新工科背景下过程装备与控制工程"四位一体"专业升级模式

文章在回顾过程装备与控制工程专业发展历程的基础上,辨析了新经济形势下该专业存在的问题,并提出“四位一体”的专业升级模式及具体举措。该模式的实施,有助于提高学生的工程实践能力、创新能力及跨界整合能力,同时有助于提升本专业的影响力。     

基于应变模态差和神经网络的管道损伤识别

应变模态差对结构微小损伤具有很高的敏感性且对结构损伤处具有较高的定位识别率,故在工程实际中可以利用其对管道进行损伤识别。然而,应变模态差只能定性地反映结构的损伤程度,并不能直接量化损伤结构的损伤程度,故采用神经网络和应变模态差相结合的方法对损伤管道进行损伤位置和损伤程度的识别。利用有限元分析软件ANSYS进行模态分析提取管道的应变模态参数,并把管道损伤前后的应变模态差作为神经网络的输入参数,以损伤位置和损伤程度作为神经网络的输出参数,对损伤管道分别进行单损伤和双损伤的损伤定位和程度识别。研究结果表明,利用应变模态差和神经网络相结合的方法能够准确识别出管道的损伤位置以及损伤程度。     

柔性聚氨酯泡沫动态性能的测试和系统参数的识别

文章描述了车内座椅用柔性聚氨酯泡沫动态性能的测试技术和主要系统参数的识别方法。测试实验装置中一刚性质量块被安放在3英寸的泡沫立方体上,该泡沫立方体为系统唯一的弹性材料。整个动态系统模型化为一单自由度系统。实验装置可由刚性质量块上的小的脉冲激励或由激振器在底座上激励。对于脉冲激励,由于其振幅较小,泡沫变形较小,可简化为一线性、粘弹性材料;对于激振器激励,振幅较大,引起的泡沫变形亦较大,此时泡沫可看成非线性的、粘弹性材料。对以上两种情况,分别测试其系统响应并根据实验数据计算识别出系统的主要参数。     

高温条件下有机密封材料老化机制的研究

有机材料老化的本质是其物理结构或化学结构的改变,其中最主要的是热老化和热氧老化.以丁腈橡胶为研究对象,分别研究厚度为1 mm和2 mm的板材在不同的老化温度和老化时间下,材料机械性能的变化情况,并运用老化损伤因子的概念,建立了老化因子与老化时间、温度之间的关系,进而阐述了橡胶材料热氧老化的过程和机制.通过实验分析,得到丁腈橡胶老化时的质量损失率随时间的变化规律以及拉伸强度的变化趋势.证实了老化因子能够很好地描述材料老化性能,通过对实验数据进行拟合可以获得回归性能较好的曲线,归纳老化条件对老化因子的影响.     

芳砜纶纤维增强橡胶无石棉垫片密封板材研制--材料基本性能

对研制的芳砜纶纤维增强橡胶无石棉垫片密封板材的力学性能和密封性能,包括纤维含量、长径比及纤维与橡胶的界面结合等因素对材料性能的影响进行了比较系统的分析和研究。     

25Cr2MoVA和B16螺栓在法兰接头中的抗蠕变性能

利用CSS-3910型电子高温持久蠕变试验机,获得常见螺栓材料B16、25Cr2Mo VA在高温550℃的长时间的单轴拉伸蠕变试验曲线,利用诺顿方程拟合得到材料的蠕变方程。利用有限元软件ANSYS建立金属与金属接触型(MMC)法兰接头三维有限元模型,分析2种不同螺栓材料蠕变对MMC型法兰接头密封性能的影响。结果表明,对于550℃操作温度下的MMC型螺栓法兰接头,B16螺栓抗蠕变性能显著优于25Cr2Mo VA螺栓,在整个服役期内MMC均未发生脱离,密封可靠。因此,当螺栓法兰接头温度高于500℃时,选择B16螺栓来代替25Cr2Mo VA螺栓可获得更可靠的密封效果。     

金属与金属接触型石墨密封垫片高温力学性能的试验研究

研究了金属与金属接触型石墨密封垫片在高温下的力学性能,包括压缩性能、回弹性能和蠕变松弛性能。根据试验结果获得了表征石墨垫片力学性能的拟合曲线和曲线方程,同时得到了石墨垫片在各温度下发生金属与金属接触时对应的接触应力。试验结果表明,温度影响石墨密封垫片的力学性能和接触应力。     

芳砜纶纤维增强橡胶无石棉垫片密封板材研制--材料制备、配方和工艺

根据国内外无石棉密封材料的发展和应用,采用橡胶模压工艺,以芳砜纶纤维代替石棉纤维作为增强材料,研制开发了一种无石棉垫片密封板材,并利用正交试验设计法研究了影响材料基本性能的主要因素,确定了较好的材料组成和工艺条件     

法兰螺栓紧固力超声测量研究

针对法兰螺栓安装过程中紧固力难以测量和控制的问题,建立法兰螺栓超声测量模型并设计了法兰螺栓紧固力超声测试系统。系统首先基于FPGA和以太网技术设计了周期脉冲激励、数据采集、高速通讯传输、信号处理模块实现超声信号的发射和接收,并采用阈值法和极值法相结合来提高对超声渡越时间的测量精度,然后根据法兰螺栓超声测量模型计算得出螺栓紧固力大小。螺栓标定实验表明：法兰超声模型可靠,且标定系数的重复准确度达±2.4%;超声法—应变片法对比试验表明：所设计的测试系统能够实现螺栓紧固力的测量,与应变片法的相对误差不超过5%。     

基于弹性交互作用系数法的法兰接头拧紧方法优化

为优化传统星形拧紧方法,提出一种基于弹性交互作用系数法的法兰接头拧紧方法。运用有限元方法对优化后的拧紧方法进行仿真计算,分析其拧紧效果即螺栓载荷大小和均匀性,并通过实验验证有限元仿真结果的有效性和提出的拧紧方法可行性。结果表明:运用优化后的拧紧方法能通过一轮拧紧将法兰螺栓载荷预紧到目标载荷的90%以上,拧紧效果超过传统拧紧方法六轮拧紧的拧紧效果,且螺栓力分布均匀;该方法适用于不同口径法兰和不同大小的目标载荷。法兰拧紧实验结果与仿真结果相符合,证明仿真结果的有效性和提出的拧紧方法可行性。