采用系统论的观点,在分析人的健康管理的基础上,提出大型机械系统健康管理的理论,并给出该理论的适用对象、目的、操作程序和要素、内容以及主要的方法和技术手段;指出开展机械系统的健康管理,其关键是建立科学的系统健康指标、制定切实可行的健康管理方案并加以实施;此外,对应用该理论所需的各项技术进行介绍;针对大型承压类特种设备和大型机电...
根据工程实际对声波隔离的需求提出一种特殊的一维层状周期性结构——全反射结构。建立一维层状周期性结构的理论模型和声波传播过程的全弹性有限单元模型,采用传递矩阵法研究了结构的声学特性,包括频带结构和传播特性,分析了层状周期性结构对声波传播的影响。根据设计要求,建立一维层状周期性全反射结构的数学模型,根据优化目标、设计变量和约...
旋转放疗设备中,多叶光栅是实现调强放疗的关键功能部件,在轨迹规划中合理利用其动态特性对提高放疗精度和效率具有重要意义。针对某旋转放疗设备的多叶光栅,建立其动力学模型并获取其伺服驱动系统进给性能,建立由系统输入和干扰引起的几何误差预测模型;针对调强放疗中滑移窗治疗模式的多叶光栅轨迹规划问题,以治疗时间最优为目标,将伺服进给性...
轧制钢铁及有色金属板带产品广泛使用于国民生产生活的各领域,板形控制技术是高精度板带材生产的关键技术,其一直是科研人员研究的热点问题。国内外学者从板带轧机板形控制性能的研究分析中逐渐形成并完善着不同的评价方法,这些方法的科学合理性代表着其作为板形控制技术和装备的设计与研发、升级与改造,以及轧制载荷分配和板形板凸度控制策略制...
针对铸辗连续成形工艺中高温出模环形铸坯的易裂缺陷,采用Gleeble-3500热力模拟试验机对铸造42CrMo钢环坯进行高温拉伸试验,分析其高温强度、热塑性等力学行为,预测高温易裂敏感温度区。结果表明：铸造42CrMo钢的抗拉强度随温度的升高及应变速率的减小而减小。断面收缩率随应变速率增大而增大。1 100℃时,试样开始发生动态再结晶。试验条件下,材...
为了获得更为精确高效的压电裂纹分析方法,基于改进的插值型移动最小二乘法,提出压电材料断裂分析的插值型无单元伽辽金比例边界法,这种方法可以直接根据定义求得应力强度因子和电位移强度因子。该方法只需要在求解域的边界上采用无单元伽辽金法进行数值离散,减少了一个空间维数,并且不需要边界元法所需要的基本解。在没有离散的径向采用解析的...
ASTM E1820-11和ISO 12135-2002标准是测试断裂韧度的主要标准,然而这两个测试标准在钝化线、有效数据区间和阻力曲线拟合等方面存在较大的差异,导致断裂韧度测试结果的较大不同。研究这两个测试标准钝化线的依据,比较它们的差异。ASTM标准采用理想弹塑性材料假设,ISO标准基于材料的真应力应变关系满足幂次定律,ISO标准钝化线斜率比ASTM标准钝化...
已开发的受控脉冲穿孔等离子弧焊被验证能够较好地控制小孔的穿透行为,提高焊接稳定性,保证焊接质量。然而,过去开发的控制系统使用间接反映小孔穿透状态的尾焰电压作为反馈量,不能够反映熔池的热量状态。前期研究发现,背面小孔参数中,小孔中心位置的变化能够反映熔池热量的变化趋势,脉冲电流下降沿时长能够调节小孔中心位置。本研究,利用摄像机...
为了探索研制一种工作温度700～750℃,而且室温塑性较好的钛基高温合金,使用Ti/Al纳米叠层箔带和Ti_2AlNb合金粉末作为原料,在1 473 K,30 MPa,1.5 h的热压条件下直接混合烧结,制备出新型钛铝系金属间化合物高温微叠层材料（TiAl＋Ti_2AlNb）样品,其中,Ti/Al纳米叠层箔带在热压烧结过程中的放热反应促进了样品烧结致密化。采用X射线衍射（X-ray d...
薄膜沉积工艺是半导体制造、MEMS、表面工程等领域的基础工艺。等离子体增强化学气相沉积（PECVD）是重要的薄膜沉积工艺方法之一,其工艺系统涉及复杂多场耦合及化学反应过程。目前PECVD反应腔室设计与工艺调控的研究普遍依赖经验试错与大量的工艺参数试验,不仅需要大量的时间与物力成本,且复杂的工艺过程没有得到揭示。实质上,设备的工艺参数是...
