轻质采样机械臂设计与分析

土壤采样机械臂是深空着落探测器进行采样探测的必要机构。根据深空探测的环境要求,设计出满足结构强度的高可靠性的轻质机械采样臂,采用一个旋转关节和两个移动关节组成三自由度方案。对移动关节和旋转关节进行设计,对采样加热组件进行设计。对采样机械臂系统作运动学分析,采用D-H法建立系统运动模型,设置各关节坐标系,推导出各坐标系之间的坐标变换矩阵以及坐标向量矩阵,得到运动学正解和运动学逆解方程,为后续的分析及研究做准备。     

某种翼吊发动机安装结构应力分析方法研究

对一种大涵道比翼吊发动机安装结构进行传力特性分析。通过静力分析可得到工作载荷下各部件内力的理论解。建立了安装结构部件载荷分析的有限元模型。进行了安装结构在工作载荷下的静力试验,理论分析模型和有限元模型计算的结果与静力试验结果相符。根据得到的前安装框所受外力载荷,进行了前安装框的有限元建模方法研究。与实测结果对比表明,计算结果较为精确。     

运输状态下拖拉机悬挂装置载荷的仿真

在原七自由度悬挂机组系统模型的基础上 ,提出了运输状态下拖拉机悬挂机组系统的三自由度模型 ,并以此模型为基础 ,利用VisualC 6 .0语言和MATLAB计算引擎 ,开发了运输状态下悬挂载荷的分析程序 ,该程序借助于MATLAB的强大功能 ,具有使用方便、实用性强等特点。本文还对程序中各功能模块进行了分析 ,并对某拖拉机悬挂载荷的分析结果进行了验证 ,分析结果与实测结果具有较好的一致性。     

一种基于地心坐标转换的系统误差修正方法

在利用地心坐标完成从雷达站球面坐标到指挥中心直角坐标的转换中，当考虑到地球自转、地形因素及重力作用时，所采用的地球模型与地球实际水准面并不重合，坐标系的坐标轴与实际之间存在着垂线偏差。在对上述因素进行分析的基础上，找出了一种修正偏差的方法，并给出了其计算过程，对提高防空系统的坐标转换精度具有重要意义，对于以后大型分布式系统的进一步研究具有借鉴作用。     

2000坐标系转换模型的试验分析与研究

针对适用于较大区域内进行坐标转换的问题,对2000坐标系转换的四参数模型进行研究.分别采用了三种试验方案进行分析比较,重点描述从1980西安坐标系到2000国家大地坐标系转换的过程及要求,对实验数据的精度进行分析以及不同方案中重合点的参数进行检校.研究结果表明:采用四参数模型转换是可行的,该模型控制点坐标的转换精度可以满足控制点转换精度需求,同时为大地测量坐标系的建设提供一些参考.     

关于北京54与西安80坐标系相互转换的探讨

本文结合佛山市三水区规划测绘工作中坐标系统转换的实例,分别对高斯投影换带原理及相似变换（四参数法）模型进行了分析,通过编写坐标转换程序,实现了1954年北京坐标系成果向佛山市统一坐标系的转换。在进行相似变换时,利用拟合残差对公共点进行筛选,提高了坐标转换的精度及可靠性。     

不同基准坐标系统转换方法的研究

在实际测量工作中,不同的坐标系统测量得到的数据是不同的,必须进行相应的模型转换即坐标转换.笔者通过对国内外转换模型成果的理论分析,提出了解决坐标转换问题的方法,总结了转换参数的求解方法.该论文重点研究了现有坐标系向CGCS2000坐标系进行坐标转换、54坐标和80坐标进行坐标转换的方法.并且编制了相应的坐标转换软件,实现了坐标转换的电算.     

动态坐标转换技术在土地调查中的应用

在第二次全国土地调查中,需要将54坐标系下的相关数据转换到80坐标系,而两个坐标系下两套数据的存储与更新是设计转换方案时要重点考虑的因素.根据建立的二元双三次多项式转换模型,提出一种动态坐标转换的技术方案,分别实现栅格数据和矢量数据的坐标转换,解决两个坐标系下数据的存储冗余问题和更新异常问题.     

拉伸弯曲矫直机机组动态仿真分析

建立拉伸弯曲矫直机机组及其钢结构平台的有限元分析模型,并利用有限无分析软件对其进行动态仿真分析.结果表明,在载荷工况下将不同频率的谐响应仿真曲线进行叠加,得到机组振动的仿真结果;提取其对应实际测点位置的振动烈度值(Vrm52),将已仿真计算得到的机组在混凝土基础上时测点的振动烈度值(Vrm51)进行比较,得到各测点振动烈度的对应比值Ai;根据比值Ai与实测机组在混凝土基础上的振动烈度值(Vrm50)来预估机组在钢结构平台的振动情况,发现其振动烈度值满足现场要求.     

