油井套管横向裂缝是可能导致套管断裂的严重危害性缺陷。通过有限元仿真与实际试验，研究利用脉冲涡流检测技术使用横向探头通过油管检测套管的横向裂缝缺陷的问题。仿真给出不同检测方式的管道涡流分布、磁场分布及其变化，以及接收线圈的电压。从仿真结果可观察出，套管壁涡流最强的区域并非横向探头正对的区域，而是平行于横向探头轴线的区域...
测量弧焊熔池自由表面三维形貌对研究电弧与熔池耦合作用机理，控制焊缝成形及全熔透等有着重要意义。针对现有的三维测量方法难以应用于强弧光、熔池表面镜面反射情况，提出一种点阵激光测量熔池自由表面三维形貌的新方法。通过分析建立熔池自由表面反射成像激光点与投射激光点之间的映射模型，提出基于投射激光点更新的熔池自由表面三维恢复算...
为了获得足够有效的切削过程状态信息，确保产品质量/系统零部件的安全可靠运行，应采用可靠的监测策略并对传感器进行优化布置。针对单工位多工步切削过程状态监测，基于多工位误差流（Stream of variation，SOV）理论构建单工位多工步信息流模型，通过状态空间变换和主成分分析确定故障/监测量信息传递系数π用来表征不同测点传感器的监测能力...
项目负责人：邹贵生（E—mail：zougsh@tsinghua．edu．cn）依托单位：清华大学项目批准号：51075232 1．项目简介鉴于目前无理想的无铅钎料替代高铅钎料并基于Ag的高导电导热、耐高温及其纳米颗粒高表面能特性，研究合成高含量纳米Ag焊膏新方法及其低温烧结连接技术，用于高温电子封装特别是大功率高密度器件封装及三维多级前道封装等。实现纳...
基于钻削工步质量波动与监测信号特征变化之间的耦合现象，提出一种基于监测信号双谱特征的高精度批量钻削工步质量一致性控制检测方法。认为正常钻削过程的声发射和三向加速度振动监测信号可视为随机过程，满足或近似高斯分布，信号偏离高斯分布的程度与各钻孔加工质量波动间存在对应关系；以各钻孔声发射和加速度振动监测信号为研究对象，提取...
项目负责人：徐正扬（E-mail：xuzhy@nuaa．edu．cn）依托单位：南京航空航天大学项目批准号：510051191．项目简介整体叶盘／叶片等复杂曲面构件是航空发动机中最为重要的零部件，其型面扭曲、结构复杂、材料难加工、精度要求高，对制造技术提出了很高要求。电解加工技术是制造难加工材料复杂曲面构件的主要制造方法，其中流场问题是电解加工技...
为了实现重型铝合金承力结构裂纹的振动红外热像无损检测，优化检测条件，提出振动热像检测的数学模型，用解析法研究金属裂纹振动热像检测的检测条件和影响因素。用试验说明振动热像法的有效性，用强迫振动理论和瞬态传热理论对振动热像法进行数学建模和解析计算，得出裂纹区表面温升与裂纹阻尼、激振力幅值、激振频率、激振时间、裂纹深度等力...
电弧-侧壁距离控制是保证窄间隙熔化极活性气体保护焊（Narrow gap metal active gas welding, NG-MAG）侧壁熔合良好的关键。通过对NG-MAG脉冲立焊过程中电弧声的预处理和分析，发现其时域波形呈周期性“振铃”衰减特性，频率与焊接电源脉冲频率相同；电弧声能量的频域分布范围为0.3～12.0 kHz，且能量主要集中在0.3～3.0 kHz和9.0～12.0 kHz两...
微拉深成形以其高效率、低成本、高质量等优点成为一种可行的制造开口、空心、薄壁微型零件的微细加工方法。然而，由于微型化的影响，使得微拉深要比宏观拉深更加困难。研制精密微型落料-拉深复合模，成形出内径仅为1 mm的微杯形件。试验材料采用厚度为50μm的1060纯铝，在真空氛围下经300℃分别退火1 h和8 h。微拉深试验在SANS CMT-5504电子万...
项目负责人：谢晋（E—mail：jinxie@scut．edu．cn）依托单位：华南理工大学项目批准号：510751561．项目简介动力传输、人工关节、光伏电池、发光芯片等核心零部件曲表面被加工出微沟槽结构，会产生新功能特性，使系统的效率更高、结构更小和能耗更低。因此，针对单晶硅、光学玻璃、硬质合金等部件微加工困难等问题，提出采用超硬金刚石砂轮，...
