操作参数对Cr-Mo钢焦炭塔瞬态温度场及热应力影响数值模拟研究

针对Cr-Mo钢焦炭塔,利用有限元数值模拟方法中的动态热边界条件,模拟了恒速上升的液体介质沿塔内壁爬升过程,开展了Cr-Mo钢焦炭塔瞬态温度场和热应力数值模拟研究,定量分析了进油速度、进水速度以及冷却水温等操作参数对塔壁瞬态温度场和热应力场的影响规律。研究结果表明,进油和进水阶段,随着介质界面的恒速上升,内壁处产生了较大的轴向温度梯度,塔壁上形成了较高的径向温差。液面升速越快,由温度波动产生的热应力越大。相同冷水升速条件下,水温越低,同一轴向高度的径向温差以及内壁处的轴向温度梯度越大,产生的热应力也越大;相同液面升速下,进水阶段的热应力要高于进油阶段的热应力。研究结果可为定量分析Cr-Mo钢焦炭塔安全状况和剩余寿命提供技术支持。     

焦炭塔塔壁温度场特性的研究（三）：周向温差对塔体垂直度的影响

分别利用解析式和有限元软件计算了由周向温差引起的轴向不均匀应力，对影响焦炭塔垂直度的各种因素进行了分析，实测了焦炭塔的垂直度情况及一次循环操作中地脚螺母的松动情况。结果表明：塔壁周向不均匀温度场在塔壁上产生的轴向应力较小，但具有拉压交叉的特征，与其它温差产生的压力综合的结果使得塔体周的轴向应力和应变不均匀，长期循环操作使得应变之差累积起来，影响塔体垂直度。周向不均匀温度场也是塔体摆动和地脚螺母松动的主要原因之一。     

焦炭塔塔壁温度场特性的研究（一）——塔壁二维瞬态温度场及热弹塑性有限元计算分析

本文模拟了恒速上升的介质界面在焦炭塔内沿塔壁爬升的动态边界工况,对其在壁中引起的径向和轴向二维瞬态温度场及相应的应力就变场进行了有限元计算分析。结果表明：进油和进水冷焦过程在塔内液面上方附近产生了很大的等效应力,导致器壁发生弯曲变形,冷焦水在塔壁上造成的径向温差、轴向温度梯度及其应力均明显地大于进油过程,当水温较低时,液面附近的筒节外表面产生永久的塑性变形,在进热油和进冷焦水的过程中,内外壁间温差最大的部位分别出现在界面上下约30mm和25mm处,对不同水温以及不同求解方法的某些结果进行了比较,最后作了定性的误差分析。     

内压弯管在面内循环弯曲载荷作用下棘轮效应的研究

利用多轴试验机研究了内压及面内循环弯曲载荷作用下低碳钢弯管的棘轮效应。试验研究表明最大棘轮应变发生在顶线位置的环向。对于个别试件,内缘线位置也发现了环向棘轮应变,但所有试件的外缘线位置均未发现棘轮应变。内压不变时棘轮应变速率随面内循环弯曲载荷的增大而增大;面内循环弯曲载荷不变时,棘轮应变速率随内压的增大而增大。通过用户编程,采用Chen—Jiao—Kim随动强化模型,利用弹塑性有限元法对弯管进行了循环塑性分析。与试验结果相比,Chen—Jiao—Kim随动强化模型能给出较好的预测。采用C—TDF提出的等效塑性应变增量控制法确定了结构的棘轮边界。     

15CrMoR焊缝区及母材区低周疲劳寿命预测

制作了焦炭塔用材15Cr MoR的对接试件,对其母材区及焊缝区金属进行了不同温度的单轴拉伸试验与全寿命单轴棘轮效应试验。利用OW-II随动强化模型对材料的棘轮效应进行预测,模型能较好地预测材料稳定段的棘轮应变率。通过单轴拉伸试验数据得出预测低周疲劳寿命的基本参数,选用考虑棘轮效应的MSRS模型对母材区焊缝区材料疲劳寿命进行预测,预测结果均在2倍误差带以内,而且预测结果均匀分布在45°精确线两侧。利用OW-II随动强化模型在相同工况下预测出的母材区焊缝区稳定段棘轮应变率,应变幅值,带入MSRS模型,预测结果表明母材区疲劳寿命明显低于焊缝区,稳定段棘轮应变率母材区明显高于焊缝区。     