为改善高压油泵凸轮轴的耐磨性能与工作可靠性,采用5 kW CO_2激光器、四轴联动数控机床及载气式同轴送粉系统等设备对复杂形貌高压油泵凸轮轴进行激光增材制造梯度耐磨涂层工艺研究。通过梯度耐磨涂层结构设计、凸轮边缘防塌陷工装研制与凸轮运动轨迹控制等关键技术的研究,实现了均匀无缺陷且凸轮边缘保护良好的高硬度梯度耐磨涂层的制备。同时,...
在多原动机驱动偏心转子（简称激振器）的振动系统中,常要求其能够实现同步运转,为达这一目的,以往多数采用刚性传动,如齿轮等进行强制同步,其结果会使系统变得更为复杂,并带来维修不便等诸多弊病。假如去掉如齿轮等强制同步装置,而仍然能够保证系统同步运转,将会使机器结构变得更为简单紧凑。振动同步技术是解决这一问题的有效措施之一。
特大型旋回破碎机下架体铸件生产中产生大量的缩孔缩松缺陷,无法满足质量要求。经研究认为,该铸件产生的缩孔缺陷主要由铸件的内圈冒口类型、内圈和外圈冒口是否添加补贴及补贴类型、浇注温度等因素决定。采用Taguchi试验设计（Design of experiment,DOE）方法,以铸件缩孔体积最小和工艺出品率最高作为试验指标,以内圈冒口类型、内圈补贴、外圈...
基于Lighthill声学理论,采用宽频带噪声源模型、大涡模拟和Ffowcs Williams-Hawkings声学模型对某型高速列车气动噪声进行数值模拟,建立3节编组高速列车整车气动噪声模型,分析该型高速列车的主要气动噪声声源及远场气动噪声特性,并以受电弓为主要气动噪声源进行降噪研究,主要考虑受电弓的开/闭口方式、不同受电弓导流罩结构、受电弓导流罩不同安...
发展钛合金复杂大件等温局部加载成形成性一体化技术,既是提升航空航天领域高性能轻量化构件成形制造能力的迫切需求,也是国际塑性加工领域的研究前沿。如何获得钛合金复杂大件等温局部加载宏微观成形质量约束下成形极限,控制宏观缺陷并获得目标组织,是实现成形成性一体化高端制造面临的挑战性难题,对提高飞行器运载性能、
随着列车运行速度和轴重增加,车轮踏面擦伤现象不断加剧。提出一种对列车经过时钢轨振动信号进行高阶谱特征提取并结合粒子群-支持向量机（PSO-SVM）进行车轮擦伤识别的算法。通过建立车辆轨道垂向耦合模型和车轮擦伤模型,计算正常车轮与擦伤车轮作用下的钢轨振动响应。利用高阶谱方法对两种情况下钢轨振动信号进行信号处理得到二维等高线图和三...
为实现液压互联ISD悬架全局工况最优,提出一种基于模糊控制的液压互联ISD悬架系统模式切换控制策略。研究液压互联ISD悬架系统工作原理,仿真对比液压互联ISD悬架两种工作模式力学特性,确定模式切换参数,并设计悬架工作模式识别以及模式切换控制策略,针对液压互联ISD悬架工作模式构建液压互联ISD悬架模糊控制器,并进行整车仿真分析,仿真结果与预...
为了同时满足特种车辆悬架减振器阀片应力强度设计及阻尼特性精确设计的需求,须采用变厚度节流阀片,然而目前尚无精确的变厚度节流阀片变形解析计算公式。根据变厚度节流阀片力学模型及曲面转角微分方程,建立变厚度阀片在均布压力作用下的变形解析计算式。利用ANSYS有限元软件对解析计算式正确性进行仿真验证,结果表明解析计算值与仿真值吻合且...
基于Archard磨损模型建立空心轴过盈配合结构的微动磨损模型,通过有限元计算得到两种过盈量空心轴在微动循环周次的变化下配合面磨损轮廓和接触压应力、摩擦切应力、滑移幅值等微动参量,并与其中一种过盈量的实心轴过盈配合结构相应计算结果进行对比。结果表明,在相同过盈量和外载条件下,空心轴过盈配合结构的微动磨损程度大于实心轴过盈配合结...
