液体火箭推进流体系统动特性分析研究

液体火箭推进流体系统动特性分析是POGO振动研究主要内容之一,为深入细致开展POGO振动研究,在液路全参数下研究液体火箭推进流体系统固有频率以及传递函数已成为必要。本文采用LRC等效电路分析法,将流体系统的各元件等效成电感L、电阻R、电容C元件,并组成电路,对液体火箭推进流体系统数学模型进行了完善,并利用网络函数法,推导出液体火箭推进流体系统传递函数表达式,进而可以对流体系统固有频率进行精确求解。最后从统计学的角度,运用相关系数方法研究了液路参数对系统固有频率的影响,确定了对液体火箭推进流体系统固有频率影响较大的主要液路参数。     

基于曲线长度自调整速度方程的非均匀有理B样条插补算法

针对非均匀有理B样条(NURBS)曲线加工过程中速度规划复杂、效率低以及机床震颤剧烈的问题,提出一种高效规划进给速度的NURBS插补算法。预处理过程计算出待加工NURBS曲线插补参数及误差速度,根据误差速度曲线分析加工路径的加减速情况,并基于加/减速区间长度自动调整三次多项式速度方程,实现平滑的速度与加速度曲线;实时插补过程采用基于Adams-Moulton方法计算初始参数,然后采用二分法对参数进行寻优,将插补过程中速度波动控制到加工要求精度范围内,从而降低机床的振动。通过MATLAB仿真,验证了所提算法加减速规划的高效性和参数计算的精确性,表明该算法在复杂曲线曲面加工领域可以提高机床加工效率与精度。     

基于小孔节流的静压油膜轴承动态特性分析

静压轴承的动静态特性在很大程度上受到节流装置的影响,以小孔节流的静压轴承为研究对象,开展其动态特性理论的研究。利用两平行平板缝隙液体流量公式推导了轴承油腔流出的流量数学模型,并充分考虑了主轴转子速度对流量的影响因素,使之更符合实际工况;在对小孔节流后流入轴承油腔的流量方程进行线性化处理的基础上,建立了静压轴承系统的流量连续性方程;结合轴承-主轴系统动力学方程,推导出小孔节流的静压轴承系统动态特性的传递函数,分析了小孔节流静压轴承系统的动态特性。结果表明:小孔节流的四油腔静压轴承动态响应速度在0.06~0.12 s范围内变化,增大供油压力、油腔承载面积、主轴转速及减小油膜粘度、油膜间隙等均有助于提高轴承系统的响应速度。研究结果对于指导工程设计具有一定的参考价值。     

基于高速列车转向架系统的数值模型修正

在结构动力学分析中,复杂机械结构动态特性的数值仿真具有重要的意义。研究了基于组合部件分析的高速列车转向架系统的数值模型修正,基于模型相关性分析和灵敏度分析的组件数值模型修正,验证了模型各个部件模型的可靠性和动力学响应的精确性。在有限元模型预修正的基础上,选择合适的待修正参数,进行后续的参数型有限元模型修正。     

负压钻进水平钻孔浓相气力输送特性的研究

叙述了气体输送特性参数的理论分析,根据一些基本原理导出输送特性参数的计算公式。为了给输送特性参数的试验研究提供基础,通过试验分别研究了影响输送特性的因素,再根据试验数据,考察了输送压力、管径、钻杆角度和输送距离对输送特性的影响。研究与计算表明:输送能力与输送压力之间是近线性关系;较小的角度变化范围下,随着角度的增大,固体颗粒速度减小;发现固气比越大,滑移速度越小;最后通过试验得出:只需要在较小的输送压力下以较低的速度输送煤屑就可以实现高固气比输送,这样不仅能减少系统所需要的动力,而且煤屑输送速度的降低也可以减少对输送管道的磨损。该研究成果对工程应用具有一定的指导意义。     

宽温度域工况下汽车水泵O形密封圈的密封性研究

针对汽车发动机水泵O形橡胶密封圈宽温度域的工况特点,构建其与温度相关的Mooney-Rivlin材料模型,探讨冷却液温度、压力、摩擦因数等对O形密封圈接触压力、等效应力以及密封性的影响。研究表明：温度的升高将引起接触压力及等效应力的峰值呈幂指数减小,导致密封可靠性降低,但在宽温度域（-40~130℃）工况下,接触压力的峰值始终远大于液体压力,因此该密封圈具有可靠的密封性;液体压力的增大虽然会引起接触压力峰值增大,但其增大的速度比液体压力增大的速度小,因此将引起密封可靠性下降;摩擦因数对密封可靠性的影响不大。     

