针对MEMS水声传感器封装的声振耦合仿真技术研究

提出了一种针对MEMS矢量水声传感器封装结构的声振耦合仿真技术，以揭示传感器封装对带宽、灵敏度等关键性能的影响和规律以及传感器在水下的声场分布情况， 建立传感器封装水下仿真模型，分析封装结构对传感器带宽及灵敏度的影响，并研究封装内外的声场空间分布规律，得到声源信号透过封装后的衰减损失约为0.5ｄＢ，比较封装材料对传感器性能的影响，得出传感器的带宽和灵敏度为一对固有矛盾的结论，为优化传感器封装设计提供理论指导。     

干式井口采油树声发射检测仿真与试验研究

井口采油树是石油天然气开采过程中的核心设备之一,对油井的生产与安全起着至关重要的作用。由于干式井口采油树结构复杂的特点,利用常规无损检测手段对其进行安全检测有一定的局限性,因此,采用声发射检测技术对干式井口采油树的缺陷进行检测研究具有重要意义。通过仿真分析得到,声发射信号在经过干式井口采油树四通、法兰、卡箍和闸阀组合件等关键部件时,幅值衰减为10～20 dB。然后根据仿真分析结果获得现场试验传感器布置方案,运用9个传感器组成4个线性定位组,实现对干式井口采油树的完整性检测,检测结果显示,出油管线和注水管线定位分析偏差在20 mm以内,主干线定位分析偏差在40 mm左右,误差均在可接受范围以内。     

ADAMS与ANSYS在自卸车副车架强度分析中的研究

针对副车架在卸载工况下进行有限元分析时所需要的载荷边界条件难以精确测量的实际问题,以某矿用自卸汽车为研究对象,依据多体系统动力学和第四强度理论,联合应用ADAMS和ANSYS两大软件对自卸汽车副车架进行卸载工况下的强度分析。研究结果表明:建立合理的虚拟样机,就能够通过ADAMS/PostProcessor获得副车架在卸载工况下进行有限元分析的精确载荷条件;在货物处于下滑临界阶段,不论是正常卸载,还是极端危险卸载,与副梁的屈服极限343MPa相比,副车架的最大应力值分别增大了1.7%和12.5%,其强度不满足作业要求,为副车架结构的改进提供重要的力学支撑。     

类煤岩材料煤岩组合体力学及能量特征的煤厚效应分析

采用DYD-10电子万能试验机和PCI-8型声发射信号采集系统,对不同煤厚(11.11%,20.00%,33.33%,50.00%,62.50%)的试件开展了单轴载荷作用下变形破坏全过程的力学及能量特性实验。结果表明:随煤厚占比增加,试件压裂形态从拉伸破坏,经过拉伸剪切复合型破坏,逐步变为剪切破坏;试件抗压强度逐渐减小,压密阶段占比逐渐延长、弹性阶段占比逐渐缩短;随着载荷不断增大,声发射能量和振铃计数均出现与应力应变曲线相匹配的阶段性变化,单轴压缩破裂时AE峰值能量随煤厚占比增大而减小,平均减小率为13.32%;根据能量理论,试件全应力应变过程中弹性能、耗散能分别在弹、塑性阶段有明显增加,随煤厚占比增加,试件储能极限和耗散能转化率逐渐降低,能够有效表征煤层采动覆岩裂隙演化及煤层受载破坏时的剧烈程度。     

围压下煤储层应力-应变、渗透性与声发射试验分析

煤储层应力-应变、渗透性与声发射特征是煤储层压裂改造和产能评价研究的基础,声发射技术作为研究煤、岩石类材料失稳、破裂及其演化过程有效方法,已被广泛应用。采用沁水盆地西山矿区石炭系太原组8号煤层样品开展了不同围压下煤样应力-应变、渗透性与声发射试验研究,揭示了围压对煤的应力-应变、渗透性和声发射的影响及其控制机理。研究结果表明,基于煤样全应力-应变-渗透性-声发射特征,将煤的变形破坏过程划分为孔隙压缩与弹性变形阶段、塑性变形阶段和破坏失稳阶段3个阶段。在孔隙压缩与弹性变形阶段,荷载作用初期煤中孔隙-裂隙逐渐被压密,煤样渗透率下降,进入弹性变形阶段,煤样渗透率较低,声发射活动不明显。在塑性变形阶段,随着轴向应力的增大煤中裂隙扩展,煤样渗透率增大,声发射活动强度明显增高并达到峰值。破坏失稳阶段,煤的轴向应力随应变的增加而降低,煤样渗透率开始下降,声发射强度也逐渐降低。煤的轴向破坏荷载和有效弹性模量以及残余强度均随围压的增高而增大,煤样的初始渗透率、峰值渗透率和残余渗透率以及累计声发射振铃计数均随着围压的增加而降低。不同围压下煤样应力-应变、渗透率和声发射特征是不同围压下煤的破坏机制所致。     

基于虚拟现实的工程机械人机工程设计研究进展

工程机械作为装备制造领域重要的基础建设工具,其人机工程设计质量对生产效率及安全的影响较为重要。为在工程机械装备设计阶段及时进行人机工效验证,避免试制风险,针对工程机械装备虚拟现实人机工程设计的方法进行了研究。通过对相关文献搜索整理与对比分析,梳理了近年来利用虚拟现实技术进行工程机械装备人机工程设计的研究成果,分析了工程机械装备驾驶舱内和驾驶舱外虚拟人机工程设计的研究内容,总结了基于虚拟现实的工程机械装备人机工程设计方法,为该领域的设计研究提供参考。     

基于Atmega16A单片机声发射监测系统的设计与应用

基于Atmega16A单片机自主设计一套地压监测系统。整个过程完成了硬件的购置、软件的设计、数据采集程序的编写、系统管线布置方式的设计以及系统的调试等工作。本监测系统的设计及装置的开发具有灵敏度高、功耗低,信号传输可靠、实时、远程和多元化数据监测,后期其他类型数据监测可扩展性强,系统成本低等优点。采集数据的声发射能率分析结果显示,有两次较大的声发射率值与监测范围内两次较大冒顶事故都可以很好的对应。希望该系统的应用能为矿山地下开采过程中地压活动的监测和预警提供技术支持。     

基于虚拟样机技术的叉车转向桥动静态特性分析

叉车转向桥是实现转向功能的关键零部件,其结构是否满足设计要求将直接影响叉车的使用安全。以某公司生产的某型号的叉车转向桥桥体为研究对象,基于虚拟样机技术ADAMS建立转向机构的多体动力学仿真分析模型,获得转向桥体所受载荷随时间变化规律曲线。基于ANSYS Workbench对叉车转向桥体进行静力学仿真分析和谐响应分析,验证其设计强度是否满足设计要求,针对分析结果,对该转向桥体进行结构优化设计。结果表明,该转向强度满足设计要求,同时该转向桥引起共振的频率为530 Hz,远远大于路面引起的共振频率,该桥体结构设计合理。基于虚拟样机技术的叉车转向桥体动静态特性分析将对后期新产品的开发和优化设计提供重要的参考依据。