基于PLC和变频器技术的现代电梯控制系统设计

电梯作为现代工业和建筑行业中重要的运输工具,其可靠性、安全性、舒适性、节能性的要求越来越高。提出了一种基于PLC和变频器联合的电梯控制方案,通过采用PLC控制器实现电梯的逻辑控制,从而提高电梯运行的稳定性及可扩展性,利用变频器控制电梯曳引系统,以获得理想的速度变化曲线,实现电梯运行的高效与节能。最后,采用组态监控软件进行了仿真实验,结果表明该控制方案不仅能够达到现代电梯运行的基本控制性能需求,而且有利于提高电梯运行的可靠性和舒适性。     

基于CRIO和无线传输的结构损伤主动监测系统设计

飞机结构损伤监测技术是确保其结构完整性、可靠性和安全性的关键技术。为了实现飞机大面积曲面结构的主动损伤监测，利用柔韧性良好的0-3型压电涂层复合材料和Lamb波传播距离远及对细微缺陷的高敏感性，基于CRIO(Compact RIO)平台和LabVIEW环境设计了结构损伤监测的软硬件系统。系统由激励探头、压电涂层传感器阵列、CRIO数据采集平台、WiFi无线传输网络、监测中心上位机及软件等部分组成，研制的压电涂层传感器能够较好地贴合于机翼等曲面结构，应用CRIO技术实现了测试设备的可重复配置与快速测试，无线数据传输能够克服大量传感器布置带来的布线复杂问题。将该系统应用于曲面铝板损伤监测模拟实验，验证了该系统测试信号的有效性和损伤定位结果的准确性。     

基于柔性压电材料传感器的法兰螺栓松动检测

采用柔性压电复合材料传感器进行法兰螺栓松动检测,研究PZT粒径对复合材料压电和介电性能的影响。制备的复合材料压电电压常数g₃₃达到117 mV·N^-1。采用柔性复合材料传感器接收单个和多个螺栓在不同松动程度下的超声波,获得超声波透射信号首达波幅值随螺栓松动变化规律。结果表明,随着单个法兰螺栓松动程度加剧,超声波透射信号首达波幅值减小;法兰螺栓在相同预紧力矩情况下,超声波透射信号首达波幅值随着螺栓松动个数增加而减小。研究可为法兰螺栓松动定量检测提供理论依据。     

大型多支承回转窑筒体系统的动力响应分析

回转窑运行中筒体、滚圈、托轮及轴承系统耦合成复杂的多支承动力学系统,运行轴线动态变化和冲击突变载荷将给设备带来复杂振动,从而加速疲劳破坏,增加设备故障率.文中采用传递矩阵法,首先建立回转窑筒体系统的动力学模型,再推导各类激励作用下筒体系统振动的传递矩阵修正响应列阵,最后建立系统的动力响应方程,从而找到计算动载荷和轴线检测动态误差的基本方程.     

钢轨裂纹导波检测的柔性压电复合材料传感技术研究

钢轨裂纹监测是保障铁路基础部件安全的重要研究课题之一。 超声导波在钢轨中具有衰减小、传感距离远、检测效率 高等优点,可实现钢轨长距离快速检测。 传统的超声导波传感器大都采用 PZT 陶瓷制成,质地硬脆、易碎裂,不能满足钢轨长 期在线监测使用要求。 本文提出将柔性 0~ 3 型 PZT/ 环氧树脂复合材料用作钢轨超声导波传感器,实验研究该柔性压电复合 材料的力学性能及其对导波的传感特性,结合有限元仿真分析和实验测试,分析了钢轨中激励导波模态特性及其裂纹反射波的 延迟到达时间,探讨压电复合材料传感器应用钢轨裂纹导波信号检测的适用性和有效性。 研究结果表明:PZT/ 环氧树脂复合 材料传感器具有良好的柔韧性和线性灵敏度,在 5℃ ~ 75℃ 温度范围内能够有效检测到导波信号;不同传感路径得到的钢轨导 波检测信号与有限元仿真信号基本一致,裂纹反射波到达时间相近,这将为钢轨裂纹在线监测提供新型的柔性压电复合材料传 感技术。     