建立包含车体弹性及车下设备的高速动车组精细化刚柔耦合动力学模型,研究车下设备固有频率优化取值,并研究车下设备偏心对整车振动性能的影响及其机理。结果表明,车下设备偏心会使车下设备六个方向自由度的振动发生耦合现象,导致各阶刚体振型及振型频率产生较大变化,致使车下设备固有频率偏离了原始设计最优值,减振效果降低、车辆运行平稳性变差...
为得到油压减振器特性参数对高速动车组临界速度和轮轨磨耗的影响,以CRH380B型动车组为实例,基于车辆动力学理论,采用动力学仿真软件SIMPACK建立动力学模型,对二系横向减振器、抗蛇行减振器的橡胶节点刚度和阻尼特性进行研究。结果表明：抗蛇行减振器橡胶节点刚度最优值在10~12 MN/m范围内,当节点刚度小于此范围时,临界速度显著下降,轮轨磨耗功...
增大总传热系数和减小压降是当前研究改善板式换热器性能主要关注的两个方向。为分析导流区结构对板式换热器传热、压降以及场协同关系的影响效果,建立两种板式换热器计算模型。利用计算流体力学（Computational fluid dynamics,CFD）软件对两种板式换热器模型内流体不同工况下的流动和传热特性进行数值模拟,对比分析了两种模型流道内的速度场、...
为了在盐水分离领域更高效地利用太阳能、地热及发动机余热等低温热源,参考传统海水淡化装置,设计一种将喷雾闪蒸、热管传热与固体吸附耦合集成的新型吸附式盐溶液水分离装置,并对氯化钠含量为3%的盐溶液进行水分离试验,结果表明：溶液经雾化闪蒸后温度骤降,接触热管冷端后吸收大量热量蒸发,该装置可利用40～100℃的低温热源,单级可分离盐溶液中...
搭建一套封闭式喷雾冷却试验系统,使用水作为冷却工质,结合高速摄像仪对试验进行可视化研究,分析对比光滑表面和微结构表面喷雾冷却换热特性。结果发现,相比光滑表面,不同几何形貌的微结构表面都能提高喷雾冷却的换热能力,其中换热最好的是方形肋表面,直肋表面次之,扇形肋表面较差,但均优于光滑表面。微结构表面的润湿性强于光滑表面,微结构的存...
为了探究主要结构参数对大功率远程射雾器的射雾距离和射雾效率的影响规律,得出最优设计方案,提出基于正交试验矩阵分析法、反向传播（Back propagation,BP）神经网络算法和遗传算法的多目标智能协同优化方法,利用计算流体动力学（Computational fluid dynamics,CFD）的方法建立正交试验数据库,采用多目标智能协同优化方法对关键结构参数（叶片...
大型液压铲是露天矿山开采和大型工程施工广泛采用的装备,但国内所用一直依赖进口,2008年太原重工开始研发国内首台机重260 t,斗容15 m~3的液压铲。上车回转是液压铲最频繁的动作,每个作业循环都要进行两次加减速,如果回转系统设计不好,就会引起液压系统严重发热,影响机器作业效能。为了缩短国内首台液压铲的研发周期,在实际系统制造之前充分了...
为了减少血管壁的损伤和滤器断裂的可能性,利用有限元法与计算流体动力学的方法,分析永久性腔静脉滤器在植入过程中与血管的相互作用机理及对血流的影响。应用Solid Works软件建立3种相同过滤杆数不同支撑单元连接体结构及3种相同支撑单元连接体结构不同过滤杆数的滤器;应用ABAQUS软件模拟分析6种滤器在工作状态下血管与滤器表面上的应力分布以...
将随机故障注入方法与神经网络技术相结合,提出机电系统多失效模式可靠性计算方法。以液压缸内外泄漏故障为事例,将虚拟故障信息注入活塞杆线性定位系统一体化仿真模型中。利用神经网络较强的函数逼近功能,得到关键敏感特征参数与系统状态信号间的显式极限状态方程,将系统的可靠性概率约束转化为一个等价的确定型,避免了机电系统动态响应的多次...
针对现有的双截尾威布尔分布模型估计过程中点估计无解析解和缺少参数区间估计方法的问题,提出基于极值求解思想和蒙特卡罗方法的参数点估计数值求解方法和基于似然比检验理论的双截尾威布尔分布模型的参数区间估计方法。在计算过程中,提出随机数取值区间多步细分的变区间迭代数值求解方法。结合某数控外圆磨床故障间隔时间数据使用双截尾威布尔...
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