优化方法在弹性、横观各向同性以及弹塑性围岩变形观测反分析中的应用

本文采用四种最优化方法对地下工程围岩的岩体力学参数和初始地应力进行了优化位移反分析研究工作,编制了一套平面问题直接算法有限元程序,能解决弹性、横观各向同性及弹塑性等多种岩体互层的复杂围岩的优化位移反分析问题。结合两个工程实例进行了计算,结果是令人满意的。     

西石门铁矿地应力量测与应力场的反分析

本文通过西石门铁矿的地应力量测和应力场的反分析,对该矿区地应力场首次进行了系统的研究,提出了西石门铁矿的应力场是以水平应力为主的旋转压应力场,从南到北,其水平主应力方向为北东→北南→北西向;揭示了水平主应力随深度变化的规律以及平均水平主应力与垂直主应力之比“K”值随深度变化的规律;并从力学角度探讨了应力场与井下巷道稳定、采矿工程设计之间的关系,为地下采矿科学化提供了理论依据。     

火电快速甩负荷机组动态仿真建模

快速甩负荷(FCB)技术是一种能够在电网黑启动中发挥关键作用的技术,而FCB机组动态仿真模型是研究FCB技术的基础。现有常规火电机组模型均无法准确模拟FCB工况的动态特性,为此在分析总结火电机组实现FCB功能所必需的各项技术的基础上,建立了含旁路系统的汽轮机模型以及含FCB功能的原动机调速系统模型,并加入锅炉、电力系统稳定器(PSS)、励磁系统及发电机模型组成含FCB功能的火电机组动态模型。以台山电厂FCB实验机组为例,通过Matlab/Simulink建立FCB机组的动态仿真模型,其仿真结果与现场实验结果基本一致,说明所建立的FCB机组动态模型能够准确地模拟机组在FCB工况下的动态特性,可为研究FCB机组和大旁路机组及其在电力系统的应用提供模型参考。     

微电网并网系统中谐波传播抑制策略

在微电网并网系统中,对于公共耦合点(PCC)处谐波电压源而言,传输线路上电感与电容之间的谐振可能造成严重的谐波传播放大问题。为抑制该系统中的谐波传播放大,通过分析谐波传播规律,提出一种分频调节阻性有源电力滤波器(RAPF)的位置选择新策略。分析不同传输线长度时分频调节RAPF的电导增益取值对谐波抑制效果的影响,确定了电导增益的取值要求。通过合理选择电导增益,该位置选择策略可在任意传输线长度下有效抑制谐波传播放大。仿真和实验结果均验证了所提策略的正确性和有效性。     

一种基于电流反馈的分段式PWM控制无刷直流电机转矩波动抑制方法

无刷直流电机伺服系统具有广泛的应用场合,但转矩波动限制了其在高精度场合的应用。针对非理想反电动势引起的无刷直流电机转矩波动提出了一种基于电流反馈的分段式PWM控制方法。该方法通过线反电动势观测器获得产生目标转矩值的参考电流,以实现对电机转矩的直接控制。同时,针对电机高速与低速运行状态分别采用不同的PWM控制策略来有效消除换相转矩波动,系统具有低转矩波动和高转矩输出的特点。通过在Matlab/Simulink环境下建立系统仿真模型,对该控制方法的转矩直接控制能力进行检验,并对转矩波动进行了对比;搭建实验平台对具有非理想反电动势的无刷直流电机进行了驱动实验。仿真和实验结果表明,该文所提出的控制方法能有效减小转矩波动,提高无刷直流电机伺服系统输出转矩的稳定性和位置控制精确度。     

Harmonic fold back reduction at the N‐path filters

In this paper, a method is proposed to reduce harmonic fold back (HFB) problem of N‐path filters, without increasing the input reference clock (f_CLK ) frequency. The HFB at the N‐path filter is analyzed, and simple expressions are extracted to model this problem. Using the results of the analysis, an M‐of‐N‐path filter has been proposed that behaves like an M × N‐path filter in terms of HFB problem; however, the f_CLK frequency of this structure is the same as an N‐path filter. To demonstrate the feasibility of the proposed idea, a 3‐of‐4‐path filter is designed, and its characteristics are compared with 4‐path and 12‐path filters by simulation. Impacts of different non‐idealities like clock‐phase error, mismatch, and parasitic capacitance are investigated. The transistor‐level implementation of this filter is performed in 0.18 µm Complementary Metal Oxide Semiconductor (CMOS) technology. The simulation results show that the filter has the pass‐band gain of 17 dB, tuning range of 0.2–1.2 GHz, −3 dB bandwidth of 25 MHz, quality factor of 8–48, 18 dB out‐of‐band rejection, 16 dB rejection of the third harmonic of switching frequency (f_s ), and the noise figure of 4.35 dB (using ideal G_m cells) and 6.95 dB (for practical G_m cells). The strongest harmonic folding to the filter pass‐band occurs around 11f_s with the attenuation of 23.8 dB. Each G_m cell draws about 12.4 mA from 1.8 V supply, and the out‐of‐band IIP3 and P _{1 dB,CP} are 17 and 4 dBm, respectively. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

