对转向子系统设计直接横摆力矩比例积分微分（Proportion-integration-differentiation．PID）控制器，对制动子系统设计滑模变结构控制器。为进一步提高整车全局控制性能，基于功能分配原理对...
基于特征的视觉里程计系统主要由特征检测与跟踪模块以及位姿计算模块两部分组成。为分析车载视觉里程计系统中引入车辆运动学约束的位姿计算算法性能，根据摄像机成像及视觉几何学原理，采用Matlab结合车辆动力学仿真软件CarSim建立车载视觉里程计仿真平台。该仿真平台由车辆运动仿真模块、成像仿真模块、数据显示与分析模块组成，仿真平台的测...
轮胎力传感器（Wheel force transducer，WFT）采用串联方式传递地面对轮胎的作用力，增加轮胎质量4～10kg，此附加质量对WFT本身测量精度和整车稳定性会造成影响。选择8梁和4梁弹性体两种典型电阻应变WFT，对弹性体、未改制轮辋、弹性体＋改制轮辋装配体进行模态对比分析。然后量化由轮胎旋转形成的离心力和由弹性体外环垂直运动惯性力形成的附...
汽车高速紧急避让行驶安全性是汽车自主开发亟待解决的关键问题，也是汽车主动安全的前提和必要条件之一。提出一种汽车操纵逆动力学求解方法，该方法能够用于汽车高速紧急避让性能的客观评价。基于一种求解最优控制问题的新方法——Gauss伪谱法（Gauss pseudospectral method，GPM），以驾驶员对汽车施加的转角输入和驱动力／制动力为控制变量...
以单活塞液压自由活塞发动机活塞运动控制为目标，研究相应的控制方案。基于单活塞液压自由活塞发动机活塞运动系统的理论分析，同时利用样机建立试验测试平台，对活塞运动控制的理论基础、控制回路和控制方法进行研究。通过控制压缩能量的释放时刻可以实现对活塞运动频率的控制。设计出一种新的先导式控制回路及其自由活塞位置反馈调制控制方法...
湿气作为一种石油天然气行业经常出现的流体，对于湿气的准确测量具有重要的意义。目前常用的方法是在气液分离之后采用单相仪表进行计量，而这种方法成本较高，因此为实现湿气的气液两相在线不分离测量，设计一种基于类内锥和长喉径类文丘里组合的双节流湿气流量测量装置，提出一种基于三级差压信号的测量方法，引入差压信号的比值作为建模的关...
数值研究相同条件下迷宫气封和薄叶气封结构特点、气动特性、密封机理及密封效果，比较两种气封的差异。通过与已发表的试验数据的对比，校核所采用的商业计算流体力学软件CFX的可靠性，计算得到的性能曲线与试验数据有较好的一致性，采用的数值模拟方法可行。分别对迷宫气封和薄叶气封内部流场进行数值模拟。通过对两种气封计算结果的对比分析...
针对柴油机废气再循环（Exhaust gas recirculation，EGR）系统传统开发流程中的计算机辅助工程（Computer aided engineering，CAE）技术应用的有效性、系统性和完整性等问题，以提升企业产品开发能力为目的，对CAE技术在柴油机EGR系统开发过程中的应用进行研究，在重新定义发动机CAE技术内容的基础上，以“整机-子系统-零部件”为开发模式，建...
“二次源”法是一种精确测定液压泵泵源阻抗和泵源流量脉动的标准方法，该方法对测试元件精度和测试条件要求高，数据处理过程异常复杂，因此工业应用难度大。“二次源”法设被测泵泵源阻抗和泵源流量脉动并联，引入二次源测试被测泵泵源阻抗，通过公式计算泵源流量脉动。主要研究高频、大流量复杂出口管道柱塞泵流量脉动测试方法原理和测试过程...
在机床液体静压导轨的设计计算中，准确计算各油腔的承载力是正确设计液体静压导轨系统的前提。目前液体静压导轨的油腔承载力的计算一般采用“平移外负载”的方法。不同的油腔布置形式对应不同的力学模型，使“平移外负载”的通用性较差。根据叠加原理，利用逆向思维，将定压供油式油腔的承载力分为6部分，分别承受外载荷的6个分量。导轨上油腔...
为对步进应力加速寿命试验方案的优劣做出合理评价，根据所提出的加速寿命试验方案模拟评价的准则，以中位寿命估计值方差的均值和标准离差分别作为估计精度和稳定性的考核指标，建立步进应力加速寿命试验的数值模拟和模拟评价方法；同时，应用极大似然估计（Maximum likelihood estimate，MLE）理论，建立步进应力加速寿命试验方案模拟评价的数...
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