基于流速仪法的水轮机绝对效率试验研究

本文针对近年来大量海外水电工程移交验收中的一项重要指标——水轮机绝对效率的测量,简要介绍了水轮机绝对效率的计算方法,再根据IEC和国标规程的要求,分析不同流量测量方法的特点。对安装适应性强、复杂程度高的流速仪法,本文讨论了该测量方法中测点布置、支架设计等关键技术问题,并创新的采用了流速积分法进行流量计算,最后结合在西非某海外工程的测试实践,给出了完整的计算案例,最终测试结果证明该试验方法的设计和实施,严格遵守IEC规范,高于常规测量精度要求,本文能够为中国在建的大量海外水电工程性能验收试验提供思路,并通过完整的案例给类似试验方法提供参考和依据。     

内燃机智能故障诊断系统的研究及应用刍议

内燃机是将机器内部的燃料燃烧所产生的热能转换成动力的发动机,它属于一种动力机械。它现今主要被广泛应用在工业与农业的生产过程等方面,其制造生产能力与技术装备水平不断得到明显的提高。但其组成结构与功能比较复杂,所以相关的故障诊断方法也十分复杂难操作,给工作的单位与企业带来很大的阻碍。本文以内燃机为研究对象,首先对当前内燃机技术机理与技术故障的诊断方法进行阐述,之后分别对内燃机当前的智能故障诊断系统的研究与其应用进行详细的分析探讨,为相关研究调研提供一些建议性的思考与发展。在内燃机车电气系统的控制中,仍然沿用触头联锁方式,以形成电器线圈得电的逻辑关系,尤其是在众多条件下形成的"与"逻辑电路中,不得不串接许多触头。这种联锁方式的线路,布线十分复杂,可靠性差,部分触头因裸露结构,在风沙季节容易发生因落灰后接触电阻过大,发生虚接、开路等故障。机车运用过程中发生电器联锁故障后查找判断困难,给行车组织带来较大影响。使用控制电路智能判断装置后,可以快速准确地判断机车控制电路故障点,降低乘务员、机车检修人员对故障判断的难度。     

ZnTe晶体对太赫兹波的电光响应及极化匹配

给出了ZnTe电光晶体折射率和吸收系数随太赫兹波频率而变化的计算曲线,比较了太赫兹波在ZnTe中传播时的相速度和群速度。通过与太赫兹频率和晶体厚度相关的电光效率响应函数,理论计算了ZnTe电光晶体对太赫兹脉冲的探测电光响应,得到了晶体厚度与探测到的太赫兹频谱宽度的定性关系,从计算结果中找到了ZnTe电光晶体在5.3 THz和6.2 THz等多个频点的探测盲点,这些探测盲点来自于ZnTe电光晶体与相应频点太赫兹波的栅格共振吸收。结合自制的大口径太赫兹光导天线和1 kHz脉冲重复频率的太赫兹时域光谱实验系统,通过差分探测技术,从实验上得到了太赫兹波极化方向与〈110〉型ZnTe晶体晶轴方向的六个最佳匹配角度,给出了太赫兹电场最大值随晶轴与太赫兹波极化方向之间夹角变化的曲线及经验公式,这将有利于在实践中对该现象的深入理解和对探测灵敏度的有效提高。     

带有缓存区的集装箱码头AGV和场桥的联合调度

为提高自动化集装箱港口设备AGV（Automated Guided Vehicle）和堆场场桥的工作效率,减少它们之间衔接作业的相互等待时间,建立了带有缓存区设置的集装箱码头AGV和堆场场桥的联合调度模型。利用遗传算法进行算例求解,得到相应的调度方案和以场桥的作业延迟时间、AGV的总行驶时间及场桥等待AGV时间之和最小为目标的完工时间。再针对不同的缓存区容量的设置进行调度方案完工时间的结果比较。实验结果表明,缓存的设置可以有效减少AGV和堆场场桥衔接作业中相互等待的时间,而缓存区容量在一定范围内对于完成作业时间有较大影响。     

用电化学噪声技术研究Q235钢在含氯盐模拟混凝土孔隙液中的腐蚀行为

采用电化学噪声技术(EN)和电化学阻抗谱(EIS)研究了Q235钢在0.5 mol/L NaCl的饱和Ca(OH)₂溶液(SCP)中的腐蚀过程,并对噪声数据进行时域分析与频域分析,对阻抗谱数据进行等效电路分析。采用SEM结合EDS和XRD研究了Q235钢的表面形貌和结构组成。结果表明,Q235钢在SCP溶液中的腐蚀过程可分为钝化膜的形成与破裂阶段(Ⅰ)、亚稳态点蚀阶段(Ⅱ)和Ca²⁺沉积和腐蚀产物形成阶段(Ⅲ)。在(Ⅰ)阶段,电流噪声的波动幅值较小,电流噪声标准偏差S_I、白噪声水平W_I较小、噪声电阻R_n较大;在(Ⅱ)阶段,电流噪声波动幅值较大,S_I、W_I呈现阶跃式增长,R_n显著降低;在(Ⅲ)阶段,电流噪声波动幅值增大到200 nA,S_I、W_I、R_n平稳波动。Q235钢在SCP溶液中腐蚀10 d后在其表面出现Fe₂O₃和弥散分布的CaCO₃晶体,此时阻抗谱中出现类Warburg阻抗,腐蚀反应受电荷转移和O₂扩散的联合控制。     