通过对过共晶Al-20Si-3Fe-1Mn-4Cu-1Mg合金进行半固态单向压缩热模拟试验，研究变形温度为833 K、853 K、873 K，应变速率为0.1 s–1、0.01 s–1、0.001 s–1的半固态触变成形行为。试验结果表明，变形抗力随变形温度的升高而降低，随应变速率的增加而增大。对试验得到的真实应力应变曲线进行分析，提出将不同真应变范围的半固态触变成形过程划...
以四辊板带轧机为例，分析液压压下缸及弯辊缸在轧机辊系振动时表现出的分段弹性力和摩擦力两种非线性约束，建立液压缸非线性约束作用下的轧机辊系振动模型，并采用平均法求得振动系统的幅频响应。通过比较两种非线性作用下辊系振动速度和振动幅值的仿真曲线，研究辊系受分段弹性力和摩擦力影响时的行为特性。取不同分段弹性力和摩擦力，仿真分...
基于灰色理论研究DD3镍基单晶合金高温多轴非比例加载低周疲劳特性，对等效应变范围、温度、应变路径角、拉/扭载荷相位角和轴向应变比等影响疲劳寿命的因素进行灰色关联度分析，并引入损伤参量Q表征非对称循环特性和拉/扭多轴效应，以参量Q、等效应变范围Δεe和Mises等效应力范围Δσe构造疲劳损伤参量，建立低周疲劳寿命GM（1, N）预测模型。结果...
通过高温热胀形特征分析，研究热冲压22MnB5合金在不同温度下的成形性，并利用Dynaform软件仿真验证。比较成形温度在800℃和700℃时样件的热胀形特征，结果表明，在800℃时成形，样件由于平面应变方向主应变过大，拉压应变区次应力为负值，造成拉伸破裂；在700℃下冲压成形的试件，各部分应变都处于安全区域，双向拉伸区域和拉伸-压缩复合区域...
小冲杆试验作为一种非标准的微试样测试技术，能有效地获取薄板结构的材料参数。而选用合适的损伤模型对准确表征材料变形到断裂的整个过程有着重要影响。基于NAHSHON提出的含剪切修正项的Gurson-Tvergaard-Needleman（GTN）模型，通过有限元软件ABAQUS及用户自定义子程序VUMAT考察不同应力三轴度对断裂失效的影响。采用有限元模拟和拉伸试验获...
硅基微机电系统中的单晶硅微结构常工作于循环加载状态，易发生疲劳失效。单晶硅微结构疲劳寿命的分散度较大，难以根据不同掺磷浓度试样的疲劳寿命测试数据对比分析出杂质磷对单晶硅微梁弯曲疲劳特性的影响规律，针对此问题进行研究。设计一种弯曲测试结构，该结构可同时对四根微梁进行疲劳测试；设计一种简易的弯曲测试装置，该装置在满足测试...
借助刚塑性有限元软件DEFORM-3D针对4Cr9Si2马氏体耐热钢楔横轧成形过程进行有限元数值模拟，得到楔横轧工艺参数——楔尖圆角对楔横轧4Cr9Si2马氏体耐热钢轧件对称中心的心部缺陷以及轧件表面的表面螺旋痕和对称中心横截面拉细的影响规律：随着楔尖圆角的增大，轧件表面径向力的数值得到减小，从而使横楔轧轧件表面螺旋痕将会明显减小；当楔尖...
对不同硼（B）的质量分数的低合金高强钢大热输入焊缝进行组织性能研究，分析、讨论B对低合金高强度（High strength low alloy, HSLA）钢焊缝韧性的影响规律。研究表明，低合金高强钢焊缝中适量增加B元素质量分数可提高组织中针状铁素体质量分数，有效细化焊缝组织，而当B元素过量时则使焊缝组织中的针状铁素体质量分数下降，组织粗化。同时，...
高速列车通过隧道过程中引起隧道内压力的剧烈波动，会诱发车内压力波动并可能引起车体疲劳破坏等问题。而研究此类问题的基础在于快速准确预测隧道压力波。基于一维可压缩非定常不等熵流动模型和广义黎曼变量特征线法，对单车通过隧道和两列车隧道内交会进行数值模拟。选取京沪高速铁路隧道为研究对象，通过全时间区域下隧道空间中的压力传播的...
高速列车通过隧道时将会在隧道内引起相当复杂的气体压力波动，这是由于列车进入隧道时在隧道入口产生的压力波在隧道内来回传递并与列车经过时的气体压力扰动相互叠加的结果。从车体强度设计和列车运行安全性角度考虑，希望了解隧道内可能的最大气体正、负压力大小及其发生位置；气体压力波动与列车运行速度的关系。通过流体力学方程三维动态数...
