基于国内某型高速动车组车下旋转设备的振动测试试验,建立考虑车体弹性和车下旋转设备不均衡振动的刚柔耦合动力学模型,分析车下旋转设备两级悬挂方式对车体和旋转设备振动行为的影响。通过车体有限元完整模型、子结构模型和模态试验的分析结果,确保动力学模型中的弹性车体可以反映车体实际的振动模态。研究结果表明,两级悬挂方式主要降低车体受...
减载式声屏障是一种新型声屏障,作为提高高速铁路声屏障结构安全性和可靠性的有效途径之一,其减载特性的优劣是决定该产品能否推广应用的关键,对高铁减载式声屏障减载特性进行研究具有重要意义。提出两种减载式声屏障减载特性评价指标:应变减载率和压力减载率;在此基础上,对减载式声屏障的减载特性进行试验研究。通过研究发现,应变减载率和压力...
针对高速动车组列车的轴箱轴承,建立一种含外圈故障的滚动轴承非线性动力学模型,并分析轴承在正常状态和故障状态下模型的非线性动力学行为。该轴承为高速列车圆锥滚子轴承,模型考虑了轴承间隙、滚子和滚道之间的非线性赫兹接触力、由于转子质量偏心引起的不平衡力等因素。对模型进行数值求解,通过对比仿真和实际求得的变刚度频率外圈故障特征频...
表面波纹度是圆锥滚子轴承滚道表面的主要形状误差之一。针对圆锥滚子轴承内圈挡边表面波纹度诱发的时变激励机理和动力学建模的问题,考虑流体动力润滑油膜与轴承轴向和径向变形耦合激励作用的影响,提出考虑时变激励的圆锥滚子轴承挡边表面波纹度动力学模型,并通过试验结果验证模型的有效性;研究内圈挡边表面波纹度时变激励下的圆锥滚子轴承的振...
运用多刚体动力学理论对有轨电车与汽车在平交道口的碰撞进行仿真分析,该方法相比于传统的有限元仿真具有明显的计算速度优势,便于开展轨道车辆碰撞的动态响应分析。研究结果表明有轨电车在平交道口受到汽车以20 km/h的速度侧面撞击时,被撞击的有轨电车主要发生横向水平运动,其侧滚运动则相对较小。与此同时,有轨电车的最大脱轨系数达到1.63,超...
目前我国自主研发的复兴号动车组,在京沪高铁最高运营速度已达到了350 km/h,随着速度的不断提高,对动车组构架的疲劳问题研究显得愈发重要。在对构架关键点进行动应力测试的过程中可以看到,动车组通过曲线、道岔等特定线路工况,相较直线线路,测点应力水平均有不同程度的变化。在对某型动车组构架关键点进行数月的线路实测基础上,依据MEMS陀螺仪...
采用主动导向控制可有效提高独立车轮的导向能力。从永磁同步电机转矩波动的角度出发,分析永磁同步电机转矩波动的来源,计算轮毂电机的转矩波动误差。建立基于左、右轮转速差反馈的轮毂电机独立车轮主动导向控制的仿真模型,研究轮毂电机的转矩波动对轮毂电机独立车轮主动导向控制的影响。通过理论推导和模型仿真计算,当独立轮对转向架在直线上以...
针对高速列车中的垂向悬挂系统参数匹配问题,应用系统工程方法,将列车转向架系统、车体及座椅系统纳入一个统一的整体大系统,建立高速列车转向架-车体-座椅耦合系统垂向动力学模型,并探讨各系统间的相互耦合作用关系;在此基础上,以人体振动舒适性最佳为目标,对轨道随机不平顺激励下的高速列车垂向悬挂系统进行多目标、多参数优化,建立高速列车转...
随着国内铁路运输需求的增加,轮轨间相互作用导致机车车轮踏面出现不同程度的剥离损伤,严重威胁了列车的安全运行。为研究增黏砂对机车车轮踏面剥离问题的影响,对机务段使用的石英砂及不同类型的河砂进行采样,搭建轮轨接触模拟试验台进行轮轨与石英砂及轮轨与河砂的碾压试验,并对车轮踏面鱼鳞状剥离部位进行金相分析。综合对比分析现场情况、碾...
