复合材料控制臂的多区域铺层结构优化

使用碳纤维复合材料设计某乘用车悬架控制臂,对4个区域的铺层结构进行优化设计.首先以各角度铺层厚度为设计变量对控制臂模态频率、质量和各工况应变能进行优化;然后以前三阶模态频率为目标,弯曲刚度参数作为设计变量优化铺层顺序.针对设计变量间存在的工艺约束条件使样本空间不规则且优化变量较多的问题,利用聚类分析进行试验设计确定训练近似模型需要的样本点,并用高斯过程回归方法建立近似模型以减少计算时间,验证模型R2在0.9以上.两步优化后,对比复合材料初始铺层各性能指标均有不同程度改善,复合材料质量减少11.4％;对比原钢制控制臂,各性能均满足要求,质量降低37.1％.     

具有良好时频性能的电力系统次同步振荡模态在线辨识算法

介绍了一种适用于电力系统次同步振荡在线监测的非平稳信号模态辨识算法,该算法综合了经典IIR窄带滤波器组算法及经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)算法的优点,利用次同步振荡分析获得的预知频率信息,对可能导致模态混叠的相邻模态做数字滤波器(Infinite Impulse Response,IIR)预处理,再经EMD获得无混叠的固有模态分量IMF1.该算法具有理想的窄带选频特性,且能够快速反映次同步振荡及机组扭振发生最初的时域过程,计算量很小,可用于现场在线提取SSO模态特征,有利于更好地实现对次同步振荡的稳定性判别及闭环控制、机组扭振保护等.最后,利用PSCAD产生的仿真数据及某电厂发生次同步振荡的现场数据验证了该算法的有效性.     

巨型水轮发电机剪断销研发与质量控制

为获得设计需要的巨型水轮发电机剪断销的剪切力,得到剪切力波动受控的批量剪断销,通过拉伸试验、冲击试验、硬度试验和剪断销剪切试验等讨论了全尺寸剪断销剪切试验的可行性,分析了剪切试验时正常剪断和非正常剪断的剪断销材料性能差异,探究了剪断销的剪切力质量稳定性控制方法。结果表明:控制剪断销料坯的布氏硬度波动,可实现间接控制剪断销剪切强度的波动;通过试验总结的六步法可达到控制批量剪断销质量和剪切力波动的目的。     

基于模态局部化的可调式压电驱动谐振质量传感器的设计

该文提出了一种基于模态局部化现象来检测外部质量扰动的可调式压电驱动谐振质量传感器,质量传感器的检测结构由两个不同长度的悬臂梁通过机械耦合梁连接。首先利用哈密顿原理对压电驱动下的非对称谐振元件进行理论建模,采用伽辽金方法求解,得到前两阶模态下的振动特性;理论求解所得固有频率与COMSOL仿真分析、实验数据基本一致。实验研究表明,无调谐质量的谐振器检测范围为2~10 mg,添加调谐质量后的谐振器检测范围提高至1~13 mg,质量检测的分辨率也得到优化。此外,对传感器的结构进行非线性分析研究发现,超谐振动下的谐振器检测灵敏度提升了80%,这为非线性谐振传感器的设计提供了基础。     

高吸水性树脂提高井壁混凝土水密性能的机理

裂缝的产生会导致井壁混凝土的水密性能和耐久性能降低.高吸水性树脂(SAP)可在裂缝中膨胀并堵塞裂缝,从而提高井壁混凝土的水密性能和耐久性能.但SAP堵塞裂缝的机理仍需进一步研究.探究了SAP对混凝土力学性能的影响.通过水渗透测试分析了SAP的裂缝堵塞效果.并借助X射线计算机断层扫描技术探究了裂缝中SAP颗粒的形态特征.结果表明,SAP的掺入导致混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度略有减小.SAP的掺入也会导致预开裂砂浆中的水流速减小,水流速的减小程度随SAP掺量的增加而增大.SAP可在SAP孔中膨胀并堵塞SAP孔位置的裂缝,说明SAP导致水流速减小的原因是SAP能够在裂缝中发生膨胀.     

海上热采防砂封隔器研制与室内试验

海上稠油热采开发过程中,通常采用蒸汽吞吐的方式进行原油开采。为满足稠油热采长效密封要求,研制了HPHT-215型热采防砂封隔器。封隔器胶筒采用特制的氟硅基复合材料+玻璃纤维网结构,并开展了材料性能评价测试。通过有限元分析和室内胶筒组合测试,对胶筒材料和组合结构进行了评价优化。室内全尺寸整机测试表明:封隔器能够满足耐温350 ℃、耐压21 MPa密封性能要求,并开展了高低温多轮次密封性能评价测试。该型热采防砂封隔器的研制成功,为海上稠油蒸汽吞吐多轮次开发提供了保障,具有广泛的应用前景。