为改善高速列车的横风气动性能，建立高速列车流线型头型的多目标优化设计方法，以横风下高速列车的侧力和升力为优化目标，对高速列车流线型头型进行多目标自动优化设计。建立高速列车流线型头型的参数化模型，提取出5个优化设计变量，利用计算流体动力学方法进行高速列车流场计算，并结合多目标遗传算法，实现横风下高速列车流线型头型的自动...
为改善客车主动防侧翻能力，提出多种群遗传优化的防侧翻鲁棒控制方法。考虑车轮侧倾外倾、侧倾转向、悬架变形外倾和变形转向对轮胎侧偏特性影响，以及客车垂向与侧倾运动的耦合特性，建立6自由度客车侧翻动力学模型；针对客车的实际干扰及参数不确定性，以最大横向载荷转移率为控制目标，融合差动制动原理设计客车主动防侧翻的鲁棒控制方法；...
项目负责人：陶飞（E-mail：ftao@buaa．edu．cn）依托单位：北京航空航天大学项目批准号：510050121．项目简介将复杂网络理论应用于面向服务的制造（SOM）系统（如云制造、制造网格等）中资源服务节点的分析，从复杂网络宏观角度来分析SOM系统中资源服务组织、聚合、调用的复杂机理，进而描述整个制造系统中资源服务节点可组合强度、调用率、...
研究膜式空气弹簧的刚度特性，分析影响膜式空气弹簧刚度的因素。活塞形状是影响膜式空气弹簧的主要因素，不同的活塞形状对应着不同的刚度特性。膜式空气弹簧的刚度特性没有统一的标准，每种活塞形状都有相对应的刚度特性。基于膜式空气弹簧的这种特点，推导出曲线回转体空气弹簧的刚度公式。其中，活塞作用高度与空气弹簧位移的关系是推导单气...
高压共轨系统能有效地改善柴油机的喷雾质量，但随着燃油喷射压力的增加，燃油雾化过程变得更加复杂。而喷嘴内部湍流和空穴现象对喷雾雾化有重要的影响，特别是空穴现象。利用同步辐射 X 射线同轴相衬成像技术准确获得喷嘴几何结构尺寸，建立精确的喷嘴内部流动模型，建立起耦合喷嘴内空穴流动的耦合喷雾模型，分析喷嘴内空穴流动对燃油喷射雾...
针对水泥篦冷机内熟料堆积体的多孔介质特性，应用非热平衡理论并结合Forchheimer-Brinkman-Darcy扩展模型，建立篦冷机的渗流换热模型。采用此模型对篦冷机内水泥熟料的冷却过程进行数值模拟，获得了不同供风风速、不同篦速下的气体和熟料层温度的变化规律。研究结果表明，所建模型可以较为准确地反映水泥熟料堆积体的冷却过程；供风风速的增加...
数值研究低速条件下来流附面层特性对吸附式压气机叶栅气动性能的影响，在不同正冲角时，设计不同方案的附面层厚度分布，对比分析叶栅出口气动参数的分布以及叶栅内的三维流场结构，讨论不同来流附面层情况下在压气机叶栅中采用附面层吸除的效果。结果表明，数值模拟结果与试验数据有较好的一致性；附面层厚度的增加导致角区流动三维性增强，且...
透平端支承是重型燃气轮机轴系设计中的重要组成部分。基于流固耦合的有限元法研究切向支承座的热态自适应对中机理。运用Pro/Engineer软件分别建立切向支承、扩压器、高温燃气和冷却气体的3维模型。然后结合支承座的结构特点和流体的物性参数，通过定义流固耦合接触界面，进行计算流体动力学（Computational fluid dynamics, CFD）计算，最后将...
现有的测定中压平衡活塞汽封漏汽量的变汽温试验法存在一定的误差且不能实现在线监测。分析变汽温试验法存在的误差，并考虑中压平衡活塞汽封漏汽的影响，对某300 MW汽轮机进行变工况详细计算。结果表明，中压缸效率基本不受再热蒸汽流量、中压平衡活塞汽封漏汽量及再热蒸汽温度的影响。基于相邻两工况下中压平衡活塞汽封间隙一定及中压缸相对内...
由于非对称缸两腔的非对称性，采用与对称缸类似的方法建立其工作点线性模型时，需要对两腔压力微分做更多的近似处理，模型误差较大。在液压缸负载流量线性方程推导过程中，提出采用对两腔流量进行近似处理的方法，得到适用于不同活塞位置的阀控非对称缸统一模型；应用于对称缸，所得结果与采用传统方法得到的相同，表明所得非对称缸模型误差较...
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