针对大宽厚比冷轧带钢复杂板形测控问题,从板形检测单元划分、工艺误差综合补偿、非对称高次板形模式识别、板形统计评价和板形手段协同调控等角度,详细地分析了影响板形测控精度和调控效率的物理机制,并基于机理-智能协同调控模型和虚拟仪器平台,研制了新型的冷轧带钢智能板形测控系统。首先,细化板形检测单元有助有改善带钢边部板形的检测效果...
板材在生产、运输或使用过程中易产生缺陷,影响板材的使用并造成安全隐患。采用传感器阵列成像技术能够直观、清晰地显示出缺陷的相关信息。SH0模态在铝板中传播时无频散现象,波速恒定,在对信号进行处理时,不需要考虑频散特性带来的影响,有利于缺陷定位和成像。基于磁致伸缩换能机理,研制出一种能在板中激励接收SH波最低阶模态即SH0模态的磁致伸...
针对设备故障信号的非线性、非平稳特征,提出了基于快速变分模态分解、参数优化多尺度排列熵和特征加权GK模糊聚类的故障诊断方法。首先,在变分模态分解的基础上,引入快速迭代的思想,提出快速变分模态分解方法,以减少算法运行时间与迭代次数;其次,针对多尺度排列熵算法的参数确定问题,综合考虑参数之间的交互影响,提出一种基于多作用力微粒群算...
军事侦察打击、远程运输和医疗救援对飞机的性能要求不断提高,传统机翼在提升飞行效率和任务适应性等方面存在瓶颈,制约着飞机性能提升。智能柔性变形机翼将柔性材料、变形结构和分布控制与传感等技术结合起来,实时感知载荷和姿态并自适应变形,在不同环境和任务下都获得优异性能,对克服传统机翼不足、提升飞机性能具有重要作用。目前,国内外学者...
针对离心压缩机叶轮叶片疲劳寿命研究的需要,考虑到服役环境对疲劳寿命的影响,开展叶轮典型材料FV520B钢在湿H2S+Cl-环境中的腐蚀疲劳试验研究,结合断口形貌观察分析其疲劳失效机理,建立疲劳寿命预测模型。结果表明,FV520B钢在湿H2S+Cl-环境中的疲劳性能相较于大气环境大幅下降,并随着环境中H2S浓度升高而下降;随着应力幅值降低,介质中的H2S对疲...
为利用机械约束装置实现对水下湿法焊接过程中电弧气泡周期性上浮的可控调节,开展了机械约束装置辅助水下湿法焊接试验。采用高速摄像观察电弧气泡的动态行为,利用传感器采集施加机械约束装置时瞬时焊接电流、电弧电压值,通过光学显微镜分别观察焊缝截面尺寸和焊接接头微观组织,并与相同参数下常规水下湿法焊接进行对比。研究结果表明,机械约束...
钢/铝结构件在现代交通领域具有广泛应用前景,易生成脆性Fe-Al化合物是钢/铝异种金属焊接亟待解决的难题。采用光纤激光器对1.4mm厚DP590双相钢和1.2 mm厚6016铝合金进行添加Si粉激光深熔焊接实验,利用卧式金相显微镜、扫描电镜、X射线衍射和微机控制电子万能试验机等研究添加Si粉前后焊接试样金相组织、断口形貌、界面元素分布、主要物相与接头...
破裂是剪切旋压时最主要的失效形式。为实现对剪切旋压时破裂的精确预测,根据剪切旋压成形时变形区材料的受力特点,提出对基于材料压缩变形塑性本构模型的Oyane准则进行研究。以DP600高强钢为研究对象,通过ABAQUS软件的VUSDFLD子程序二次开发,将Oyane准则耦合到剪切旋压有限元模型进行断裂损伤的计算及断裂阈值的判断。通过椭球形芯模旋压试验对...
在不同试验参数下,采用自主设计的螺栓加载装置,系统地开展偏心载荷作用下螺栓连接结构的松动试验。通过获取螺栓轴向力时变曲线,研究偏心载荷作用下螺栓连接结构的松动行为;运用三维显微镜(Optical microscope,OM)、扫描电子显微镜(Scanning electron microscope,SEM)以及X射线电子能谱仪(Energy dispersive X-ray,EDX)等分析方法对试验后的螺...
