水基液三螺杆泵动态数值分析

为开发输送水基抗燃液压液的三螺杆泵,测量了水乙二醇难燃液压液黏温特性曲线,建立了三螺杆泵三维模型,进行了CFD数值分析和试验验证。CFD仿真计算时,为避免网格数量过多或出现负体积而无法保证实际啮合间隙问题,采用SCORG软件对泵内流道进行了共形结构网格的划分,并结合Pumplinx软件进行数据后处理。研究表明:采用动态数值模拟方法的仿真结果与实验结果吻合良好,并对32号液压油与水基液压液输送特性进行了对比分析,得出了主杆扭矩和泵泄漏量随液压介质温度变化关系图;水基液压液相较于滑油更容易产生气蚀,气蚀主要发生在泵进口腔,气蚀现象随着密封腔压力上升而渐减小,泵转速越高,空化气体体积分数越大;泵出口压力越小,空化气体体积分数也越大,随着出口压力的增加,转速对空化气体体积分数的作用越不明显;水基液三螺杆泵工作时更容易发生油膜破损,经流固耦合分析,油膜所承受最大应力为4. 369 9 MPa。     

滑坡作用下埋地管道的受力分析与防护对策

我国长距离输油气管道沿途发育有众多的地质灾害,其中滑坡地质灾害是导致埋地输油气管道损坏的重要原因之一,因此,在滑坡变形带中敷设管道时必须考虑坡体变形对管道的影响。根据工程实例,运用ANSYS有限元模拟软件建立模型,以Flac3D软件进行计算,对管道横穿、纵穿滑坡两种不同形式下的管道受力和变形进行模拟分析。结果表明:管道横穿滑坡时,管道两端和中间部位易出现破坏;管道纵穿滑坡时,管道两端易出现破坏。最后,针对分析结果提出了管道穿越滑坡的防护对策。     

基于DenseNet算法的一维桁架数字化装配控制系统仿真及优化

为解决一维桁架在轨建造过程中存在的精确定位难及桁架工位拓展转换控制效率低的技术难题，提出运用数字孪生和人工智能相结合的方式，通过计算机建模技术，构建并完成集自动装配、搬运、检测、信息追溯为一体的数字化装配系统，并与传统工艺对比。结果表明:与传统工艺相比，基于DenseNet算法的数字化装配系统在提高桁架素材故障检测率、空间利用率，减少配套失误，实现全生命周期实时追溯，加快动作节拍等方面效果显著。研究结果为我国宇航制造企业以及装备制造业开展面向智能制造的产品数字化生产线建设提供参考。     

槽腔结合配流的柱塞泵数字化建模与仿真

以某型号带预升压槽和预压缩腔结构的柱塞泵为对象，进行数字化建模与仿真。针对柱塞泵机液耦合问题，考虑流体的可压缩性，利用AMESim建立整个柱塞泵数字化模型。分别在柱塞流量子模型和柱塞配流子模型中引入相对节流面积值，并通过分段函数进行控制，从而实现柱塞副、配流副、滑靴副泄漏以及槽腔结合结构配流的数字化。通过对整个柱塞泵的模拟仿真，分析槽腔结构参数对柱塞泵性能的影响。搭建了柱塞泵实验平台，验证了数字化模型的正确性，为泵的结构优化提供了理论依据。     

基于视觉传感的摆焊管道立焊熔池特征分析

对摆动电弧GMAW焊在全位置立焊区间的熔池特征进行了研究，设计一套管道全位置焊接视觉监测系统。采集清晰的熔池序列图像；分析一个电弧摆动周期的立焊熔池变化特点；采用数学形态学的算法获取熔池轮廓。结果表明：定义的熔池视觉特征参数能有效地区分全位置焊不同立焊区间的熔池。在摆动电弧的作用下，立向上焊与立向下焊的熔池特征存在明显的差异性，立向上焊的熔池长与熔池面积较立向下焊分别大21%与10%，立向上焊的熔池尾部轮廓线呈水平状态，而立向下焊的熔池尾部呈现明显下凹特征。     

基于流固耦合的脱硫搅拌器振动特性分析

针对由流体引发的脱硫搅拌器振动问题，以常规三叶搅拌器为研究对象，采用基于单向流固耦合的模态分析方法，对流体作用下的搅拌器进行模态分析。通过分析搅拌器在流体作用下的应力和变形情况，对搅拌器最大等效应力部位进行谐响应分析。结果表明：铁水罐内最大流速位于搅拌头附近区域流体，最大速度为1.2 m/s；最小流速位于铁水罐内罐壁附近区域流体，最小速度为0.1 m/s；流固耦合作用下搅拌器最大等效应力出现在搅拌轴和搅拌叶片连接处，数值为 2 299.6 Pa；当激励频率为1阶和3阶固有频率时，搅拌头的振动响应分别达到峰值；当激励频率为260 Hz时， y、z方向的位移峰值分别达到0.001 6、0.000 3 mm；当激励频率为1 800 Hz时， y、z方向的位移峰值分别达到0.006 3 、0.002 2 mm。     

管翅式换热器气压胀接铜管与密封圈拉脱力研究

管翅式换热器气压胀接技术中，内螺纹铜管和聚氨酯密封圈的拉脱力问题研究是十分关键的一环。通过自主设计改进的试验平台进行拉脱力试验验证，与ANSYS有限元仿真分析数据相比，经MATLAB处理的试验数据与仿真结果基本吻合，为气胀相关铜管与密封拉脱力提供参考。说明设计的试验模型及搭建的试验平台是可行的，可为气压式胀管机的工程应用和拉脱力试验提供了一个解决方案。     

城市防汛应急物资储备模式研究

长期以来，我国城市防汛应急物资储备机制是以政府实物储备为主，由于灾情的不确定性及应急物资的有效使用期限等因素，难免会造成政府支出压力和大量物资闲置。在进行防洪风险分析的基础上，提出了基于政府实物储备和企业合同储备的城市防汛物资协同储备模式，进而，计算物资储备过剩或储备不足时的单位损失值，通过层次分析法对不同等级洪灾发生概率进行定性定量分析，从判定期望损失的角度构建了城市防汛物资储备量决策方法。算例分析表明：城市防汛物资储备模式具有显著的应急响应高效性和连续性。     

基于分区水文模型的大渡河梯级水库防洪调度

实施梯级水库防洪调度时，通常面临点多面广的问题，各防洪点往往同时需要较高的水情预报精度。从流域区域水文、水力学特征出发，借用有限元的概念，先将目标洪水的复杂计算问题离散为一系列简单的区域洪水进行计算，再利用系统工程方法将单元计算结果迭代演算为目标点的预报结果，可以有效解决上述问题。对已建梯级水库群的流域，应用上可先将其分类，然后对区域内子单元选用最适合的水文模型进行计算，提高其洪水预报精度，从而形成准确有效的综合洪水预报成果。     

基于卷积神经网络的人体步态识别算法研究

针对人体步态识别准确率不高且需要手动提取信号特征的问题，采用卷积神经网络（CNN）自动提取传感器信号特征，对行走、上下楼和上下坡5种步态模式进行识别。搭建惯性传感器系统，采集人体的运动信息；针对该数据特点设计了一个4层的CNN模型用于自动提取信号特征和动作分类；利用检测的数据验证了所提方法的可行性，与传统的“人工特征+支持向量机（SVM）”的识别方法进行对比试验。实验结果表明：所提出的识别方法可以准确地识别运动步态，平均识别率达到91.5%，识别效果优于传统方案