层流流体管路分段集中参数键图模型研究

 对传统管路分段集中参数模型进行修正，通过引进动摩擦液阻，提出了适用于研究层流管路动态特性的分段集中参数键图模型、对比该模型与特征线法(method of characteristics)的仿真结果，表明所提出的管路模型是一种高精度模型． 该模型结构简单、计算参数少，适合于复杂管路系统的建模分析.     

基于流固耦合-集总参数组合法的悬架液压衬套建模

为解决汽车悬架液压衬套动特性分析中流固耦合有限元仿真模型计算效率不高问题,提出采用流固耦合-集总参数方法对液压衬套进行仿真建模。首先,在分析液压衬套工作原理基础上,建立液压衬套集总参数数学模型,并搭建AMESim仿真模型;其次,在Hypermesh软件中对液压衬套的固体和液体部分进行网格划分,将离散化网格导入ADINA中形成流固耦合有限元模型,通过流固耦合模型提取出液压衬套的物理参数。最后,将所提取的流固耦合参数代入AMESim模型中,计算液压衬套动特性并与实测数据对比。结果表明:所提出的流固耦合-集总参数组合模型方法可以对液压衬套性能进行高效、准确仿真,可为液压衬套的进一步优化和整车匹配奠定基础。     

低温管路系统预冷过程仿真研究

低温液体在通过管路系统传输前,需对管路系统进行充分预冷,以避免低温液体在输运过程中出现气液两相,造成潜在的危害。基于多学科仿真平台AMESim中的Steiner流动沸腾换热模型,采用液氮作为预冷工质分析管路系统的预冷过程,重点研究进口压力、脉冲流频率及脉冲比率对管路系统预冷效果的影响。分析表明,在计算范围内,随着进口压力的增大,管路的预冷效率逐渐降低。因此,实际预冷过程中在满足流体输送要求时可以适当降低进口压力来提高预冷效率;脉冲流的预冷效率随脉冲频率的增大,先增大后趋于稳定,随脉冲比率的增大而减小。研究结果对于提高预冷效率、降低资源消耗、确保预冷过程安全进行,具有一定的指导意义。     

智能型沥青洒布车洒布量控制算法研究

智能型沥青洒布车的洒布质量直接关系到路面的施工质量。本文围绕智能型沥青洒布车行驶速度与洒布量的关系进行研究,确立了洒布车档位与洒布参数之间的关系,给出了自动洒布控制算法,并加入PID调节,从而实现对洒布量的精确控制。     

多稳态压电振动能量采集器的非线性动力学特性及其实验研究

为了提高非线性双稳态压电振动能量采集器的输出性能,提出了一种基于磁-机-压电耦合的非线性多稳态振动能量采集器,通过在双稳态压电振动能量采集器模型基础上增加一对外部磁铁,构造了具有四个稳态的非线性压电振动能量采集器。利用磁偶极子理论建立了采集器悬臂梁末端磁铁与外部磁铁之间的非线性磁力模型;利用Hamilton原理和Raleigh-Ritz方法建立了四稳态压电振动能量采集系统的分布参数机电耦合动力学模型;仿真分析了磁铁水平间距和外部磁铁间距等参数对系统非线性磁力、非线性分岔特性和动力学特性的影响。制作了四稳态压电振动能量采集器原理样机,搭建了样机性能测试平台,实验结果与仿真结果具有较好的吻合度。研究结果表明四稳态压电振动能量采集器可以在低激励水平作用下显著提高能量收集效率,且具有较宽的工作频带。     

EBS桥模块响应特性检测气控系统仿真与设计

EBS桥模块是汽车桥制动的核心部件,目前国内关于EBS桥模块性能检测气控系统的设计没有统一的标准,检测气路设计标准不同会导致检测数据不一致,使得检测结果无法对比分析。针对这一现状,基于EBS桥模块结构及其工作原理,建立桥模块响应特性检测气控系统的数学模型,包括桥模块气室模型、电磁学模型、运动力学模型,以及测试管路数学模型,利用Matlab/Simulink仿真软件搭建检测气控系统的仿真模型,对桥模块常规及电控响应特性进行仿真,提出响应特性影响因素:管路孔径、管路长度、负载储气罐容积,并进行仿真验证。结果表明:管路孔径、管路长度、负载储气罐容积均会影响响应特性测试参数,其最佳值分别为12 mm、500 mm、1 L。通过与实际检测结果对比,验证仿真模型的准确性及仿真分析的有效性,为EBS桥模块响应特性检测气控系统的设计及完善奠定理论基础。     