为研究多层弹性部件轨道系统的动态特性,提出一种实验室测试方案:首先以锤击法和模态分析为基础,按照实际轨道结构搭建一段25 m长的测试平台,进而在预荷载作用下测试并计算得到轨道系统的固有频率、阻尼比和振动传递率等,最后对比分析道床隔振垫、扣件刚度和预载荷对轨道动态特性影响。结果显示:采用隔振垫能使大于40 Hz的频段具有较好的减振隔...
首次提出了仿生机械学研究的新领域——人工自愈的概念,旨在改变仅靠故障停机保护机器安全和完全依赖人去修复机器的传统方式。人工自愈是将人和动物的自愈机制赋予机器,在运行中避免和抑制故障,实现自愈化以确保机器的本质健康。论述了工程自愈论是控制论研究的新领域,是人工自愈的理论基础,并对工程自愈论和工程控制论以及自愈化与自动化进行...
CO2气保焊的焊接过程中电信号含有大量随机非平稳噪声,消噪预处理是电信号后期分析的重要环节。常见的信号滤波方法有硬件滤波和软件滤波,其中小波阈值消噪方法在软件滤波中应用最为广泛,该方法能够很好的消除电信号中的噪声,但在信号不连续点处易产生伪吉布斯现象。提出利用一种平移不变量小波方法（Translation invariant de-noising,TID）对...
针对石油钻杆尺寸长、重量大等装卸不便因素给其两端螺纹廓形参数测量带来的困难,提出一种在机精密检测方法,并成功应用于某数控石油螺纹修复机床。该方法利用数控刀架带动激光位移传感器获取螺纹轴截面廓形数据;为修正传感器因测点倾角带入的测量误差,构建了一个倾角误差模型,对数据进行实时补偿;应用B样条曲线对补偿后的数据进行拟合,结合改进...
研究离心铸造25Cr35NiNb+微合金和35Cr45NiNb+微合金乙烯裂解炉管初生碳化物分类及其高温持久性能。采用光学显微镜和扫描电镜观察分析了炉管原始铸态初生碳化物形态、分布和种类,采用高温持久蠕变试验机开展了试验温度900～1 100℃、试验应力12～45 MPa条件下的高温持久试验。结果表明:离心铸造炉管初生碳化物形态可归纳为正常和异常两种类型,...
开发受控核聚变能源是一种解决未来能源问题的有效途径。多年来国内外研究发现,钨具有高熔点、高热导率、低物理溅射率、低氚滞留、低肿胀等优点,被认为是最有潜力作为第一壁的候选材料。应用于核聚变反应堆极端环境中的材料,要求具有良好的抗氧化性能、力学性能、抗辐照性能等综合性能。但钨的抗氧化性能较差、再结晶温度较低、脆韧转变温度较...
基于Al-Mg-Si系铝合金等温及非等温过程的微观结构演变规律,建立沉淀相粒子微观组织演变模型,包括沉淀相粒子的形核、长大、溶解以及粗化阶段。结合基于自适应网格重剖分的有限元热力耦合模型建立的6005-T6铝合金搅拌摩擦焊接的数值模拟,建立搅拌摩擦焊接过程中对于该种合金的组织演变和强化模型。通过充分考虑了固溶强化、沉淀强化对力学性能的...
相对于氩弧焊而言,氦弧焊能够获得更大的熔深、熔化效率和更高的焊缝质量,在航天产品铝合金的焊接中表现出更为良好的作用。为比较两种热源电弧热力特性,采用高速摄像观测不同弧长下氦弧和氩弧电弧形态,采用电弧压力传感器测量电弧压力径向分布曲线,并采用分裂阳极法测量氦氩电弧阳极电流密度分布。结果表明,氦弧在阳极附近收缩明显,随弧长的增...
设计从基体到Ti连接层、Ti+SiC混合过渡层、陶瓷复合层的结构,通过激光熔覆原位反应成功制备Ti2AlNb/TiC+Ti3SiC2体系梯度材料。通过扫描电子显微镜、能谱分析和X射线衍射仪分析了梯度复合层的微观组织。结果表明,层与层之间结合良好,实现了成分与显微结构的梯度过渡。梯度复合层共有6层,总厚度约1.5 mm,在Ti+SiC的混合过渡层中,Ti与SiC反应生成...
