低合金高强钢薄板的三维全场焊接变形研究

针对低合金高强钢薄板在焊接过程中变形的不确定性及复杂性,提出一种基于数字图像相关法的测量方法。该文以Q345和Q690薄板对比试验进行分析,得到两块薄板的三维全场焊接变形。试验结果表明:Q690和Q345薄板在焊接过程中总体变形趋势一致,都经历中间凸起,恢复,四周翘起,最终成马鞍形;但强度更高的Q690薄板在焊接过程中变形趋势更缓,变形曲线图中的拐点出现得更迟;冷却到最后,Q690薄板关键点变形比Q345薄板小。研究结果可为揭示低合金高强钢薄板焊接变形机理提供可靠依据。     

斯特林制冷机的自寻优前馈振动控制

研究采用自寻优前馈方案实现斯特林制冷机的主动减振。斯特林制冷机是提供空间大制冷量的最佳手段。从减轻重量、减小体积和功耗的角度出发,提出了一种基于前馈控制的主动减振方案,用直线电机推动一个质量平衡块以抑制制冷机的振动,并设计了控制器参数的在线自寻优算法,实现整套系统的全自动运行。该减振系统的控制算法由DSP实现,将制冷机的基频振动水平降低到原来的2.87%。     

一种斯特林制冷机移相器的分析研究

对电磁双驱动分置式斯特林制冷机用的移相器进行了较为深入的研究。分析了运算放大器移相器和变压器移相器的功能和优缺点，证实了变压器移相器十分方便可行，而且具有较高的稳定性。本文的分析研究为电磁双驱动分置式斯特林制冷机的进一步功能性研究提供了便利。     

基于FPGA的斯特林制冷机控制系统

针对进口的分置式斯特林制冷机,使用Field Programmable Gate Array(FPGA)作为核心控制器对其进行控制.采用模块化的方法,对系统功能进行细分.着重阐述使用DDS技术生成压缩机双直线电机的SPWM驱动波形的方法.对子模块的功能作了详细讲解,并简单介绍了系统中温度闭环控制的数字PID算法.FPGA实现的数字式控制系统抗干扰能力强,具有一定的空间应用价值.     

氖气斯特林制冷机的固有非理想回热特性

氖气斯特林制冷机具有正的固有非理想回热特性,它既使制冷机的理论制冷系数比卡诺制冷系数ε_c小,又使理论制冷量比工质在低温等温过程中所吸取的热量Q_L小,很值得注意。尤其在精度要求较高的场合,更不能不加考虑。     

基于DIC实验的自同步振动系统研究

自同步振动机械通过简化传统的刚性连接实现同步运动,在工业上得到广泛应用。受限于测量手段,目前对自同步机械的研究主要集中在理论建模与数值仿真环节,鲜有对实验数据的分析。为了解真实自同步装置的动力学特性,通过高速相机对基于直流电机的自同步实验装置的运动过程进行记录,并使用数字图像相关方法(Digital Image Correlation,DIC)得到实验结果。通过经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)等手段对不同工况下的实验数据进行处理。结果显示：实验装置在进入同步状态后,在不同工况下表现出的同步特征有所不同;装置同步后的运动数据依然存在波动,且波动频率与转子转速、实验装置的参数都有一定相关性。研究结果可为自同步现象的实验测量提供参考,同时也丰富了自同步现象实验分析的研究资料。     

基于测点优化与模态扩展的机械结构振动响应全场重构EI北大核心CSCD

提出一种基于测点优化与模态扩展的机械结构振动响应全场重构方法。使用D优化设计方法确定最优测点布置方案,根据模态扩展方法构造加速度响应扩展矩阵,从而实现由优化布置的有限测点的加速度响应重构机械结构全场加速度响应,并使用有限元分析软件读取重构的加速度响应,实现机械结构响应全场可视化。开展板结构数值仿真分析和振动响应重构试验,验证了当结构处于多模态共振或非共振状态下机械结构振动响应全场重构方法的有效性和鲁棒性。进一步,通过分析各阶加速度模态贡献量,精准选择主要振动模态分析机械结构的振动响应,实现了基于更少测点的振动响应全场重构。     

G-M制冷机与振动样品磁强计的耦合试验

为了测量样品在低温(20 K)下的磁性材料的各个参数性能,实验台采用双级G-M制冷机直接冷却气氛室,利用氦气的自然对流传热来达到冷却样品的目的.振动样品磁强计(VSM)与G-M制冷机的耦合实验实现了低温条件下样品的磁性能的测定.介绍该实验台的设计过程和耦合实验结果.     

基于DSP的星载小型化斯特林制冷机控制器设计

斯特林制冷机控制器对制冷机性能有很大影响。介绍了基于DSP系统的斯特林制冷机控制器设计,主要包括硬件、软件设计,为进一步实现斯特林制冷机的自适应控制打下较好的基础。     

Application of 3D image correlation for full-field transient plate deformation measurements during blast loading

A high-speed stereo-vision system is employed to quantify dynamic material response during buried blast loading. Deformation measurements obtained using 3D image correlation of synchronized, patterned stereo-vision images obtained with an inter-frame time in the range 16 μs ≤ t ≤ 40 μs indicate that (a) buried blast loading initially induces highly localized material response directly under the buried blast location, with severity of the blast event a strong function of depth of explosive burial, (b) for relatively shallow (deep) depth of explosive burial, plate surface velocities and accelerations exceed 220 m s⁻¹ (100 m s⁻¹) and 6 × 10⁶ m s⁻² (1.5 × 10⁶ m s⁻¹) during the first 30 μs (80 μs) after detonation, respectively.     

