Development of 1D model for the analysis of heat transport in cylindrical micro combustors

A 1D flame model was developed to analyze the heat transport occurring in the cylindrical micro combustors. The one-step global reaction mechanisms were employed for three fuel–air mixtures (H₂–air, CH₄–air and C₃H₈–air) to account for the difference of fuel property in terms of the kinetics. The effects of various parameters such as the combustor size, fuel property, fuel–air equivalence ratio and unburned mixture temperature on the heat loss ratio (defined as Q_l/Q_in) and the heat recirculation ratio (defined as Q_recir/Q_l) were investigated. The results indicated that these parameters have significant effects on the two ratios, and therefore should be carefully managed in order to achieve efficient and stable combustion. After comparing the results of different fuel–air mixtures, it is concluded that hydrogen is superior to methane and propane as the fuel for micro combustion engines owing to its higher flame temperature and thinner flame thickness, which favors the reduction of heat loss from the flame zone.     

EW组合近似模型在概念铝车架断面轻量化设计中的应用

首先提出一种组合近似模型的建立方法——EW法,并将其用于铝合金车架弯、扭刚度和弯、扭模态性能的预测中,对比其与另外3种单一近似模型Kriging、RBF、RSM以及两种组合近似模型EI、EG的预测性优劣,结果表明,采用EW法建立的近似模型在组合近似模型中有最高的预测精度与预测稳定性,且与单一近似模型RBF在具有相近预测稳定性的情况下比较,弯曲刚度、扭转刚度、弯曲模态及扭转模态预测精度R 2的均值分别高出1.33%、0.50%、1.76%和4.97%,RMAE的均值分别减小56.3%、58.0%、41.0%和25.6%。基于上述分析,选择预测能力最强的EW法建立组合近似模型,采用退火算法对概念铝车架断面尺寸进行轻量化设计,结果表明,在弯曲刚度和扭转刚度分别提升1.79%、2.67%,弯曲模态和扭转模态分别提升3.47%、1.04%的情况下,质量降低4.98 kg,轻量化效果明显。     

高转速条件下轴向柱塞泵配流副摩擦磨损特性

结合轴向柱塞泵配流副实际受力与运动形式，使用盘-环试验机在L-HM 46抗磨液压油润滑条件下，研究轴向柱塞泵配流副(38CrMoAl-CuPb15Sn5)在高转速(1800 r/min)的摩擦磨损特性并分析磨损机理。实验结果表明：与中低转速相比，高转速测试条件下的配流副更易发生粘着磨损；38CrMoAl经调质、渗氮处理后与CuPb15Sn5组成的配流副在高转速工况下摩擦磨损性能良好，其磨损率比38CrMoAl未经热处理和只渗氮处理配流副分别降低69%和57%；调质热处理可改善38CrMoAl的表面特性，减少摩擦过程中CuPb15Sn5在其表面的附着继而改善配对副摩擦特性，将有助于提高配流副的工作寿命。     

柱塞泵配流副滑摩界面摩擦磨损及热力耦合分析

针对轴向柱塞泵配流副滑摩过程中由摩擦温升所引起的摩擦磨损问题,建立配流副轴对称非稳态热传导方程,利用ABAQUS有限元软件进行配流副摩擦磨损及热力耦合特性分析,并利用端面摩擦磨损试验机进行试验验证。结果表明:在滑摩初期,相比于中低压力,高压力工况更易发生磨粒磨损;随着滑摩进行,材料表面粗糙峰被磨平,加之温度上升,材料强度下降,高转速取代高压力成为接触面温度和摩擦系数增大的主要影响因素,此时的磨损机制主要为黏着磨损;在滑摩过程中,外径出现了应力集中现象,且接触压力高于内径;转速及压力对配流副摩擦温升及磨损特性的影响是非线性的,在相同PV值下,转速比压力的影响更为显著。     

改进多线性主成分分析网络及其在滚动轴承故障诊断中的应用

针对实测滚动轴承振动信号通常存在噪声干扰,具有非线性和非平稳特性,而多线性主成分分析网络(MPCAnet)在处理复杂非平稳数据时存在非线性拟合能力差、特征聚类性一般的问题,通过引入核变换,提出了一种改进的多线性主成分分析网络,增大了训练样本间的差异度,进一步提高了MPCAnet在处理非线性数据时的泛化能力和分类精度.通...     

