大批量柔性制造模式下光伏行业高级计划排程策略研究

本文深度调研了光伏行业太阳能电池片生产工艺和生产组织方式,在研究分析各生产类型计划排产特点的基础上,提出了一种大批量柔性制造模式下的APS高级计划排产策略,基于J2EE企业级应用开发规范,采用最新的Web技术和JAVA开发语言,设计开发了大批量柔性制造高级计划排程系统.     

光伏组件不同固定间距测试及有限元模型研究

以跟踪支架组件在不同固定间距下的机械性能及电性能为研究对象,通过TUV测试机构测得两种安装间距下组件的挠度、功率衰减及隐裂情况满足测试要求,表明组件的两种安装方式在项目设计与建设中具有可行性。进一步结合有限元理论方法及Ansys软件,建立光伏组件有限元模型进行理论计算,通过将数值模拟结果与实测数据进行对比验证了模型的合理性,并给出了计算结果相应的控制指标,能够对组件在不同固定间距下的机械性能及电性能做出安全评估,对项目设计的安全性及成本控制具有重要的指导意义。     

柔性支撑转子支撑刚度对临界转速的影响分析

旋转机械的工作转速在其临界转速分布范围内会产生剧烈振动,严重时会使系统遭到破坏,因此研究临界转速的影响因素至关重要。建立柔性支撑的储能飞轮转子有限元模型,基于ANSYS Workbench分析软件对不同支撑刚度条件下转子的临界转速进行计算和分析。通过计算结果分析支撑刚度对转子的前三阶临界转速的影响,为使系统的临界转速偏离工作转速提供设计和调整依据。     

钢结构支撑塔风荷载数值仿真分析

钢结构支撑塔是工程实际中广泛使用的一种结构形式。针对该类结构的工作环境特点,风荷载是设计时必须考虑的影响条件。以实际工程中的支撑塔为例,采用有限元法构建仿真模型,分析了自重和16级风载对支撑塔的影响,讨论了不同风向条件下支撑塔的结构变形和应力分布。对结构的变形、应力的计算值与设计要求进行比较,计算结果表明：钢结构支撑塔满足设计要求的强度和刚度,不会在16级风作用下产生破坏。该方法可为同类型支撑塔的设计提供参考。     

反射镜柔性支撑结构的模态参数分析

为解决全面、准确地检测反射镜柔性支撑结构的柔度参数的问题,将参数辨识技术应用到柔度测试领域中。开展了在频域中基于模态参数辨识理论分析柔性支撑结构柔度参数的分析。首先,对于串联弹簧-质量-阻尼系统的传递函数及其性质进行了推导,建立了一种对于串联模型端部子系统参数进行辨识的方法;然后,利用计算机进行了数值仿真,以验证上述理论推导的准确性;最后,针对某小型反射镜的柔性支撑结构Bipod进行了实验验证。实验结果表明,该测试方法与传统的测量方法相比误差小于5%,证明了该方法的可行性,对其他柔性部件的检测分析都有较好的指导意义。     

三角形柔性铰链的建模与分析

作为一种旋转单元,三角形柔性铰链可以组合为性能更加优良的柔性模块或柔性机构,如车轮形铰链、蝶形铰链等。建立准确的受力模型,分析其载荷—位移特性成为设计复杂铰链或机构的关键所在。基于近似的悬臂梁模型,建立三角形柔性铰链在同时受到弯矩、切向力和轴向力作用下精确的转角模型。得到未被近似的轴漂计算公式,并根据公式推导实用的轴漂模型。转角和轴漂模型都简洁地表征了载荷—位移关系,最后,通过有限元分析验证了所建立的模型的准确性。     

柔性轴主动矢量推进装置螺旋桨轨迹求解与分析

利用球齿轮和万向节结构的柔性轴具有空间弯曲并可以自旋的特性,研究了将其作为矢量推进装置中螺旋桨的驱动轴并通过直线电机驱动,从而产生空间矢量力的方法.对该装置进行正运动学建模并设定求解准则,然后在Matlab中对该模型进行计算和仿真,分析矢量推进装置所产生的矢量推进力的方向矢量与直线电机工作参数的关系.分析结果表明,通过两个直线电机的控制可以唯一地确定柔性轴和螺旋桨的空间姿态,所产生的矢量推进力的方向也具有唯一性.该模型的建立与分析为主动矢量推进装置的控制系统设计奠定了基础.     