阀系参数对汽车减振器阻尼特性的影响

为了高效研究汽车减振器阀系参数变化对其阻尼特性的影响。以汽车广泛使用的非线性液压减振器为研究对象,结合减振器阻尼元件受力分析,运用MATLAB软件建立减振器特性仿真模型,通过仿真数据与台架试验数据拟合度分析验证了所建模型的可靠性;进而利用仿真模型对减振器阀系展开敏感性因素分析,得到了对阻尼特性影响显著的阀系参数;研究了3个速度段的减振器阀系影响因素。结果表明:复原及压缩节流阀片对减振器低速工作影响显著;复原及压缩弹簧及阀片组对减振器中速工作影响显著;复原及压缩孔开孔面积对减振器高速工作影响显著。     

随机参数轴盘扭振结构系统动力特性优化设计

研究具有随机参数的轴盘扭转振动系统动力特性的可靠性优化设计问题。给出在考虑结构材料密度和切变弹性模量为随机变量时,结构系统动力特性数字特征的计算方法,建立以轴和盘的几何尺寸为设计变量,结构总质量均值极小化为目标函数,满足基频或频率禁区可靠性约束的结构系统动力优化设计数学模型,利用复合形法求解。通过算例表明该模型和方法是合理与有效的。     

一种液体喷射注射系统的设计与检测

液体喷射注射器是一种利用高速药物射流对人体进行药物和疫苗注射的注射系统。影响注射器注射质量的系统参数有:喷孔直径、喷射速度、药物注射剂量、安瓿直径、推射压力和冲撞距离等。与这些参数相关的喷射滞止压力是预测喷射能否穿透皮肤的依据,而喷射功率是描述喷孔直径和喷射速度对注射质量影响的综合参数。根据喷射功率和滞止压力的相关性质,提出一种确定液体喷射注射器关键参数的简便方法,基于这种方法设计了一种喷射注射系统,最后通过所构建的实验系统检测了这种注射系统的喷射性能。结果表明,所提出的方法确定液体喷射注射器的设计参数,其相关喷射性能与已报导的国外喷射注射产品的喷射性能较为一致。     

双盘悬臂柔性转子—挤压油膜阻尼器系统的突加不平衡和加速响应特性

建立了双盘悬臂柔性转子—同心型挤压油膜阻尼器 (SFD)系统的运动微分方程 (定常转速和定常加速 )及突加不平衡响应方程 ,分析了系统参数对于突加不平衡响应的影响和加速通过双稳态响应区的突加不平衡及加速响应特性。研究结果表明 :系统参数的变化对突加不平衡响应的变化有较大的影响。对于加速通过双稳态响应区的突加不平衡响应 ,突加不平衡发生在不同的转速比区 ,响应走的路径也不相同 ;不同的盘上发生突加不平衡 ,对于不同临界响应有影响 ;对应两个盘上不同的不平衡量 ,不同阶临界转速处的加速度响应特性不同 ;当悬臂盘距 SFD轴承支承的相对长度较大时 ,系统整体的加速度响应特性较好 ,但突加不平衡后的瞬态振幅也较大。     

码垛小车机械系统动态特性的建模分析

建立了码垛升降小车机械系统的动力学模型 ,并应用运动弹性动力学方法分析了系统的动态特性。根据由小车工作行程确定的相应调速曲线来计算小车的瞬时位移 ,从而对模型进行了精确求解 ,获得了垂直方向振动速度与加速度的动态响应 ,为码垛机械系统动态性能的优化设计提供了依据。此外 ,对修改结构参数以提高动态性能进行了初步探讨。     

核主泵系统高温液态铅铋润滑导轴承流体动力学特性分析

铅铋轴承是新一代核电站二回路主循环系统重要组成部分,用于支撑整个转轴系统。针对轴承存在的动力学特性和润滑机制尚不清晰等问题,建立铅铋轴承流体动力学模型,研究间隙、转速、偏心率和有无环形导流槽对铅铋轴承液膜流体动力学特性的影响,揭示压力峰值与转速、偏心率和间隙的变化关系,探明间隙对动压效应形成规律的影响。研究结果显示环形导流槽对承载力和摩擦因数的影响远小于无环形导流槽,最大压力随着转速、偏心率的增大而增大,随着间隙的增大而减小,最小压力与最大压力结果相反。研究结果为新型高温液态金属润滑轴承设计研发及国产化提供了理论依据。     

表面裂纹疲劳扩展寿命可靠性分析

在线弹簧模型和Paris公式的基础上,提出了对表面裂纹疲劳扩展寿命进行可靠性分析的方法。针对直接Monte Carlo法效率较低的问题,采用拉丁超立方法（LHS）进行随机抽样,以提高计算的收敛速度。考虑裂纹几何尺寸、交变载荷和疲劳参数等的随机性及相关性,求得了给定可靠度下的疲劳寿命和给定寿命下的可靠度。本文结果与已有文献结果具有较好的一致性。该方法简便有效、通用性强,适合于工程应用。     

多传感器数据融合技术在车辆动态称重中的应用

针对车辆动态称重系统的结构和特点,采用一种基于神经网络的多传感器数据融合技术处理方法,并将其应用到动态称重系统中。通过对融合前后的数据进行比较分析,可有效地提高车辆动态称重系统抗干扰能力,以保证参数检测的可靠性和准确性。     

出口节流调速液压系统动态特性数字仿真

通过建立较全面的液压出口节流调速系统数学模型,应用Matlab软件的Simulink对方程组进行仿真,分析系统参数如节流阀开口度、油液体积弹性模量等值的改变对节流调速系统动态特性的影响,提出改善系统动态特性的措施,为液压系统的设计、液压元件主要参数的选择提供更为准确的科学依据.     