铝合金搅拌摩擦焊接头服役孔洞裂纹扩展规律研究

以不同尺寸孔洞缺陷的2024铝合金搅拌摩擦焊接头为研究对象,在对接头进行分区建模基础之上,通过试验和有限元数值模拟研究了接头孔洞大小对接头服役裂纹扩展的影响规律。研究表明,接头在准静态服役条件下,力学性能随孔洞减小而不断提高;孔洞直径减小至0.1 mm时,接头力学性能与无缺陷接头相同,断裂于热影响区;而当孔洞直径大于0.1 mm时,接头均断裂于含有孔洞缺陷的焊核区。在交变载荷服役条件下,接头疲劳力学性能随孔洞减小而不断提高,随孔洞增大对载荷的敏感性逐渐降低;断裂的瞬间断口会有温升现象且均断裂于有孔洞缺陷的焊核区。     

α+β型钛合金变形过程中裂纹萌生及其损伤机理

以Ti-6Al-3Mo-1.5Zr-0.3Si钛合金加工过程中的组织异常和开裂为基础,研究了α+β型钛合金在形变过程中裂纹的萌生及其扩展规律。通过对于合金中出现的"剪切带"设计有效的压缩实验,分析了该类型组织在后续变形过程中的演化过程,讨论了精锻变形、低速率压缩在α+β型钛合金的裂纹萌生及其扩展的演变机理。结果表明:锻造过程中裂纹从材料表面形核并以双滑移机制扩展,低速率压缩时裂纹从剪切带内开始萌生并以再生形核机制扩展;对比研究说明"剪切带"和"剧变区"有着本质区别,"剧变区"对材料的力学性能未造成直接影响,而"剪切带"却是裂纹萌生之处,或是已形成裂纹的尖端塑性区。     

基于不同优化算法的 HT250 基体再制造工艺参数优化

目的探讨不同优化算法下HT250基体再制造工艺参数的优化效果。方法利用Taguchi试验设计方法设计4因子3水平共18组试验,通过亚激光瞬间熔技术修复HT250基体的表面缺陷,利用响应曲面法(RSM)和BP神经网络-模拟退火算法(BPNN/SAA)对其修复过程的工艺参数进行优化,分析输入功率P,单次修复时间t,速度v和保护气体流量G等4个因素对修复后试样抗拉强度的影响,并对不同优化算法的优化效果、准确性和稳定性进行探讨。结果 HT250基体修复过程中最优工艺参数为:输入功率2960 W,持续时间0.62 s,速度6 mm/s,气体流量3 L/min。在此参数下所获取的修复试样最大抗拉强度为230.52 MPa。结论抗拉强度受输入功率P和单次修复时间t影响显著,对其他元素呈弱依赖性。BP神经网络-模拟退火算法较响应曲面法更适合对亚激光瞬间熔的工艺参数进行优化。     

WC-Co硬质合金冲击疲劳行为的研究

利用实验室自制的调温、调频、调载冲击实验机对3种组织成分的WC-Co硬质合金进行了不同实验条件下的冲击疲劳试验,研究了组织成分及实验条件对硬质合金冲击疲劳寿命的影响;通过扫描电子显微镜(SEM)及透射电镜(TEM)重点分析了疲劳过程中硬质合金微观组织的变化。结果表明:硬质合金的冲击疲劳寿命随试验温度和冲击能量的升高而下降,且随着冲击能量和试验温度的提高其疲劳敏感性增大。WC-Co合金的冲击疲劳断裂主要是以WC/WC界面和粘结相开裂为主,裂纹沿WC/WC和WC/Co界面及在Co相中扩展。随冲击次数的增加WC中位错数量增多并相互缠结,同时Co相发生面心立方-堆垛层错-密排六方的马氏体转变。