针对含裂纹焊接结构的疲劳评定,基于断裂力学的传统方法依据Paris公式需多次迭代计算估计结构寿命,计算量较大、耗时较长,不便于对工程问题做出及时快速决策。通过含裂纹结构疲劳强度与S-N曲线的等效关系,建立含裂纹结构的质量等级方法,实现快速疲劳评定。针对无限长裂纹,推导计算出与S-N曲线对应的含无限长裂纹结构质量等级,确定不同质量等级下...
采用数值模拟和试验手段相结合的方法研究外部拘束对低合金高强钢Q345单道堆焊接头面外变形影响的机理。基于有限元软件ABAQUS平台,开发同时考虑材料非线性、几何非线性与接触非线性的热-弹-塑性有限元算法来模拟板厚为2 mm和4 mm的低合金高强钢薄板单道堆焊的温度场、残余应力和焊接变形。同时,采用试验方法测量了薄板接头的面外变形。通过比较...
当前常用裂纹试样的K因子和柔度C表达形式各异且参数的数量较多,有的裂纹试样K因子和柔度式中参数达到或超过6个,不利于计算;对于非标准试样的K因子和柔度C表达式的获取主要根据有限元分析数据而采用回归和拟合的方式,比较繁冗。针对9种Ⅰ形裂纹试样,基于Chen-Cai能量等效原理提出仅有2或3个参数的K因子、柔度C的统一模型。结果表明,K因子和柔度...
亚共晶铝硅合金因具有轻质、耐腐蚀、高的比强度和优异力学性能等优点,被广泛应用于航空、航天、军事及汽车工业领域。利用喷射沉积技术制备亚共晶Al-7Si-0.5Cu-0.5Mg合金,通过高温压缩试验结合微观组织分析,研究温度和应变速率对沉积态亚共晶铝硅合金热变形行为的影响规律,最终确定沉积态合金优化的致密化工艺参数。研究发现,采用双曲线正弦函...
道路纵向坡度是汽车动力传动电控系统和底盘主动安全电控系统控制策略的关键参量。以往对道路坡度估算的研究大多假定坡度为常值,且采用单一传感信息估算纵向坡度。然而实际道路和汽车行驶工况复杂多变,易导致传感信号失真甚至错误,采用单一的坡度道路模型和传感信息很难保证坡度估算值的精度。建立定坡度和定坡度变化率两个道路模型,利用车辆纵...
为开发基于无级自动变速器(Continuously variable transmission,CVT)的混合动力变速箱液压系统,分析对比目前基于CVT的混合动力量产车型所采用的液压系统供油方案,结合混合动力变速箱实现纯电动行驶的功能需求及进一步降低液压系统能量消耗的需要,提出采用电动油泵作为混合动力CVT液压系统动力源的供油方案;并通过仿真方式对比电动油泵方案与其...
空间机械臂捕获非合作目标后,需要及时辨识获取机械臂末端未知载荷的质量参数,以便于控制系统参数的修正。为此,提出一种柔性机械臂末端载荷质量参数的递推辨识方法。该方法基于投影估计子空间追踪(Projection approximation subspace tracking,PAST)方法,将系统的动力学模型在某一工作点附近进行线性化。在此基础上,进一步将动力学方程中的机构...
在高速无人驾驶车辆的运动规划与跟踪控制过程中,滑移和侧倾是很难克服的高度非线性约束,特别是在复杂地形条件下,容易导致车辆失稳甚至侧翻。通过研究地形因素对车辆转向特性和稳定性的影响,建立高速车辆的等效动力学模型,并提出了一种变步长的模型离散化方法,能够在保证及时动态响应的基础上,实现较长的轨迹预测时域以及计算的实时性。针对高...
为揭示基于内凹型接触轮的钢轨砂带打磨静态接触行为,分析内凹型接触轮与钢轨接触几何关系,建立内凹型接触轮与钢轨宏观静态接触理论模型。采用Hertz接触理论对钢轨横截面和纵截面两方向微元积分,得到接触区域边界曲线函数和应力分布函数,获得打磨压力、接触轮直径等参量对接触区域形态和应力分布的影响规律。理论计算和有限元仿真结果表明,内凹...