仿真数据驱动的改进无监督域适应轴承故障诊断

现有无监督的轴承跨域故障诊断研究往往采用充足的试验台数据构建源域,且难以兼顾领域间的边缘分布和条件分布对齐,此外在域适配过程中全体源域样本被赋予相同的重要性。针对以上挑战,提出了一种仿真数据驱动的改进无监督域适应轴承故障诊断新方法。采用仿真所得的故障信息丰富,标签数据充足的轴承故障数据构建源域,降低对试验台资源的依赖。设计了一种嵌入联合最大均值差异的改进损失函数,在无监督场景下实现了不同域间边缘分布和条件分布的同时对齐。开发了一种源域样本权值分配机制,通过领域预测误差衡量源域样本与目标域样本的相似性从而自适应地分配其权值以抑制负迁移。使用两组试验台数据作为目标域对所提方法进行验证,结果表明：所提方法能够充分适配仿真域和实验域的深层特征分布,提高无监督跨域场景下的故障诊断精度。     

用于阀芯类零件去毛刺的磁极板优化设计与实验研究

目的 为解决阀芯类零件节流边毛刺去除不均匀和效率低下的问题,对磁极板尺寸和曲率进行规律性研究和实验验证。方法 首先,用Maxwell仿真软件对磁极板的各个参数进行规律性仿真,得出合适的磁极板尺寸;其次,为提高加工区域的磁感应强度值,设计了曲面磁极板,并对其相关参数进行仿真;最后对优化后的装置进行磁感应强度测试,并使用液体磁性磨具对45钢和阀芯棱边毛刺进行去除实验。结果 根据仿真结果发现,磁极板长度比工件大20 mm时,工件轴向磁场分布最均匀,磁极板厚度对磁场影响较小,磁极板宽度应根据加工间隙进行选择。曲面磁极板可以加强加工区域的磁感应强度值,曲率半径越小,加工区域获得的磁感应强度值越大,其中半圆形磁极板效果最佳。对装置的磁感应强度测试也表明,将工件置于磁场中后,其表面磁感应强度值最高达600 mT左右,满足加工需求。最后通过加工实验发现,在转速为500 r/min的条件下,阀芯节流边的毛刺去除效果理想,且轴向加工均匀。结论 该装置可以对阀芯这类导磁性回转类零件产生良好的加工效果。     

超瞬态凝固增材制造梯度整体涡轮叶盘用高温合金粉末特性研究Ⅱ：叶片用合金粉末

本文针对超瞬态凝固增材制造梯度整体涡轮叶盘高温合金叶片用合金粉末特性开展研究。根据合金的承温能力和JMatPro相平衡计算结果,选用DZ4125作为叶片材料,K418作为叶盘轮缘部位材料。采用真空感应熔炼氩气雾化制粉(VIGA)制备DZ4125高温合金粉末,筛分至53-105μm粒度范围,采用采用差示扫描量热分析（DSC）、场发射扫描电镜（FESEM）和能谱（EDS）、激光粒度仪、动态图像粒度粒形分析仪以及综合粉体性能测试仪对DZ4125高温合金粉末的相变温度、显微组织、析出相成分、元素偏析行为、粒度、粒形、松装密度、振实密度和流动性进行系统表征。结果表明：DZ4125比K418合金的固液凝固温度范围宽,过渡区DZ4125+K418混合成分合金其液相线温度和MC碳化物开始析出温度介于两种合金之间,γ′开始析出温度与两种合金相当。DZ4125合金粉末形貌主要为球形和近球形,表面和截面显微组织主要呈树枝晶结构。所含元素中偏析倾向较强的元素有Hf、Ta、Ti、Mo和W,而偏析倾向弱的元素包括Ni、Co、Cr和Al。粉末内部枝晶间区分布有细小的MC碳化物,尺寸约为200nm。激光衍射和动态图像分析法测得的DZ4125粉末粒度值接近,中位径D50分别为70.2μm和72.8μm。动态图像法测得DZ4125合金粉末具有较好的球形度,SPHT和b/l均值分别为0.91和0.86。所选DZ4125高温合金粉末具有较好的松装密度、振实密度和流动性,其松装和振实密度分别达到合金理论密度的52%和63%,压缩度为17.7%,且粉末具有较好的流动性（20.79 s?(50 g)-1）。     

涡轮叶片内冷通道的磨料流光整加工特性

航空涡轮叶片内部的多冷却通道多采用消失模铸造等方法制造,其表面粗糙度较高,冷却效率低,内部流道截面小且呈S形弯曲狭长分布,不容易抛光。用Polyflow软件对叶片内冷通道进行仿真,研究其内部压力场、速度场的变化情况。在工件的4个典型区域进行S形内流道加工试验,研究表面粗糙度与材料去除量的变化规律。结果表明：经仿真,压力下降的幅度沿流动方向逐渐变小,速度由通道中心向壁面逐渐减小;相同试验条件下,S形流道转弯处的表面粗糙度比直流道处的低;流道内存在沿程压力损失,区域A比区域D的材料去除量大4～5倍。     

悬架不确定性的滑模半主动控制分析

在电流变液特性试验的基础上,提出基于电流变阻尼悬架的滑模半主动控制。依据滑模控制理论,采用极点配置法确定滑模切换面参数,应用比例切换的控制方法和等速趋近率确定控制律并改善滑模运动的动态品质,同时采用RBF神经网络算法优化滑模控制效果。针对悬架质量参数和车速不确定性,运用MATLAB/SIMULINK进行了悬架半主动控制的建模和仿真分析。仿真结果显示,与被动悬架相比基于RBF神经网络的滑模半主动控制能有效改善悬架性能,对于悬架的不确定性有较好的自适应性。