为了研究Ag-GNSs/SnAgCu钎料在微纳米尺度下的变形行为,采用恒加载速率/载荷法在室温下对复合钎料进行纳米压痕试验,通过载荷-压痕深度曲线分析,并结合压痕形貌,研究载荷-压痕深度曲线中出现屈服台阶(pop-in)现象的机制,以及复合钎料在纳米压痕试验中的变形情况。结果表明,载荷-深度曲线中存在的'pop-in'是由于纳米压痕过程发生了弹塑性变形的转...
汽车动力电池包多由单体电池、模组、壳体、电器联接部件及管理系统装配成整体,在变温、振动环境下完成充放电功能。其性能的可靠和安全直接决定了电动汽车的正常运行。研究复杂电池包结构的动力学建模和分析,探索其内部精细结构以及整体电池包的动力学响应,是车用电池包开发和结构、性能优化的迫切需要。提出了基于单体等效力学参数和实际接触...
电动汽车双模耦合驱动系统实现集中式驱动系统与分布式驱动系统的一体化集成,可以大幅提高整车的动力学性能,但其驱动模式切换会造成车辆的平顺性下降。为解决上述问题,提出并验证基于机电耦合控制的变模冲击抑制方法。针对双模耦合驱动系统的独特构型,建立其传动总成模型,揭示出加装扭转减振器以减小变模冲击的动力学机理;综合考虑变模时间限制...
复杂非线性系统试验测试结果的不确定度分析对于保证产品的质量可靠性具有重要意义。以评价车辆座椅头枕对乘员颈部保护效果的鞭打试验为例,提出一种基于支持向量机模型的复杂非线性系统试验不确定度评定方法。研究鞭打试验的主要影响因素概率密度分布,采用拉丁超立方抽样对影响因素进行试验设计;利用试验结果,采用最小二乘支持向量机,建立鞭打...
通过分析三维磁流体动力学与电磁场方程,对气液两相流磁流体发电机等截面直方通道内的流体流动现象进行数值模拟,分别研究了通道截面尺寸、空泡率、磁场强度、入口速度、负载系数、工质对对磁流体发电机的性能影响。数值模拟结果表明,当负载系数为0.5时输出功率达到最大,输出功率与磁场强度、流动速度和工质对中混合导电率成正比关系,同时输出功...
具有丰富太阳能辐射资源、土地资源优势的中国西北荒漠化地区是建设太阳能热发电站的理想场所,然而这些地区终年多风、多沙尘的气候对太阳能热发电设备的安全可靠运行产生了不利的影响。通过数值模拟,对目前应用广泛的RP-3型槽式太阳能热发电集热器在三维定常流场内表面风压特性和风沙两相流场中沙尘的沉降特性进行了模拟分析,得出迎风角和风速...
为了进一步提高超声速膨胀器转子性能,采用数值方法对其内部流动特性和损失机理进行研究。发现膨胀流道入口处膨胀波和出口处斜激波的波系分布控制超声速膨胀器转子内部的三维流动结构;泄漏涡的产生、发展和破碎过程是其内部旋涡运动的主要特征;超声速膨胀器转子内部的流动损失可分为叶型损失、端壁损失、间隙泄漏损失和尾迹损失,吸力面下表面附...
以智能机床的控制体系为着眼点,通过分析机床控制系统的发展及所存在问题,提出将云计算的概念与数控机床智能控制相结合是解决问题的有效途径。针对国内外云计算在制造业的应用现状,分析得出以云计算为基础设计和调整机床控制体系这一研究思路,具有一定的创新性,可以依靠云计算的本质特点,构建一种新颖的、具备云计算基本特点的开放式控制结构,...
针对静电驱动微机电系统(Micro-electro-mechanical system,MEMS)器件中常见的阶梯型微悬臂梁结构,提出一种吸合电压的计算方法。基于欧拉梁理论和修正的偶应力理论,运用能量法推导出吸合电压理论模型。采用试函数与待定系数的积来表示微悬臂梁位移,利用泰勒展开来简化求解过程。通过与有限元结果对比来验证模型的正确有效性,讨论试函数的选取以...
重要度分析是辨识复杂系统可靠性薄弱环节的有效手段。但现有的重要度分析方法均假设系统及组成部件的退化规律是完全精确已知的,即系统和部件的退化或失效模型是可以被精确估计的。针对实际工程中由于小样本、失效数据不足且难以获取、失效或退化机理不明确等因素所产生的退化模型参数认知不确定性,提出一种考虑认知不确定性的多状态系统Birnba...
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