无避让立体停车装置液压系统的动态特性

以某新型无避让液压立体停车装置为研究对象,阐述其液压驱动系统工作原理,液压驱动系统的性能直接影响装置运行的安全性与可靠性,为保证装备运行平稳,提高装备安全可靠性,需要对其液压系统的动态特性进行研究。运用AMESim建立液压驱动系统模型,对系统的动态特性进行了仿真研究,分析了停车装置运行时稳定可靠性、抗冲击性能及升降过程中的同步性,通过优化系统参数匹配,使系统获得良好动态特性,保证停车装置安全、可靠,平稳运行。     

Reliability Assessment for the Solenoid Valve of a High-Speed Train Braking System under Small Sample Size

Reliability assessment of the braking system in a high?speed train under small sample size and zero?failure data is veryimportant for safe operation. Traditional reliability assessment methods are only performed well under conditions of large sample size and complete failure data,which lead to large deviation under conditions of small sample size and zero?failure data. To improve this problem,a new Bayesian method is proposed. Based on the characteristics of the solenoid valve in the braking system of a high?speed train,the modified Weibull distribution is selected to describe the failure rate over the entire lifetime. Based on the assumption of a binomial distribution for the failure probability at censored time,a concave method is employed to obtain the relationships between accumulation failure prob?abilities. A numerical simulation is performed to compare the results of the proposed method with those obtained from maximum likelihood estimation,and to illustrate that the proposed Bayesian model exhibits a better accuracy for the expectation value when the sample size is less than 12. Finally,the robustness of the model is demonstrated by obtaining the reliability indicators for a numerical case involving the solenoid valve of the braking system,which shows that the change in the reliability and failure rate among the di erent hyperparameters is small. The method is provided to avoid misleading of subjective information and improve accuracy of reliability assessment under condi?tions of small sample size and zero?failure data.     

基于响应面法的大型机械传动系统扭转振动可靠性分析

对传动系统扭转振动有限元模型应用LANCZOS迭代方法计算固有频率,用MATLAB调用NASTRAN进行迭代,在参数的整个设计空间范围内利用回归分析技术以显式的响应面模型逼近特征量与设计参数间复杂的隐式函数关系。选择较难确定或随时间变化的且对响应特征较为敏感的模型参数作为响应面输入参数,从输入参数的正态分布中抽取样本,利用响应面函数计算样本点的响应值,拟合出响应固有频率值的正态分布。根据工作转速给出传动系统工作频率的分布情况,从而根据可靠性分析方法计算出在模型参数不确定前提下系统不发生共振的可靠度。     

叶栅参数对液力缓速器起效特性影响规律研究

叶栅参数对液力缓速器稳态制动特性具有决定性影响,但其对动态制动特性、尤其是保证制动响应快速性的液力缓速器起效特性影响的研究鲜有涉及。为提升液力缓速器起效特性和保证行车安全,在给定负载惯量和充液方式时,构建液力缓速制动动态特性预测模型,通过对叶片表面压力分布积分预测动轮角速度和角加速度,获取起效过程制动转矩与转速随时间变化趋势,并由台架试验进行对比验证。通过给定不同动、定轮主叶栅及辅助叶栅典型参数配置,分析叶栅系统参数对起效特性及其轮腔内部流动状态变化的影响规律。结果表明,动、定轮主叶栅参数影响轮腔内部油液流动旋涡结构的衍生与发展,进而在起效特性上反映出峰值转矩与起效时间的差异。利用该方法能够为液力缓速器动态特性优化设计提供理论依据。     

On sampling bias in multiphase flows: Particle image velocimetry in bubbly flows

Measuring the liquid velocity and turbulence parameters in multiphase flows is a challenging task. In general, measurements based on optical methods are hindered by the presence of the gas phase. In the present work, it is shown that this leads to a sampling bias. Here, particle image velocimetry (PIV) is used to measure the liquid velocity and turbulence in a bubble column for different gas volume flow rates. As a result, passing bubbles lead to a significant sampling bias, which is evaluated by the mean liquid velocity and Reynolds stress tensor components. To overcome the sampling bias a window averaging procedure that waits a time depending on the locally distributed velocity information (hold processor) is derived. The procedure is demonstrated for an analytical test function. The PIV results obtained with the hold processor are reasonable for all values. By using the new procedure, reliable liquid velocity measurements in bubbly flows, which are vitally needed for CFD validation and modeling, are possible. In addition, the findings are general and can be applied to other flow situations and measuring techniques.