焦炭塔的疲劳累积损伤及套合效应研究

基于Abaqus平台的二次开发,对典型工况下焦炭塔一个周期的瞬态温度场进行了数值模拟,对进油、进水阶段的径向、轴向温差进行了对比分析,并解释了周向、轴向热应力形成机理;在考虑焦炭与塔壁套合效应的基础上,对Mises应力最大节点进行了组合应力分析,发现焦炭塔在整个生产周期中几乎都处于比例加载状态;鉴于此,通过RainFlow循环计数法对非恒幅应力波形进行了划分,根据疲劳损伤的线性累积原则,计算出了角焊缝的理论寿命值;将有焦炭时的轴向、周向应力值与无焦炭时的进行了对比分析,发现焦炭对塔壁周向套合效应显著,应力增幅近50%;并对套合引起的周向应力进行了理论公式计算,得到了与有限元计算吻合的结果,表明了有限元计算的有效性。     

热处理U71Mn钢轨钢的棘轮行为及其本构模型

通过单轴拉伸试验、对称应变循环疲劳试验和非对称应力循环疲劳试验,研究了热处理U71Mn钢轨钢的循环特征和棘轮行为;基于试验结果,对Abdel-Karim-Ohno循环塑性本构模型进行修正,并将模拟结果与试验结果进行对比。结果表明:试验钢表现出初始循环软化特性;在非对称应力循环载荷下,试验钢产生了明显的棘轮行为,棘轮应变随应力幅、平均应力和峰值应力的增加而增加,棘轮应变率随峰值应力的增加而增加,当峰值应力不超过950MPa时,棘轮应变率随循环周次的增加快速减小至稳定值,当峰值应力超过950MPa时,棘轮应变率先减小后增大;大多数工况下采用所建立的修正Abdel-Karim-Ohno循环塑性本构模型得到的棘轮应变与试验值的平均相对误差约为9.8%,说明该模型能够较好地预测热处理U71Mn钢轨钢在应力循环工况下的棘轮行为。     

面内循环弯矩作用下内压筒体斜接管结构棘轮边界的确定

利用正交设计方法,确定了16个内压筒体斜接管结构的尺寸参数,采用MJS模型按照等效塑性应变增量控制法对这些结构在面内循环弯矩作用下的棘轮边界进行了计算,并采用最小二乘法对无量纲化的棘轮边界进行了拟合。利用多元回归分析法找到了拟合公式中各系数与结构参数的关系,从而确定了内压斜接管结构棘轮边界的经验公式。根据此式,讨论了不同的结构参数对棘轮边界的影响。     

不同温度下15CrMoR循环塑性实验研究及低周疲劳寿命预测

在20℃,200℃,300℃和400℃下对15CrMoR进行了循环塑性行为和棘轮效应—疲劳交互作用的实验研究。不同温度下全寿命内循环塑性实验表明,非对称循环加载的大部分时段棘轮应变率基本保持稳定,后期接近失效阶段才急速增大。各温度下棘轮应变随平均应力、应力幅的增大而增大。低周疲劳寿命受平均应力和应力幅的共同影响,但应力幅的影响更大。与Coffin-Manson模型及Morrow修正模型相比,各温度下MSRS模型对材料疲劳寿命的预测更为准确。采用含温度参数的MSRS模型可较方便地预测不同温度下材料的疲劳寿命。     

