基于模拟退火剩余矩形算法的矩形件排样

针对矩形件优化排样问题,讨论了用模拟退火算法结合剩余矩形法求解问题。首先阐述了矩形件排样问题的数学模型,然后给出了模拟退火剩余矩形算法求解问题的步骤和方法,最后用实例进行了算法验证。实例分析表明,采用模拟退火剩余矩形算法求解矩形件排样问题是适合的。     

Sensor array calibration for uniform rectangular array in presence of mutual coupling and sensor gain-and-phase errors

The sensor array calibration methods tailored to uniform rectangular array （URA） in the presence of mutual coupling and sensor gain-and-phase errors were addressed. First, the mutual coupling model of the URA was studied, and then a set of steering vectors corresponding to distinct locations were numerically computed with the help of several time-disjoint auxiliary sources with known directions. Then, the optimization modeling with respect to the array error matrix （defined by the product of mutual coupling matrix and sensor gain-and-phase errors matrix） was constructed. Two preferable algorithms （called algorithm I and algorithm II） were developed to minimize the cost function. In algorithm I, the array error matrix was regarded as a whole parameter to be estimated, and the exact solution was available. Compared to some existing algorithms with the similar computation framework, algorithm I can make full use of the potentially linear characteristics of URA＇s error matrix, thus, the calibration precision was obviously enhanced. In algorithm II, the array error matrix was decomposed into two matrix parameters to be optimized. Compared to algorithm I, it can further decrease the number of unknowns and, thereby, yield better estimation accuracy. However, algorithm II was incapable of producing the closed-form solution and the iteration operation was unavoidable. Simulation results validate the excellent performances of the two novel algorithms compared to some existing calibration algorithms.     

基于ANSYS的矩形油缸有限元分析及结构优化

矩形板壳类零件的成型方法主要是采用大型压力机进行冲压成型或者压制成型,压力机一般采用液压驱动。使用普通圆形油缸成型矩形零件时,为使压力在成型零件表面分布均匀,需使得矩形成型部分被包含于油缸活塞面积之内,这势必会使圆形油缸的活塞尺寸加大,从而增大整个压力机的体积。为了减小油缸及整个液压设备体积,并保证工作区域内压力均匀分布,提出一种中凸形矩形油缸结构,采用ANSYS软件进行有限元分析,获得油缸的应力及变形分布,在此基础上提出矩形油缸优化结构方案。     

基于紫外成像的高海拔分裂导线电晕起始特性研究*

高海拔电晕放电起始特性是导线电晕特性研究的重要内容之一。紫外成像仪是一种非接触式的测量放电的仪器,文中使用紫外成像仪测量了高海拔地区特高压分裂导线LGJ-720在电晕笼中的电晕放电特性。在西宁平安县特高压试验基地对LGJ-720导线在干燥、淋雨、湿导线条件下做了6分裂数下的电晕特性试验,获得了导线电晕放电紫外图谱。文章对以往的紫外图像处理算法进行改进,使用聚类和Graph Cuts算法对图像中的光斑进行分类和分割,相比传统算法保留了主光斑附近由于设备放电引起的灰度值较大的小光斑,滤除与主光斑较远且灰度值小的小光斑,提出根据光斑位置关系与灰度值进行图像分割的算法,得到了不同气象条件下导线所加电压与等效紫外光斑面积之间的关系,使用切线法获得了电晕放电起始电压,在仅考虑电晕起始电压的条件下对特高压导线选型提供参考。     

表面粗糙度对矩形动密封特性的影响

基于耦合了密封圈的弹性变形、流体动力分析和过盈接触的密封性能数值计算流程,利用Matlab 软件编程实现矩形动密封特性的数值计算,得到矩形密封圈的油膜厚度、泄漏量及摩擦力等密封性能参数,分析表面粗糙度对矩形密封圈的润滑状态和泄漏量的影响。结果表明：往复运动速度一定时,随着密封圈粗糙度的增加,密封偶合面的润滑状态由流体润滑转变为润滑润滑状态,密封的泄漏量也呈几何式增加,说明粗糙度对密封圈的工作寿命和密封性能有较大的影响;往复运动速度也是影响矩形密封圈密封性能的关键工作参数之一,密封压力一定时,随着粗糙度的增加,不发生泄漏的临界速度降低。     

矩形直齿轮热锻工艺有限元模拟

针对大尺寸矩形直齿轮,提出了镦粗预锻终锻3工序"一火"连续锻造的工艺方案。利用有限元软件Deform-3D建立矩形直齿轮热锻有限元模型,并模拟其成形过程。根据模拟结果探讨成形过程中的温度场、等效应变场、材料流动情况及成形载荷的变化规律。在6.3MN高能螺旋压力机上成功试制出矩形直齿轮锻件,工艺试验与模拟结果具有较好的一致性,锻件形状满足设计要求、无折叠缺陷,证明该工艺方案切实可行。     

摇摆条件窄缝矩形通道内层流充分发展流动

为获得摇摆条件下窄缝矩形通道内充分发展层流流动规律,首先根据流体质点受力分析结果求解摇摆条件下的动量方程获得层流充分发展速度分布和摩擦系数的理论解;然后开展角振幅±15°、周期8 s摇摆条件下900≤Re≤2600范围内的层流等温流动实验。理论和实验研究结果表明,摇摆条件相对静止条件的最大不同在于各项质量力的周期性变化会引起压力梯度的周期性变化,流体动力结构关系进行重新调整。其中,流体所受剪切力不发生变化,各项质量力产生的压降波动会相应地引起总压降的波动,而摩擦压降和流量不发生变化;摇摆条件下层流摩擦系数也不发生变化,并且理论预测值相对实验值的偏差在-1.1%～+4.3%的范围,两者具有较好的一致性。     

摇摆运动下窄矩形通道单相瞬变流动时均阻力特性研究

对摇摆运动下窄矩形通道低流速单相瞬变流动时均阻力特性进行实验研究。实验工质为去离子水,窄矩形通道当量直径为5.39 mm,雷诺数范围为800～20000,瞬变流动流量相对波动幅度超过30%。通过2种方法计算得到摇摆运动条件下流动时均阻力系数。分析结果表明:使用不同的方法计算得出的时均阻力系数在层流区的变化规律不同,不同的方法表征不同的物理意义。若先根据达西公式求瞬时阻力系数再对其求时均值,该时均值表征时均粘性耗散;而采用先求压差、流速均值后再根据达西公式计算阻力系数时,该阻力系数表征时均摩擦阻力压降。     

摇摆条件下窄矩形通道内流动传热特性数值模拟

建立窄矩形通道在摇摆条件下湍流流动的物理数学模型,应用数值分析方法模拟窄矩形通道的三维非稳态流动的传热过程;考察摇摆条件下通道内流动阻力和换热性能及其随雷诺数Re、摇摆周期T及摇摆幅度max影响的变化规律。结果表明,摇摆状态下窄矩形通道内速度场呈周期性变化;时均摩擦系数favg和时均努塞尔数Nuavg比非摇摆工况下的结果大,Nuavg满足拟合公式0.851 0.4Nu 0.023Re Pr;在相同Re和摇摆周期T下,通道内流体摩擦压降和Nu的变化幅值随max的增大而增大,其变化周期等于T;在相同Re和max下,摩擦压降pf和Nu的变化幅值随T的增大而减小,其变化周期等于T。