管道气液两相严重段塞流的数值模拟与分析

为了研究管道系统严重段塞流的瞬态特性,以下倾管-立管系统为建模对象,建立了气液两相严重段塞流的一维数值模型。该模型基于分层流理论和分相流理论,分别对严重段塞流的四个阶段(液塞形成、液塞流出、液气喷发和液体回流)进行理论建模。模型的仿真结果与文献中的实验数据相对误差在10%以内,验证了该理论模型的有效性。在此基础上,对严重段塞流现象进行了数值仿真,并分析了气液折算速度对严重段塞流瞬态特性的影响。结果表明:下倾管-立管系统严重段塞流现象具有明显的周期特性,并且周期随着气相折算速度的增大而减小;立管底部压力波动幅值随着气相折算速度的增大而增大。研究结果可为管路系统的设计和振动预防提供参考。     

异步电动机晶闸管相控调压调速系统的建模与仿真

利用晶闸管相控方式对异步电动机调压调速系统进行建模与仿真,利用MATLAB建立仿真模型,并通根据理论计算调节异步电机晶闸管相控调压调速仿真系统各参数,通过比较系统输出结果对系统参数不断调节以达到满足调速系统的最佳稳态和动态指标。     

高落差多分支管路结构对多联式空调系统能力影响的快速仿真

大型高层建筑所采用的多联式空调系统中，室外机与室内机之间存在高落差、管路结构中存在众多分支，导致室内机能力的衰减。为了提高大型高层建筑中多联式空调系统室内机的能力，需要开发可以快速评估管路分支与落差对于室内机能力影响的仿真软件。本文建立了管路分布参数模型和基于流体网络理论的系统流量分配模型，以准确反映管路内制冷剂的流动特性；建立了室内机换热器分相模型和电子膨胀阀脉冲数快速计算模型，以快速反映室内机的运行状态；开发了分层迭代的求解算法，以提高软件计算的速度。同时采用已有数据进行模型验证，结果表明：各模型的误差均在±12%范围内；常见的多联机结构形式下仿真的计算时间均在1 min范围内。利用仿真软件的算例分析得到：室内机与室外机间的落差每增加20 m,室内机能力衰减2.7%～11.9%;管路中经过的分支个数每增加1个，室内机能力衰减0.4%～9.7%。     

单-双联卡箍管路系统建模及动力学特性分析

以航空发动机中的双联卡箍为研究对象,采用线性弹簧对其进行离散化等效处理。通过刚度测试装置获得双联卡箍的角刚度和部分线刚度;基于铁木辛柯梁理论建立两端固支条件下的双联卡箍管路系统的动力学模型,采用遗传算法结合模态试验搜索未能测定的双联卡箍刚度,其中仿真与试验固有频率误差不超过4.46%,两者频响函数吻合较好。在获得双联卡箍刚度的基础上,建立了单-双联卡箍管路系统的动力学模型,并通过锤击试验验证了模型的有效性,仿真与试验固有频率误差不超过3.86%,各阶振型对比较好,单-双联卡箍管路系统的动力学模型可用于卡箍管路系统振动特性分析工程实际之中。     

新型打桩锤电液控制系统研究

为提高打桩锤的打桩质量和工作效率,提出一种基于插装阀设计的新型大流量液压打桩锤。通过分析该打桩锤电液控制系统的结构组成和工作原理,建立了液压系统驱动桩锤打桩的动力学模型。基于AMESim平台构建了打桩锤电液仿真系统,同时搭建了实验平台,对桩锤锤击过程动态特性进行仿真和实验研究。仿真和实验结果表明该系统在满足液压打桩锤基本性能的前提下,还具有实现打击能的无级调节、打桩锤控制效率高、换向压力波动小,以及能保证打桩能量和打击重复精度等优点,为优化桩锤参数和开发新型液压打桩锤产品提供了重要依据。     

船舶典型管路系统低噪声设计研究

针对船舶典型管路系统振动噪声控制涉及元件多、技术要求高和施工难度大等难题,提出一种综合考虑管路系统结构参数、流体性能和实船安装因素的低噪声设计方法。首先,采用传递矩阵法建立直管、弯管、法兰、弹性支撑、挠性接管等典型管路元件的传递矩阵,给出管路系统的固有频率和振动响应;其次,设计管路系统计算模型,通过ABAQUS有限元仿真得到挠性接管和弯管对管路系统的影响规律;最后,开展管路系统低噪声设计试验。仿真分析和试验结果表明,管路系统低噪声设计模型是有效的,并给出工程应用中挠性接管、弯管等典型管路元件低噪声安装的建议。     

基于改进BP神经网络的轧机扭振智能控制

针对轧机传动系统扭振控制问题,建立考虑负载转矩的轧机传动系统动力学模型。考虑到扭振模型比较复杂和参数不易测量的特点,提出基于神经网络的状态观测器,并对标准BP网络进行优化处理。设计基于改进BP神经网络状态观测器的智能控制系统,并利用SIMULINK对轧机实例进行仿真。结果表明设计的智能控制系统对轧机传动系统的扭振有良好的控制效果。     