空间相机镜筒柔性支撑结构设计与动力学分析

为了减小卫星平台的随机振动对空间相机像质的影响,为空间相机的镜筒设计了一套柔性支撑结构,并对柔性结构的动力学特性进行了深入研究.首先,在镜筒及其支座之间放置2mm厚的橡胶环,使镜筒和支撑之间形成柔性连接.然后,应用参数识别的方法对柔性支撑的迟滞阻尼特性进行分析,得到其刚度系数和阻尼系数随频率变化的公式.最后,使用拉格朗日法建立整个系统的动力学方程,得到镜筒质心位置位移和转角随频率变化的曲线.动力学分析结果表明:当振动频率大于663Hz时,位移传递率小于0.6;当频率大于974Hz时,转角变化范围在(0.046±0.050)°之间;满足设计要求.柔性支撑结构对高频振动抑制效果显著,可以为空间相机提供一个稳定的工作环境.     

全柔性微位移放大机构的设计与分析

微机械放大器中常采用全柔性微位移放大机构来实现输出位移的放大,且大多采用短臂柔性铰链连接各构件。设计了一种对称的长柔性杆微位移放大机构,结合弹性力学和Bernoulli-Eu-ler假设,推导出该放大机构的力位移计算公式及放大比公式。对影响该机构放大比的关键因素进行了分析,通过实例分析得到该机构中的长柔性杆角度与输出位移之间的关系。同时用有限元方法对该实例进行了仿真分析,并对两种方法所得结果进行了分析比较。     

基于迭代修正DFT的车轮多边形磨耗状态识别

受车辆变速运行、轨道随机不平顺等因素的影响,轨道车辆的运行过程为典型的非平稳过程。由于传统方法对于非平稳信号的处理不理想,使得车轮多边形磨耗阶次与幅值的准确识别比较困难。为提高车轮多边形磨耗状态的识别准确度,提出了一种基于迭代修正离散傅里叶变换（discrete Fourier transform,简称DFT）的动态识别方法,采用车辆处于相对稳定速度运行时产生的轴箱垂向振动加速度信号进行分析。首先,通过设定适当的平稳性检验条件,从样本信号中抽取出部分相对平稳的短时信号;其次,对所抽取的短时信号进行频域分析与迭代计算,获得各阶车轮多边形的振动频率与振动周期;然后,根据振动周期的长度对所抽取的短时信号进行二次截断,获得代表各阶车轮多变形振动周期整数倍长度的新短时信号;最后,结合车轮多边形的几何特征与动态特性,对抽取的新短时信号再次进行频域分析与磨耗参数（阶次、幅值）计算,进而实现对车轮多边形磨耗状态的准确识别。分析表明,该识别方法有效减少了传统分析方法中因栅栏效应和频谱泄漏等固有缺陷导致的识别误差,可消除大部分非平稳因素的干扰,为轨道车辆的安全运行维护提供理论支持和方法参考。     

基于参数化功率谱估计的车轮多边形动态识别

由于传统频谱估计方法存在固有缺陷,对车轮多边形振动频率的识别容易产生较大误差,尤其对于初期车轮多边形的识别更是困难。为解决上述问题,基于参数化功率谱估计理论,提出一种车轮多边形动态识别方法。首先,根据车轮多边形的动态特性,建立了谐波频率恢复模型;其次,基于奇异值分解法与归一化误差分析对谐波恢复模型的阶数进行确定;然后,采用总体最小二乘法对谐波恢复模型的参数进行计算;最后,根据Cadzow估计理论对异常磨耗信号进行功率谱估计,并以某地铁车辆的轴箱垂向振动加速度实测信号为例,对该方法的可行性与正确性进行了验证。结果表明：该方法可基于短时序列数据实现高精度频域估计,且对谐波信号敏感,尤其适用于早期车轮多边形异常磨耗信号的识别。     

A型地铁车辆车轮多边形磨损成因初探

针对国内某A型地铁车辆振动噪声大的情况,对车轮表面状态进行了勘查,发现车轮普遍存在多边形磨损现象。为探寻车轮多边形磨损的形成机理,计算了轮对的自由模态,并开展了车辆零部件的振动试验。研究表明:轮对扭转和1阶弯曲共振模态是车轮多边形磨损形成的主要原因;车辆在通过梯形轨枕轨道时极易激发轮对的1阶弯曲模态,该线路大量使用梯形轨枕轨道是车轮多边形磨损现象频发的环境诱因。     

基于图像分析和野点检测的航空发动机磨损状态识别

研究了基于发动机滑油滤磨屑图像的磨损状态自动识别技术。首先采用最大熵法和数学形态学方法,提取滑油滤磨屑图像中反映磨损状态的特征量;然后采集反映正常状态的航空发动机滑油滤图像,通过图像分析与特征提取,构造出仅包含正常样本的训练样本集,最后用野点检测方法对训练样本进行学习,并使用遗传算法对野点检测参数进行优化,得到了滑油滤磨屑图像的正常域,并以此来识别航空发动机磨损状态的严重程度。开发了发动机滑油滤监控系统(engine oil filter monitoring system,EOFMS),实现了基于野点检测的磨屑图像识别功能,并利用实际航空发动机滑油滤磨屑图像进行了实验分析,结果验证了该方法的有效性。     

