带传动惯性力影响的研究

以带的线弹性和稳态运转为前提,对与带轮接触的带进行微元化处理,列出周向和径向的动力学平衡方程并加以简化,得到带传动各动力参数和尺寸参数之间的微分方程;通过建立相关的物理方程、确定力与变形的本构关系和几何边界条件,建立了动力学方程解的求解方法。对某平带传动进行理论计算,比较了考虑惯性力和不考虑惯性力的结果,发现传统方程高估了带传动最大力矩而低估了动角的数值。研究结果可为带传动的分析提供理论基础并为带传动的设计提供参考。

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土压平衡盾构地层适应性设计理论和方法研究

为了探讨盾构机工作参数与土体的相互关系,针对土压平衡盾构的特点在模拟试验台上进行了掘进试验。分析了盾构总推力、刀盘扭矩和土仓土压力的变化关系及其影响因素,同时还研究了刀盘开口率对刀盘扭矩的影响规律。试验结果表明：在土压平衡的情况下,刀盘扭矩和盾构总推力有良好的线性关系,并且盾构总推力随着推进距离的增加而缓慢地增加。     

系统共因失效概率分析的非经验模型

根据载荷-强度干涉理论,探讨了系统共因失效发生及作用机理,揭示了元件强度统计独立时由系统共因载荷引发元件失效相关的基本规律。采用相关系数建立了共因载荷随机变量方差、元件强度随机变量方差以及失效相关程度之间的近似关系,并导出系统共因失效概率定量分析的非经验模型。针对系统低阶共因失效数据已知而系统载荷分布及元件强度分布未知的现实条件,提出了计算系统共因失效概率的实用方法。该模型与方法直接体现了共因失效内在机理,克服了传统模型过多依赖历史数据或主观经验而忽略共因失效发生及作用规律的局限,为冗余系统风险数据分析、概率预测,特别是可靠性设计提供了新途径。      

承压设备水压试验自动控制装置设计与实现

针对当前承压设备水压试验手动加压过程难以控制和采用肉眼直接观察压力表判断水压试验合格性存在误差的问题,提出一种承压设备水压试验自动控制装置设计方案,并实现了装置结构和控制系统。该自动控制装置结构设计包含工作台结构设计、加压管路设计、泄压管路设计和其他保护设计;以PLC、变频器和比例阀为硬件核心,结合模糊PID控制器实现对水压试验过程控制;利用开发的上位机软件实现水压试验设备的人机交互;进行水压试验自动控制装置性能测试。结果表明：该装置能较好地实现水压试验全过程控制和合格性判定,具有对试验过程录像、试验数据实时保存等功能,且可追溯水压试验过程。     

电液位置伺服系统降阶自抗扰控制

针对传统自抗扰控制应用于电液位置伺服系统时存在观测器阶数过高,造成状态观测器观测变量多、负担重、相位滞后严重及系统响应超调大等问题,采用降阶自抗扰控制方案进行处理。将系统位置信息视为已知,以降低观测器阶数,可有效削弱观测滞后、降低系统超调、提高系统抗扰能力,同时减少了控制器待整定参数,提高系统的稳定性。采用MATLAB与AMESim进行联合仿真。结果表明：与采用传统自抗扰控制器的系统相比,采用该控制策略的系统超调量降低79.8%,调整时间缩短22.7%,改善了电液位置伺服系统的控制性能,具有更优的抗扰性能。     

解调同步压缩变换及其应用于变转速滚动轴承故障诊断

为实现对变转速下滚动轴承的故障诊断,提升设备服役的安全性,在传统基于短时傅里叶变换（STFT）的同步压缩变换（FSST）的理论框架上,针对STFT存在的调制成分造成其瞬时频率（IF）估计不准确、时频模糊的问题,提出一种解调短时傅里叶变换（DSTFT）,即在STFT中引入解调算子消除调制对信号的影响,获得更加准确的IF估计值。在此基础上,推导基于DSTFT的解调同步压缩变换（DSST）,可以通过时频平面变换系数的重排获得能量高度集中的时频表达。所提出的DSST方法具有IF估计准确、时频脊线能量集中性好等优点。通过数值模拟分析和试验台振动信号分析,验证所提方法在变转速滚动轴承故障诊断中的有效性。     

双余度机电作动系统静态力均衡技术研究

飞机多电/全电化技术的发展使得机电作动系统广泛应用于飞控舵面作动系统中。通过分析主动/主动式双余度机电作动系统的架构和工作原理,考虑舵面空气负载以及连接刚度建立完整的系统数学模型。通过理论分析研究系统静态力纷争形成的主要因素,进行实例仿真验证并评估这些因素对静态力纷争的影响。在此基础上,提出采用调整位置偏差补偿静态力纷争、积分环节力均衡技术和比例积分环节力均衡技术,结果表明：双余度EMA中产生静态力纷争的主要因素为通道间的静态位置偏差以及连接刚度不一致,并且其影响可以叠加;与传统积分环节的力均衡技术相比,比例积分环节力均衡技术能更精准、快速、稳定地消除静态力纷争。     

管翅式换热器气压胀接铜管与密封圈拉脱力研究

管翅式换热器气压胀接技术中,内螺纹铜管和聚氨酯密封圈的拉脱力问题研究是十分关键的一环。通过自主设计改进的试验平台进行拉脱力试验验证,与ANSYS有限元仿真分析数据相比,经MATLAB处理的试验数据与仿真结果基本吻合,为气胀相关铜管与密封拉脱力提供参考。说明设计的试验模型及搭建的试验平台是可行的,可为气压式胀管机的工程应用和拉脱力试验提供了一个解决方案。     

基于流固耦合的脱硫搅拌器振动特性分析

针对由流体引发的脱硫搅拌器振动问题,以常规三叶搅拌器为研究对象,采用基于单向流固耦合的模态分析方法,对流体作用下的搅拌器进行模态分析。通过分析搅拌器在流体作用下的应力和变形情况,对搅拌器最大等效应力部位进行谐响应分析。结果表明：铁水罐内最大流速位于搅拌头附近区域流体,最大速度为1.2 m/s;最小流速位于铁水罐内罐壁附近区域流体,最小速度为0.1 m/s;流固耦合作用下搅拌器最大等效应力出现在搅拌轴和搅拌叶片连接处,数值为 2 299.6 Pa;当激励频率为1阶和3阶固有频率时,搅拌头的振动响应分别达到峰值;当激励频率为260 Hz时, y、z方向的位移峰值分别达到0.001 6、0.000 3 mm;当激励频率为1 800 Hz时, y、z方向的位移峰值分别达到0.006 3 、0.002 2 mm。     

汽车发动机在线图像可视铁谱取样技术研究

为了确定在线图像可视铁谱(On-Line Visual Ferrograph,OLVF)在发动机磨损监测中最佳的取样位置,采用FLUENT固-液两相流数值模拟方法,对CA6DL发动机油底壳中的磨粒动态分布进行分析。结果表明,油底壳中的磨粒分布不均匀,集滤器吸盘上方区域可作为OLVF最佳取样点。根据CA6DL润滑系统参数,开发发动机润滑系统模拟试验台,开展OLVF在线取样试验。试验结果表明,磨粒在润滑油循环过程中易聚集于集滤器吸盘上方附近,该位置对磨粒含量变化反映敏感,且大磨粒含量高、存留时间长。试验验证了数值模拟确定的取样位置可以作为CA6DL发动机OLVF监测时的最佳取样区域。