基于RVM方法的水电站厂房结构振动预测研究

随着水电站规模和单机容量的不断增长,水电站厂房振动问题日益突出。明确厂房结构的振动规律有助于电站长期运行安全评估。在电站厂房原型振动观测数据相关分析的基础上,建立了基于相关向量机(Relevance Vector Machine,RVM)的厂房振动响应预测模型。该模型可通过机组、流道测点的测试数据预测厂房结构垂直振动空间分布,并具有较高的精度。     

基于随机振动响应互相关函数的结构损伤识别试验分析

提出了基于结构振动响应互相关函数分析的损伤识别方法。通过八层剪切型钢框架结构模型在模拟白噪声随机激励作用下的试验分析,利用相邻测点响应的互相关函数幅值向量变化,构造损伤识别因子进行结构损伤判定、定位及程度量化,结果表明该方法对结构损伤的识别具有很好的简易性及有效性,并为结构在线监测和分散式检测提供方法参考。     

Comparison of the identification performance of conventional FEM updating and integrated DIC

Full‐field identification methods are increasingly used to adequately identify constitutive parameters to describe the mechanical behavior of materials. This paper investigates the more recently introduced one‐step method of integrated digital image correlation (IDIC) with respect to the most commonly used two‐step method of finite element model updating (FEMU), which uses a subset‐based DIC algorithm. To make the comparison as objective as possible, both methods are implemented in the most equivalent manner and use the same FE model. Various virtual test cases are studied to assess the performance of both methods when subjected to different error sources: (1) systematic errors, (2) poor initial guesses for the constitutive parameters, (3) image noise, (4) constitutive model errors, and (5) experimental errors. Results show that, despite the mathematical similarity of both methods, IDIC produces less erroneous and more reliable results than FEMU, particularly for more challenging test cases exhibiting small displacements, complex kinematics, misalignment of the specimen, and image noise. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

数字式电动振动试验系统检定中相关计算公式的运用

针对电动振动台和数字式电动振动试验系统使用中的交越频率的定义及其推理过程加以阐述,探讨了影响电动振动台和数字式振动试验系统正确使用的因素及相关技术问题,同时针对检定规程中所规定的一些检定方法提出了值得商榷的看法,并给出相应的计算公式,供参考使用。     

A non-lumped dynamic simulation method of sorption compressor for sorption cryocooler

A dynamic analysis of sorption compressor is motivated by the design of a practical sorption compressor. In this paper a non-lumped dynamic simulation method based on a non-isothermal parameter has been developed. An algorithm for simulating the dynamic behaviors of sorption compressor involving mass and energy transport is described and is calculated using Computational Fluid Dynamics (CFD). The calculated time-dependent pressure and temperature across the sorption compressor are obtained and verified by experiments. Then, the effects of thermal gradient and non-equilibrium adsorption–desorption on the net gas outflow from the sorption compressor are also investigated. It is shown that thermal gradient and non-equilibrium adsorption–desorption can significantly affect the net gas outflow with the same total heat input.     

基于DIC技术的沥青混合料断裂特性实验研究

开裂是钢桥面铺装层的主要破坏形式。为研究钢桥面沥青混合料断裂特性及裂纹扩展规律,通过小梁三点弯曲实验,应用数字图像相关方法(DIC)图像采集系统采集试件从加载到破坏的全过程图像。利用非接触式全场应变测量系统(VIC-2D)计算试件在加载过程中的位移场和应变场,并分析出裂缝萌生、发展的规律。结果表明:沥青混合料从相对较弱的胶浆区或胶浆-粗集料界面区开裂和发展;当胶浆-粗集料界面与裂纹发展方向垂直时,粗集料对裂纹的发展有阻断作用;胶浆裹覆细集料的运动轨迹与胶浆的运动轨迹一致。     

Effect of DIC Spatial Resolution,Noise and Interpolation Error on Identification Results with the VFM

The use of experimental tests that involve full‐field measurements to characterize mechanical material properties is becoming more widespread within the engineering community. In particular digital image correlation (DIC) on white light speckles is one of the most used tools, thanks to the relatively low cost of the equipment and the availability of dedicated software. Nonetheless the impact of measurement errors on the identified parameters is still not completely understood. To this purpose, in this paper, a simulator able to numerically simulate an experimental test, which involves DIC is presented. The chosen test is the Unnotched Iosipescu test used to identify the orthotropic elastic parameters of composites. Synthetic images are generated and then analysed by DIC. Eventually the obtained strain maps are used to identify the elastic parameters with the Virtual Fields Method (VFM). The numerical errors propagating through the simulation procedure are carefully characterized. Besides, the simulator is used to compare the performances of DIC and the grid method in the identification process with the VFM. Finally, the influence of DIC settings on the identification error is studied as a function of the camera digital noise level, in order to find the best testing configuration.     

基于DTFT的一种低频振动信号相位差测量新方法

现有基于DFT频谱分析的相位差测量方法在测量低频振动信号的相位差时，精度明显下降，甚至无法测量，其主要原因之一是忽略了频谱中的负频率成分贡献。基于离散时问傅里叶变换（DTFT），提出了一种计及负频率影响的低频振动信号相位差测量方法，分别给出了加矩形窗和加汉宁窗对应的相位差计算公式。仿真及实测结果表明，在无噪声背景下，该方法具有很高的精度，误差接近双精度运算的下限；在噪声背景下，其测量精度仍高于传统的DFT频谱分析方法。提出的测量方案简单实用，特别适用于频率很低或接近奈奎斯特频率的振动信号的相位差测量。