赫尔默特相似变换在煤矿坐标转换中的应用

赫尔默特相似变换常用于进行2种坐标系间的平面坐标转换,转换模型中包括4个参数,分别用于表示2种坐标系间的平移、旋转和尺度缩放.在具体模型解算时,控制点的数量和空间位置分布对所建模型转换精度会有一定影响.如何定量评价具体影响规律,以便指导实际工作,进而合理选择控制点来建立转换模型,具有实际研究价值.结合具体实例,根据某煤矿实测的若干地面和井下控制点坐标信息,通过数学仿真计算,对建模控制点分布均匀、分布不均匀、建模控制点中有个别点存在较大点位误差等情况进行了系统试验,通过计算所建模型的纵横坐标残差中误差和对未参与建模点的预报偏差中误差,详细探讨了控制点数量和空间分布等因素对所建模型转换精度的影响规律,所得结果对实际工作具有指导意义.     

减小风剪、塔影和湍流效应的独立变桨控制研究

针对现阶段兆瓦级风力发电机组(简称风力机组)运行在高风速时,由于风剪、塔影、湍流等因素影响,传统的PI统一变桨控制不能很好控制叶轮的不平衡载荷问题,提出了基于叶根载荷反馈的独立变桨控制策略。首先使用Bladed平台计算翼型的气动参数,再将各叶片的叶根载荷通过d-q坐标变换送入PI控制器中计算出各叶片最佳增益;其结果经过d-q坐标逆变换,获得各叶片附加桨距角,在统一变桨的基础上实现对各叶片独立变桨的控制。通过对叶根载荷和叶片挥舞弯矩仿真分析,验证了建立的独立变桨控制策略的优越性。     

风力发电结构在风沙荷载激励下的动力响应分析

为研究风沙荷载对风力发电结构的危害,对风力发电结构进行风沙荷载作用下的动力响应分析.基于某2 MW风力发电机,建立不考虑风机叶片、考虑叶片旋转以及考虑土-结构相互作用的三种有限元模型.采用Dav-enport风速谱和谐波叠加法模拟脉动风速时程,利用动量守恒定律和风沙流密度建立风沙荷载力学计算模型.通过ANSYS分别模拟...     

风电机组主轴承选型与设计分析

分析比较了各种风电主轴承布置和选型的特点,包括使用调心滚子轴承的三点支承布置形式、双列圆锥滚子轴承与圆柱滚子轴承的组合、两个单列圆锥滚子轴承的组合、双列圆锥单轴承等,提出了根据不同的风机结构形式、载荷特点、受力状况、成本、重量等因素来设计轴系布局的思路。研究了影响风电轴承可靠性的综合因素,介绍了风载、传动系和轴承之间的相互作用关系。基于一个轴承可靠性分析的实例,分析了复杂地形的异常风切变和湍流对载荷和轴承失效的影响,发现大量发生风机故障的风场都存在共性,故障机位点的地形和风况条件较复杂,例如机位点坡度陡峭,机位点旁边有山包、陡壁、深谷等不利地形特征,各个机位的相互距离过近,造成较大尾流影响等。这类因素容易产生异常风切变和湍流,导致风载超出轴承的设计载荷。讨论了对风场的地形和风资源进行深入分析研究的方法。     

复杂海况下风力发电机建模与动态特性仿真分析

考虑到海上风力发电机可能会受到冰载荷的影响,将随机冰力函数模型添加到风力发电机模型中,利用莫里森方程模拟海浪作用,建立复杂海况下多体动力学联合仿真模型,进行多场耦合作用下的风力机动力学特性分析,以此评估风力机系统在复杂工况下的运行风险。结果表明:风力机塔顶位移的波动主要受风载的影响;波浪、海冰对塔基载荷性能影响较大,会使塔筒产生持续振动并引发疲劳破坏,风冰联合作用时振动更为剧烈;由于海冰的持续撞击作用会使塔基载荷普遍大于无海冰作用情形,因此,针对海冰工况下风力发电机的设计要有所修正及完善。     

风电机组动态分析适用风速模型

为研究风电传动系统气动耦合作用下的动载荷变化规律,提出了低频风和高频风描述的风速模型,并用窗口平均方法实现高频风截除和低频风提取。通过对低频风特性和方法特点的分析,证明了风速模型的有效性;通过对时间参数的影响分析,指出该风速模型具有良好的时间尺度性。该风速模型能有效应用于风电系统相关动态问题的研究。     