基于PSO改进深度置信网络的滚动轴承故障诊断

针对深度置信网络(Deep Belief Network,DBN)用于轴承故障诊断时,网络层结构调试比较费时等问题,提出一种基于粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)的DBN算法,以及基于该算法的轴承故障诊断模型。该模型利用PSO算法优选DBN网络结构,并通过自适应时刻估计法微调模型参数,随后运用具有最优结构的DBN模型直接从原始振动信号中提取低维故障特征,并将其输入到Soft-max分类器中识别轴承的故障模式。该算法与支持向量机、BP神经网络、DBN、堆叠降噪自编码等方法进行对比分析,实验结果表明,PSO改进的DBN算法具有更高的准确率以及更好的鲁棒性。     

双层球面网壳的序列地震效应敏感性研究

为了研究双层球面网壳结构响应对于序列地震是否敏感、避免结构在主震后的余震作用下发生倒塌,首先建立了基于通用有限元软件ABAQUS的结构有限元模型,并对太平洋地震工程研究中心(PEER)数据库中的主余震序列地震动数据进行了筛选,共收集到342对主余震序列地震动时程数据;利用全荷载域动力时程分析方法,获得了各序列地震作用下结构的特征响应随加速度幅值的变化规律,归类并定义了网壳结构多重地震效应的四种影响程度;然后,对大量算例的结果进行统计,得到了在主震结束时的网壳特征响应(最大节点位移、屈服杆件比例和结构损伤因子)与结构抵抗余震能力的关系;最终将屈服杆件比例作为衡量双层球面网壳抵抗余震能力的指标,并给出了各跨度双层球面网壳屈服杆件比例的敏感界限值。研究成果可为网壳结构的抗震设计及抗震性能评估提供参考。     

近地面空中爆炸马赫反射数值模拟研究

为研究马赫波冲击波参数的变化规律以及装药类型和装药形状对三波点迹线的影响,采用有限元分析软件AUTODYN建立了TNT装药近地面空中爆炸的有限元模型,将计算结果与试验结果进行了对比,两者吻合良好。在此基础上,对不同装药形状和装药类型的炸药进行了近地面空中爆炸的数值模拟。研究结果表明:马赫波波阵面上的冲量随高度增大而缓慢减小,超压峰值随高度增大先缓慢下降而后迅速减小。马赫波与地面近似垂直,其顶部的超压峰值仅为底部的67.6%~80.3%,顶部的冲量为底部的91.3%~99.0%。球形装药和长径比为1的柱状装药的三波点迹线几乎完全相同,柱状装药长径比越大,马赫波高度反而越小。C4炸药形成的马赫波高度略大于B炸药,但两者较为接近,TNT形成的马赫波高度明显小于C4和B炸药。     

固定解耦式液压悬置集总参数建模及模型修正

针对经典液压悬置集总参数模型无法准确反映固定解耦式液压悬置动特性的问题,分别提出了一种新的液压悬置集总参数模型和一种经典液压悬置集总参数模型的修正模型。两种模型中均考虑了解耦膜刚度对上液室体积柔度的影响,前者将解耦膜显式等效为一弹簧,增加了解耦膜刚度和等效泵吸面积两个参数;后者在经典集总参数模型基础上,根据解耦膜刚度对上液室体积柔度进行了修正,具有更简洁的表达形式。然后使用有限元分析方法辨识了解耦膜刚度和等效体积柔度,以及其余集总参数。最后将辨识得到的集总参数代入模型中后仿真计算发现,考虑解耦膜刚度以后,两种集总参数模型均可准确地预测固定解耦式液压悬置的动刚度和滞后角,而传统液压悬置的集总参数模型无法准确反映该类型液压悬置动态特性。     

汽车车身耐撞性设计参数的区间稳健性优化

基于区间分析,提出了一种考虑公差的汽车车身耐撞性稳健优化设计模型,可在有效降低耐撞性能对设计参数波动敏感性的同时实现公差范围的最大化。该模型首先利用对称公差来描述汽车碰撞模型中车身关键耐撞部件的主要尺寸、位置和形状等设计参数本身的不确定性,然后将参数设计和公差设计相结合,建立了以稳健性评价指标和公差评价指标为优化目标,设计变量名义值和公差同步优化的多目标优化模型。再次,利用区间可能度处理不确定约束,将该优化模型转换为确定性多目标优化模型。最后,将该模型应用于两个汽车耐撞性优化设计问题,并通过序列二次规划法和改进的非支配排序遗传算法进行求解,结果表明该方法及稳健优化设计模型可行且实用。