内压弯管受对称面外弯曲时的棘轮应变有限元分析

利用有限元法，采用弹性理想塑性模型，对受对称面外弯曲的内压弯管进行循环塑性分析。计算结果表明，在一定载荷作用下，弯管中部两顶线与内缘线之间有较大的塑性应变累积，且塑性应变区域随加载次数增加而增大。分析发现，棘轮应变沿多个方向发生，但以径向与环向为主，棘轮应变可用等效塑性应变描述。通过计算不同载荷下棘轮应变速率，得出结构的棘轮应变边界。由于采用弹性理想塑性模型，棘轮应变速率恒定，所得棘轮应变边界偏于安全，可供工程设计参考。     

Quantum Cooperative Robotics and Autonomy

The intersection of Quantum Technologies and Robotics Autonomy is explored in the present paper.The two areas are brought together in establishing an interdisci...     

考虑进油孔有限长滑动轴承油膜力的近似解析解

针对具有进油孔的有限长滑动轴承油膜力求解问题,采用变分原理和分离变量法,求得了有限长滑动轴承油膜压力分布的近似解析表达式。将油膜压力分布的近似解析表达式在油膜存在区域上进行积分,即得到了油膜力。将提出的计算有限长滑动轴承油膜力方法与无限长轴承模型、有限元方法的计算结果进行了比较,发现了提出的方法与有限元方法的计算结果很接近。最后,研究了进油孔位置和进油压力对油膜存在区域、油膜力等的影响,研究结果表明进油孔位置和进油压力对油膜存在区域和油膜力有较大的影响。     

三绕组变压器的双绕组等效建模及在Matpower中的应用

针对实际电网存在着大量的三绕组变压器,但国际上一些著名商业软件,如BPA仿真软件、Matpower这一权威潮流计算开源软件,均只提供双绕组变压器模型,限制了其在具有三绕组变压器的电力系统中的应用的问题,潮流计算是自主开发的电力系统各种应用软件的核心模块,因此依托国际权威开源程序进行二次开发,是一种较好的选择。对Matpower要求的数据格式进行了归纳,对变压器的一般的等值电路及带理想变压器的等值电路和带标幺值的等值电路进行了分析研究,提出了三绕组变压器转换为双绕组等效模型的建模方法,使得原先只适应双绕组变压器的潮流计算软件可以适用于三绕组变压器电网的潮流计算;最后以Matpower软件为例进行了案例计算,并用PSASP仿真软件进行对比验证。研究结果证明,所提出的建模方法是有效的。     

On the Relation of Load to Average Gap in the Contact Between Surfaces with Longitudinal Roughness

A computer simulation model for the contact between longitudinally-oriented rough surfaces has been formulated. This model closely duplicates the actual surf ace contact deformation behavior by taking into account the elastic interactions between the asperities. There were no assumptions made about the shapes, or any deformation behavior of the asperities, except for their obeying the laws of elasticity. The plastic deformations on the high asperity peaks were taken into account by setting a ceiling on their contact pressures at the material hardness value. The simulations used real surface profiles which were digitized from unworn circumferentially ground steel surfaces. Each pair of these profiles was mathematically combined to form an equivalent rough profile pressing against an infinitely rigid flat and having the appropriately adjusted elastic modulus. A total of 28 different pairs of profiles were used in the simulations. Each contacting pair was subjected to 30 different load levels and the local contact pressures and deformations were calculated. The contact simulations yielded some important mathematical relationships between parameters, such as the real area of contact, average gap, and average asperity load through statistical curve fitting. Two analytical functions were generated to relate the average load to average gap and the real area of contact to load.     