转速受限条件下TBM刀盘混合驱动系统控制器设计

传统全断面硬岩隧道掘进机（tunnel boring machine, TBM）刀盘转速同步控制方法是针对变频电机单一驱动源进行设计的,直接应用于混合驱动型TBM刀盘驱动系统易导致齿轮齿圈发生严重的偏载,显著降低TBM刀盘传动系统的使用寿命和TBM设备完好率。考虑到实际掘进过程中对刀盘转速的限制和系统参数漂移,采用自适应控制策略,针对电液混合驱动型TBM刀盘驱动系统设计基于驱动源力矩控制的转速控制方法。建立了齿轮齿圈传动系统模型,系统的参数不确定性得到充分考虑。通过MATLAB/AMESim联合仿真表明,该自适应控制系统对参数漂移具有补偿作用,在精确控制刀盘转速的同时,实现了不同类型驱动源间的负载力矩分配,原系统中的偏载问题得到了解决。电液混合驱动型TBM刀盘驱动系统通过液压马达和变频电机两种驱动源驱动特性的互补,有效提高了其地质适应性,并对提高掘进速度有着重要的作用。     

斜齿行星传动多体动力学建模与分析

建立了斜齿行星传动的多体动力学模型,对其进行了动态特性仿真,获知了该类系统的自由振动特性、稳态动力响应以及部分设计参数对系统动态特性的影响规律。根据系统特征值的重根数、中心构件的振型坐标及各行星轮间振型坐标的比例,将斜齿行星轮系的自由振动归结为3类典型振动模式,即：轴向平移—扭转振动模式、径向平移—扭摆振动模式和行星轮振动模式,并进一步给出了各类模式的特点。当不考虑构件自身柔性时,基于多体动力学模型的自由振动特性与前人的集中参数模型的仿真结果完全一致,表明了本文所建模型的正确性。斜齿行星轮系的稳态动力学响应表明,内、外啮合力在一个啮合周期内围绕静态均值作较大幅度的波动,而啮频激励是引起该类系统振动的主要原因。参数影响分析表明,构件支承刚度和行星轮周向安装误差对系统动态特性的影响明显,浮动太阳轮、严控行星轮周向安装误差可有效抑制系统的振动。     

船用低噪声布风器设计与声学性能分析

在船舶与海洋平台中,空调管路系统噪声是舱室噪声的主要来源之一,风机与管路元件流动噪声通过管路系统与管口传递至舱室,布风器处于管路系统的末端,是连接管路系统与舱室之间的重要元件,在空调系统噪声控制中起重要作用。针对管路系统管口辐射噪声,在兼顾气动性能及声学效果基础上,提出新型低噪声布风器结构形式,采用数值模拟方法开展布风器阻力损失、气流再生噪声与传声损失的计算评估。结果表明,低噪声布风器的气动性能与声学效果均优于传统结构形式。     

超高压管线系统结构的动力振动特性优化研究

针对高压管线系统振动剧烈的问题,基于压缩机主体无损和最大经济效益的原则,应用优化规划理论和方法,首次建立了管线系统动力特性优化的数学模型,并基于ANSYS平台利用APDL编程进行了优化计算,确定了系统振动的最优控制方案。对控制方案实施前后的振动测试数据进行了对比分析,分析结果说明改造效果良好。     

Simulation Study on the Typical Influencing Factors for Negative Pressure Wave in Liquid Pipeline Leakage

We conduct simulation study on the typical influencing factors for negative pressure wave in liquid pipeline leakage.We first analyse the liquid pipeline leakage detection based on negative pressure wave method and obtain the essential simulation parameters.Then based on the physical model of pipeline and by introducing leakage boundary condition,we simulate the variation of pressure and flow rate in pipeline after leakage,the influence of leakage scale and leakage position on the pressure and flow rate in ...     

大型调节阀死区的颤振补偿研究

针对大型电液调节阀的死区是导致其调节滞后的主要因素,分析了调节阀死区的产生原因,研究了在调节阀的执行机构叠加高频颤振进行死区补偿的机理。利用AMESim仿真软件,建立了电液调节阀的死区补偿模型,并对该模型进行了实验验证。在此基础上,讨论了颤振信号的幅值、频率和均值对死区补偿效果的影响。结果表明,通过叠加适当的高频颤振信号,使电液调节阀的执行机构始终处于微小的颤振状态,可以有效克服死区的影响,改善调节阀的动态响应特性,实现对调节阀死区的有效补偿。