东海某风场4 MW风机塔筒结构疲劳特性

海上风机塔筒长期受到风荷载等外部动力荷载作用,其应力响应相当不规则,容易发生疲劳破坏。由于每个风速工况出现的概率不同,而且塔筒在各工况下的响应也存在差异,因此有必要划分风速工况来编制疲劳应力谱。本文以东海某海上风电项目为例,建立塔筒结构三维精细化有限元模型,结合风速威布尔分布模型、雨流计数法和线性疲劳累积损伤法则,采用名义应力法计算塔筒的疲劳寿命,并与简化塔筒模型的计算结果进行对比分析,以期为风力机结构疲劳研究提供思路和参考。计算结果表明：通过划分风速工况来编制疲劳应力谱的方法是可行的;塔筒结构容易发生疲劳破坏的部位在塔筒中下部筒节之间的连接处及附近;在分析塔筒疲劳特性时采用壁厚随高度均匀变化的简化塔筒模型与精细化模型结果相差较大,会带来较大误差,因此建议建立精细化模型以合理预估风机塔筒疲劳寿命。     

极限载荷下风力发电机轮毂损伤分析

针对传统风力发电机轮毂服役载荷环境的不确定性和多样性,在极限载荷下进行风力发电机轮毂损伤研究和结构优化.首先,按叶片坐标系对轮毂模型施加极限载荷,得到轮毂应力云图,求解轮毂在极限工况下的强度;然后,结合S-N曲线和Miner累积损伤准则对轮毂等效应力进行平均应力修正,求解轮毂表面的损伤变化规律;最后,对轮毂结构进行结构拓扑优化,并对优化后的轮毂进行重新建模和静强度分析.结果表明:结构优化后轮毂质量减少9.2%,满足强度要求,为后续轮毂结构优化提供理论基础.     

大型风力机柔性叶片在运行工况下的内力分析

为了准确地模拟柔性叶片在运行工况下叶片危险截面的内力,进行叶片的强度与刚度分析,并考察叶片的振动对气动载荷与气弹响应的反馈,以美国可再生能源实验室(NREL)发布的5 MW近海风力机为研究对象,建立了包含气动模型和系统的动力响应模型两部分的柔性叶片非线性气动弹性力学模型。采用计算多体系统动力学理论,基于Roberson-Wittenburg建模方法,结合叶素动量理论,建立了柔性叶片的气弹耦合方程,实现了叶片的气弹耦合时域响应分析。算例计算了NREL的5 MW近海风力机在紊流风速作用下,叶片各截面的挥舞、摆振和扭转方向内力矩的时域响应。研究成果对于叶片强度与刚度校核与优化设计有重要的应用价值。     

多工况下兆瓦级海上风电齿轮箱均载性能优化设计

针对兆瓦级海上风电齿轮箱行星级均载性能易受到时变非扭载荷影响的问题，该文提出了多风速工况下风电齿轮箱行星级均载性能优化方法。通过建立某型5 MW海上风电齿轮箱系统动力学模型，分析不同风速工况对其行星级内部激励和均载特性的影响规律，进而采用支持向量回归方法，重构风速工况齿轮修形参数均载系数之间的映射关系，建立考虑不同风速工况影响的齿轮箱行星级均载系数优化模型，实现多风速工况下行星级齿轮修形参数优化设计。研究结果表明：由风速工况变化造成的时变非扭载荷会使行星级的齿面和轴承出现偏载现象，并且在低风速工况时非扭载荷会显著降低行星级均载性能；优化后的风电齿轮箱在不同风速工况下其行星级内部激励均明显降低，齿面和轴承载荷分布更加均匀，均载性能得到明显提升。     

浮冰作用下单桩海上风机动力响应分析

随着海上风电在环渤海地区不断发展，冰激振动响应为当前环渤海地区海上风机面临的重要问题 .基于海上风机一体化数值分析软件，对浮冰作用下单桩海上风机动力学响应展开研究 .重点探究单桩风机塔基以及泥面线处载荷动力响应变化规律，研究不同冰载数值模型、冰厚以及冰速对单桩海上风机动力响应影响，开展抗冰锥结构下单桩海上风机动力响应影响规律.结果表明：不同冰载数值计算模型下的计算结果差别较大，采用Matlock双齿模型计算出的塔基载荷以及泥面线载荷最大，分别为无浮冰作用的 2.2倍与 1.3倍；单桩海上风机动力响应随冰厚增加而增加，冰速变化对单桩海上风机结构荷载影响不明显；采用抗冰锥措施后，作用于单桩海上风机的冰荷载显著降低，极大降低单桩风机塔基以及泥面线位置处的剪力与弯矩，塔基位置处剪力与弯矩的最大值分别为无抗冰锥结构的82%与95%.同时抗冰锥结构可极大降低作用结构上的冰荷载，其冰载最大值与标准差分别为不采用抗冰锥结构的5%与7%.