电站锅炉模糊风险评价方法研究与应用

针对电站锅炉风险等级评价问题,将模糊综合评价技术应用到电站锅炉风险等级评价中。开展了电站锅炉失效影响因素及模糊评价因素的重要程度分析,建立了一套科学合理适于在线评价的电站锅炉风险评价体系,提出了模糊综合评价技术与改进的模糊层次分析法相结合的模糊风险评价方法,利用改进的模糊层次分析法计算了指标体系中各层指标权重。对某一台电站锅炉的实际运行工况影响子因素进行了模糊风险评价,采用模糊合成算子进行模糊综合运算得到电了站锅炉运行工况影响子因素的评价向量。研究结果表明:电站锅炉的运行工况影响子因素的风险评价等级为第6级,失效可能性等级为小,该电站锅炉运行工况良好。     

基于多目标非支配解提取法的电力系统无功优化

针对传统的电力系统多目标粒子群优化算法采用权重系数法将多目标转化为单目标,从而忽视了各目标函数间的竞争关系这一问题,提出将非支配解提取法运用到电力系统多目标无功优化中,并设定了一套提取规则,以电力系统中的有功网损、电压偏差和电压稳定裕度为目标,使目标在充分竞争的情况下得出Pareto最优解,利用IEEE-14节点系统对多目标非支配解提取法的电力系统无功优化进行了仿真测试。研究结果表明,该算法一次运行可以得出多组非支配解,既有偏向单个目标的解也有兼顾所有目标的解,克服了权重系数法的盲目性和单一性,可使电力决策者根据实际问题选择最优解,具有较好的灵活性与多样性。     

交通荷载作用下桥梁结构参数识别方法

应用动力节点加载法,将作用在桥梁上的交通荷载转化为等效节点荷载,再用两步构造法识别结构物理参数.第1步,用Newmark-β方法变换结构运动方程,并用结构的加速度响应求得变换空间内的位移、速度和加速度响应;第2步,基于最小二乘原理,构造出变换空间内求解结构参数的递推式,进行结构物理参数识别.数值模拟结果表明,在交通荷载作用下,该方法能够快速、准确地进行桥梁结构参数识别.     

RLS and LMS blind adaptive multi-user detection method and comparison in acoustic communication

RLS and LMS blind adaptive multi-user detection algorithm and multi-user detector was proposed to solve the problem of multi-user signal detection problem encountered in underwater acoustic communication networks.In simulation analysis,RLS and the LMS blind adaptive multi-user detector were designed and tested for synchronous and asynchronous multi-user communication process.The results of SIR comparison and MMSE comparison show that,both of the two methods can realize blind adaptive detection when any user change in multi-user communication,during this process,the training communication sequences are not needed.The RLS algorithm has about 5 dB higher in SIR compared with LMS algorithm,and the convergence velocity of RLS algorithm is also higher than LMS algorithm when the communication users change.RLS algorithm has better ability in multi-user detection than that of LMS algorithm,and it has great attraction and guiding significance for solving the problem of multiple access interference(MAI) in multi-user communication.     

Robust Impedance Control of Robots Using an Adaptive Interaction Force Observer

For robot interaction control,the interaction force between the robot and the manipulated object or environment should be monitored.Impedance control is a type ...     

Research on key techniques of expendable conductivity temperature depth measuring system

This paper analysis the developing of expendable conductivity temperature depth measuring system(XCTD)and introduce its principle of measuring about temperature,salinity and depth of ocean.Some key techniques are put forward.According to the real needs of XCTD,conductivity sensor with high sensitivity is designed by principle of electromagnetic induce,the ocean conductivity from induced electromotive force has been calculated.Adding temperature correction circuit would help to reduce error of conductivity measurement because of sharply changing temperature.Advanced temperature measuring circuit of high precision and the constant current source is used to weaken effect of self-heating of resistance and fluctuation of the source.On respect of remote data transmission,LVDS is a good choice for the purpose of guarantee the quality of data transmitted and the transmission distance is reaching to thousand meters in the seawater.Modular programming method is also brought into this research aimed at improve the stability,reliability and maintainability of the whole measuring system.In February,2015,the trials in South China Sea demonstrate that the developed XCTD realize effective measurement at a speed of 6 knots and detection depth at 800 m.The consistency coefficient of the acquired data is greater than 0.99 and the success rate of probe launching is above 90%.