Modelling the Effect of Steady State Wheel Temperature on Rail Wear

A moving train subjects a rail cross section to many wheel passes and heat generation at the interface from bulk friction and microslip. Frictional heating at the interface causes the temperature of the contacting rail surface and wheel surface to rise. After the train has passed, the rail temperature drops to ambient till the next train arrives. Wheels, on the other hand, pick up the frictional heat input continuously and hence their steady state temperature could be much higher than that of the rail. A hot wheel provides an additional temperature rise at the rail surface. The accompanying thermal stresses and thermal softening may enhance the rail wear rate. This has been investigated in the present study. A ratchetting failure-based computer simulation has been employed to assess the wear rate of a pearlitic rail steel. It is found that the thermal stress effect on wear rate is only the modest, but thermal softening can enhance the wear rate by up to an order of magnitude for the conditions considered.     

转向架悬挂参数对轮缘磨耗的影响

通过对动车组线路的长期跟踪测试，发现某线路动车组轮缘磨耗异常是该线路动车组轮对报废的主要原因。对3种常用动车组的轮缘磨耗情况进行跟踪实测，并对比分析3种动车组轮缘磨耗规律。为探究对车辆动力学性能影响较大的悬挂参数对车轮轮缘磨耗的影响，采用动力学仿真分析软件SIMPACK建立动车组的动力学仿真模型，计算不同悬挂参数下车辆的动力学性能参数。剖析不同悬挂参数下的动力学性能指标，根据轮轨发生两点接触后的受力状态，分析各个动力学性能参数变化对轮缘磨耗的影响，并验证悬挂参数的改变对车辆直线运行性能的影响。结果表明：轴箱定位刚度对车辆通过小半径曲线时的轮轨冲角和横向力影响较大，是影响轮缘磨耗的主要悬挂参数。     

基于脉冲耦合神经网络的刀具磨损检测

将仿生学中的脉冲耦合神经网络（PCNN）引入刀具磨损检测中,利用刀具磨损区域灰度强度明显高于刀体和背景区域灰度强度的特点,通过空间邻近和灰度相似集群像素获得分割的二值图像,从而达到对刀具磨损区域进行检测的目的。对车削加工中刀具不同磨损阶段的磨损图像进行分割试验,证明了该算法可以有效地判断刀具的磨损状态。     

车轮多边形对车辆曲线运行安全性影响

针对日益突出的车轮多边形问题,为保障车辆通过曲线线路时的运行安全,以某型机车为研究对象,应用ANSYS与SIMPACK联合仿真建立考虑轮对柔性的车辆刚柔耦合动力学模型.采用脱轨系数与轮重减载率等评判指标,通过仿真计算分析比较了车轮多边形阶次与磨耗深度对车辆通过曲线时运行安全性的影响,并且基于评判指标提出了各阶次下车轮多...     

基于高斯过程的地铁车辆轮对磨耗建模及其镟修策略优化

根据广州地铁车辆轮对的磨耗数据,分析轮对磨耗和镟修的特点.针对踏面直径和轮缘厚度两个形面参数,基于高斯过程建立轮对磨耗的数据模型.根据地铁车辆轮对镟修要求,提出一种轮对镟修的控制限策略.在轮对磨耗模型的基础上,给出该镟修策略的蒙特卡罗仿真模型.然后利用蒙特卡罗仿真方法,以轮对期望使用寿命和期望镟修次数为指标,对不同的轮对镟修策略进行分析,从而实现轮对镟修策略的优化.结果表明:轮对轮缘厚度较大或较小时,轮缘磨损均较严重,而踏面直径的磨损速率和轮缘厚度不具有相关性;当轮缘厚度减少到27～28.5 mm时,通过镟修将轮缘厚度恢复到30 mm,这样的镟修策略能较好地延长轮对期望使用寿命,达到约13.2～15.3年.     

基于谐波小波的磨削砂轮状态特征提取

探寻一种通过对动态磨削力进行时频能量分布分析来提取磨削砂轮状态特征的方法。由磁悬浮轴承机械电气参数求得动态磨削力,通过对磨削力进行谐波小波包分解,得到无频谱混叠的磨削力的时频分布图,分析了通过时频分布图提取砂轮状态特征的可行性。通过求不同磨削状态下的时频分布矩阵的能量方差,定义了短时峰频带,求取能量最大的32个峰频带的能量组成了砂轮磨削状态的特征向量。对特征向量的离散度分析和磨削状态分类实验证明了该方法的有效性。