分动器作为智能四驱汽车的关键部件,关于其性能研究较多从机械传动角度考虑,没有考虑动力传动中摩擦生热的影响。针对这一问题,首先建立基于热负荷特性作用下的分动器力学模型;接着基于Matlab/Simulink软件建立性能仿真模型,分析结果表明热负荷对分动器摩擦片的摩擦因数以及润滑油黏度的影响较大;在此基础上,构建分动器试验平台,获得热负荷条件...
针对现有金属带式无级变速器(Continuously variable transmission,CVT)传动效率偏低的问题,以某国产CVT为研究对象,在推导钢环压力模型的和钢环运动学模型的基础上构建钢环摩擦损失计算模型,分析出钢环摩擦损失的分布特性及产生机理。研究表明:钢环摩擦损失随输入转矩及转速的增加而增大,其在中间档(Medium ratio,MED)速比至超速档(Overdrive r...
起落架摆振稳定性是现代民机研制和适航认证的重要关注问题。针对民用飞机复杂的前起落架系统,建立三维简化动力学仿真模型,分别模拟不同的摆振试飞场景-典型的摆振滑行速度、重量/重心和跑道障碍物摆振激励方式,开展刚柔耦合起落架结构的摆振特性分析。仿真结果验证飞机起落架在正常构型下的稳定性,分别评估起落架减摆阻尼、轮胎松弛长度和侧偏...
电子设备高度集成化导致其发热功率同步大幅增加,需要更高效的冷却技术解决其散热问题。自相似微通道热沉(Self-similarity micro-channel heat sink,SSHS)是近几年提出的一种新型微通道换热结构,与一般的微通道热沉相比,具有更好的换热均匀性和更宽的适用性。利用数值方法对SSHS的一个完整工作单元内的流动过程进行了模拟计算,以进一步分析SSHS...
多环套装重金属结构设计是一种有效提高核主泵飞轮转动惯量的结构设计方法之一,为保证其在严苛工作条件下的结构强度安全,采用有限元法,在考虑过盈配合预应力以及离心力的基础上,首次对高温工作环境下的核主泵多环套装重金属钨合金飞轮进行稳态热应力分析,探讨工作环境温度因素对核主泵飞轮结构设计的影响。通过建立由内轮毂、中间层重金属钨合...
基于正交试验的方法,采用XFOIL软件研究最大相对厚度、最大相对弯度以及尾缘厚度对翼型前缘粗糙度敏感性的影响,推导评价翼型粗糙度敏感性的指标,并讨论翼型表面不同区域加密面元节点对XFOIL软件计算结果的影响。研究表明,在翼型上表面正压力梯度区域加密面元节点会对XFOIL软件的计算结果产生明显的影响,而在其它区域增加面元节点个数会增加计算...
射流剪切层瞬时涡量变化对大结构涡环的脉动过程有重要影响。依据涡环在自激振荡腔室内的蓄能及释能状态,分析了自激振荡脉冲涡量助推效应。利用大涡模拟数值计算方法,分析入口压力为1MPa时自激振荡瞬时涡量初生时刻扰动变化、一个脉动周期内瞬时流向涡量变化和自激振荡腔室下游出口流道流速变化。结果表明:自激振荡腔室内气流形成剪切层和初生...
直接泵控系统比阀控系统具有很大节能优势和应用前景,但泵控差动缸现有技术都不理想,采用非对称泵平衡差动缸不对称流量是一种有效的解决方案。基于非对称定量泵,提出一种非对称变量泵VAPP(Variable-displacement asymmetric axial piston pump)。采用伺服比例阀和与斜盘固定连接的角位移传感器组成闭环控制方式对VAPP斜盘倾角进行控制,实现VAPP...
目前气力输送设备的开发与应用仍然局限在忽视能耗的粗放型阶段。基于此拟在水平管气力输送系统物料入口上游处安装自由摆动的软翅以产生自激振荡流,实现系统节能降耗的目的。首先,通过试验测量系统的压力损失、最佳输送速度并计算能量损失系数,结果表明:相对于传统输送,自激振荡流能有效降低气力输送系统的最佳输送速度和能量损耗,最大减小量分...
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