基于多轴非线性连续损伤模型的汽轮机转子低周疲劳损伤分析

针对当前汽轮机转子低周疲劳损伤分析存在较大误差的问题,引入了非线性连续损伤力学理论,并结合多轴疲劳损伤的临界面原理,建立了多轴非线性连续损伤累积模型.基于该模型,结合某型船用汽轮机转子典型工况下的瞬态温度场和热应力场的弹塑性有限元分析结果,对复杂应力引起的转子低周疲劳损伤进行分析,并与等效应变法的寿命预测模型和线性损伤累积模型进行了比较.结果表明:基于临界面法的非线性连续损伤累积模型,不仅考虑了多轴复杂应力应变的大小、方向和加载的附加强化效应的影响,而且正确地反映了转子低周疲劳损伤的非线性累积过程,其分析结果更接近于工程实际.     

涡轮盘-片的结构可靠度计算及灵敏度分析

以某燃气涡轮盘-片系统为对象,综合考虑载荷及材料性能的随机性,利用ANSYS程序对结构进行了有限元分析,运用响应面法模拟得到了结构在紧急工况和典型工况下的最大应力和最大应变能的二次响应面函数表达式。基于该响应面函数,应用蒙特卡罗法,计算了涡轮盘?片结构在两种工况下的结构静强度可靠度和疲劳可靠性参数,分析了涡轮盘?片结构最大应力和疲劳寿命对主要随机变量的灵敏度,对该燃气轮机的运行管理以及材料性能的改进提出了针对性建议。本文的分析方法及结论对于其它复杂工程结构系统的可靠性分析有一定的参考价值。     

基于Bayes小子样二项分布单元可靠性评定的仿真方法

对于小子样二项分布单元可靠度下限评定，经典方法有很大局限性，文中介绍了Bayes方法。并在其基础上提出基于Bayes方法的Monte Carlo仿真方法，示例证明，该方法有很好的应用前途。     

涡轮盘-片结构的接触分析

建立某涡轮第五级盘-片的三维有限元模型,对紧急启动过程进行瞬态热弹塑性分析,计算中综合考虑了多种复杂载荷和接触非线性,获得紧急启动过程中轮盘及叶片危险部位的温度、应力时间历程,分析了温度场和应力场特点,提出了运行管理和改进设计的建议.结果可为涡轮结构疲劳寿命预测提供依据.     

总体最小二乘正则化算法的载荷识别

载荷识别中存在病态矩阵求逆的不稳定性将导致解严重失真。在总体最小二乘(Total Least Squares TLS)算法的思想上进行Tikhonov正则化,构造载荷识别的目标函数。然后利用共轭梯度(Conjunction Gradient CG)法解算该目标函数的最优化问题,提出一种算法易实现、收敛性能好、存储量小,且能全面考虑随机误差影响的CG-TLS正则化算法。经仿真和试验探讨了传递函数矩阵病态产生的原因,借助条件数优选振动响应点,最终检验CG-TLS正则化算法与常用的两种正则化算法在不同噪声水平时载荷识别的效果。结果表明,CG-TLS正则化算法载荷识别效果最优,与真实值吻合好,并具有良好的鲁棒性。因此,应用CG-TLS正则化算法实现载荷识别极具实际意义。     

水下圆柱壳体结构噪声的工况传递路径分析

为实现水下航行器噪声源和噪声传递路径的识别、量化,利用工况传递路径分析(operational transfer path analysis,简称OPA)并考虑其在实际应用中面临的4个关键问题,选取恰当的工况数组合和参考振源,采用截断总体最小二乘(TTLS)方法,有效地避免了矩阵求逆存在的不适定问题,由此建立水下结构的OPA模型.进行水下单、双层圆柱壳体结构的振动-声辐射试验,实现了噪声与结构振动数据的同时基采集.基于建立的OPA模型编制程序进行水下单、双层圆柱壳体结构的噪声贡献量分析,结果与试验测量结果吻合较好,并从传递路径的角度找出了对壳外噪声起主导作用的环节.建立的OPA方法可以识别、量化水下圆柱壳体结构的主要噪声源和噪声传递路径,并且能够指导水下航行器噪声的实时预报和减振降噪措施的正确实施.     

应变场强法在涡轮盘-片结构寿命预测中的应用

场强法是一种精度较高的随机载荷疲劳寿命估算方法值得深入研究和发展。根据场强法基本原理和某涡轮叶片材料光滑试件和缺口试件的疲劳试验数据,运用有限元分析方法对缺口试件试验进行模拟,推导了材料应变场强的计算公式并得到了材料的场径值。进而对涡轮盘-片结构进行瞬态热弹塑性有限元分析,确定结构危险部位应变场强,结合材料的应变-寿命试验曲线,最终得到了该盘-片结构的疲劳寿命。研究方法与推导过程详尽合理,场强计算公式简单,为预测复杂应力环境下的结构疲劳寿命提供了有益的参考。     

专家系统在舰船动力工程中的应用

本文初步探讨了专家系统在舰船动力工程中的应用,并就建造论证设计和故障诊断型专家系统作了较全面阐述,以期为提高和保证动力装置的战技性能寻求一种有效的手段。     

基于径向投影变换的快速地形匹配方法

根据多波束声纳地形匹配导航中不同阶段对匹配性能的不同要求,提出了基于径向投影变换的快速地形匹配方法。基于径向投影变换的快速地形匹配方法利用图像径向投影变换将图像变成一维曲线,然后采用相位相关法搜索图像的匹配位置和旋转角度,由于径向投影变换将二维图像变换为一维曲线进行匹配,因此大大提高了匹配速度。     

涡轮盘-片耦合场及接触问题的热弹塑性分析

针时某燃气轮机动力涡轮叶片和轮盘,结合PRO/E与ANSYS建立了耦合场及接触有限元模型,并进行了瞬态热弹塑性分析,得到了轮盘及叶片启动过程中的应力应变时间历程.本文在应力应变分析中融合了热流固耦合及接触分析方法,因此得到的结论比较全面精确地反映出装置实际情况,并为燃气轮机的寿命预测提供了可靠的数据.