复杂边界几何体的结构网格生成方法

高质量的结构网格能够有效地提高有限元分析的精度.针对受限于结构网格节点分布的特殊要求,使当前的结构网格生成方法无法直接应用于边界复杂的几何体这一问题,提出结构网格生成方法.对于边界复杂的多边形区域,依据边界顶点分类,在计算空间内将边界简化为规则形状,在简化的多边形区域内进行分割并填充结构网格,再将其映射回原区域;对于边界特殊的三角形、圆形区域,依据边界节点分布计算分割线,将原区域分割为简单的四边形区域组合,再对各四边形区域分别进行结构网格填充;对于不同区域网格的连接,将区域边界相连并设置棱边方向,通过转化相应的棱边方向矩阵得出棱边方向闭合的多边形边界,在多边形边界内填充结构网格形成不同区域网格间的有效过渡.实例验证结果表明,该方法稳定、高效,能够解决复杂边界几何体的结构网格划分问题.     

大型回转窑支承滚圈的有限元动力特性分析

滚圈是回转窑最重要的支承部件,运转中弯曲应力造成的疲劳开裂是其主要失效形式。回转窑运行中由于自身因素及外界的冲击突变载荷导致运行轴线动态变化而给滚圈带来动应力,从而加速其疲劳破坏。文章分析了滚圈动载荷分布情况,采用有限元法对支承滚圈进行模态分析,得到支承滚圈的模态特性及其动态危险部位;进行突变阶跃载荷下的瞬态动力响应分析,得到位移应力响应规律,并分析动应力对部件疲劳强度的影响。所做结论是回转窑结构静力分析的补充和发展,为设备的动态健康维护和结构强度分析奠定了基础。     

回转窑支承滚圈疲劳寿命与轴线关系及预测

在定量分析回转支承滚圈疲劳状态中引入载荷比概念,用有限元法分析不同载荷比和垂直载荷下滚圈的应力分布规律,推导滚圈最大等效应力和当量应力与载荷比的线性关系式。根据支承载荷与轴线偏差的线性关系式,得出滚圈疲劳损伤和寿命与轴线偏差的关系。结合现场实例介绍根据检测回转窑的运行轴线,预测滚圈疲劳寿命的方法,为回转窑的合理维护与调整提供理论依据。研究表明,合理地调整回转窑运行轴线能有效提高滚圈的疲劳寿命,并减少滚圈疲劳断裂事故的发生。     

基于柔性动力学的辊道窑烧结过程匣钵运动特性分析

盛装锂电正极材料的匣钵在辊道窑烧结过程中极易出现异常横向运动,为此基于柔性动力学分析辊道柔性对传动过程匣钵运动特性的影响。首先,基于柔性动力学建立匣钵-辊道传动动力学简化模型,分析辊棒弹性变形及传送时匣钵运动特性,并通过实验验证了模型的有效性;其次,建立相应的匣钵-辊道刚体动力学模型,通过对比分析刚性和柔性两种辊棒传送条件下匣钵运动特性的变化以及不同辊棒挠度下匣钵横向运动的变化,揭示辊道柔性对匣钵运动特性的影响。在此基础上,对原有辊棒进行了改进并开展实验验证改进方案的效果。结果表明:由于弹性变形的影响,匣钵在前行的同时,匣钵之间间隙出现了明显向外扩张趋势,而当辊棒呈现刚性时匣钵则几乎无外扩现象;辊棒挠度对横向运动有重要影响,在辊棒挠度从0到2 mm区间变化时,其匣钵扩展间隙随挠度增加而呈增大趋势,而当辊棒挠度超过2 mm后,匣钵扩展间隙随挠度增加反而呈减小趋势。改进实验效果表明,适当增大辊棒刚度可显著减轻匣钵异常横向运动现象。     

大型多支承回转窑支承结构的接触有限元分析

回转窑是冶金、水泥、耐火材料生产中的关键设备,它是一种重载、大扭矩、多支点、静不定运行系统。回转窑运行中由于轴线偏差,支承载荷分配严重不均,导致支承部件因接触应力过大而产生压溃、剥落和点蚀等现象。从支承载荷分配与轴线偏差的线性关系出发,根据赫兹接触理论,得出了支承结构接触力与轴线偏差的关系式;采用有限元方法对某档支承结构的接触问题进行分析,得到了接触区域情况及各部件的变形应力规律。分析结论与实际生产一致,为回转窑最佳运行状态的调整提供有效的理论依据。