Fault Identification of Rotor Machine Based on Optimized Method

The size and complexity of modern equipment require more advanced fault diagnosis techniques Different from signal analysis based methods, a dynamic model based diagnosis technique can further diagnose the location and severity of the fault, and detect multiple faults at one time. A model based fault diagnosis method was developed to identify typical faults of rotating machinery. This method can identify mass unbalances, crack locations and sizes, and oil film parameters in rotating machinery by optimization methods and dynamics simulation technique. Numerical and experimental results demonstrate that the method is useful for detecting faults of rotating systems.     

控制动作下带缆遥控水下机器人的水动力特性

首先利用模糊神经网络算法构建了基于完整的带缆遥控水下机器人水动力数学模型的控制器,对水下机器人多自由度上的轨迹和姿态进行控制;然后,针对传统螺旋桨推进力分析方法中的缺陷,引入神经网络相关理论并结合计算流体方法对推进力和转速之间的相互关系进行辨识和换算;在此基础上构建了一个完整的、包括模糊神经控制器、机器人水动力数学模型以及推进力和转速换算模块的带缆遥控水下机器人控制系统;最后,在考虑系统各部分间相互影响的前提下进行了水动力特性的整体分析和计算.数值计算结果表明,所建立的控制系统可以对带缆遥控水下机器人进行有效的轨迹和姿态控制,文中方法可以从整体的角度分析一定控制动作下水下机器人的水动力响应.     

微流控技术在纳微胶囊合成中的应用研究进展

纳微胶囊在生物,医药,食品,化妆品等领域得到广泛的应用.相比于传统的制备方法,微流控技术能够产生单分散的单重和多重乳滴,并对这些乳滴的尺寸和结构进行精确的控制,是合成尺寸均一、结构可控以及释放可控的纳微胶囊的理想方法.本文首先介绍了微流控芯片的结构类型,如同轴聚焦、流动聚焦、T型、Y型以及它们的组合等;接着总结了微流控可控制备单一乳滴、双重乳滴以及多重乳滴模板以及乳滴的固化方法,最后着重介绍了微流控制备的纳微胶囊在可控释放方面的应用,其中分为持续释放（受粒径、表面形貌和形状等控制）和刺激响应释放（受外界环境刺激如pH、温度、光和离子等控制）两部分进行综述.     

激光诱导炽光技术测试过程的数值模拟

建立了激光诱导炽光技术测试过程的数学模型,对激光加热过程中碳烟粒子的粒径和温度的变化进行计算,并基于模型重点考察了入射激光波长、入射激光能量密度及初始粒径对碳烟粒子加热过程的影响.结果表明,入射激光波长选择532 nm是比较好的选择,激光能量密度对激光诱导炽光技术的测试过程的影响很大,可以利用温度衰减速率推断碳烟粒子的初始粒径;该数学模型的建立及数值模拟表明运用激光诱导炽光技术可以推断碳烟初始粒径.     

粒度对硼铁矿介电特性及微波加热特征的影响

采用谐振腔微扰法测定了不同粒度的硼铁矿在频率为2.45GHz和温度为20~800℃的介电特性,并测定其在微波场下的升温特征.结果表明:随着矿样粒度的减小,填充层空隙率降低,其介电特性增强,微波场中矿样的升温速率加快.当温度高于200℃时,矿样发生热分解产生大量微空隙而增大了空隙率,矿样的介电特性呈下降趋势,使得微波加热过程中矿样的升温速率降低.粒度对硼铁矿介电特性和升温特征的影响研究为微波在冶金领域中的应用及节约能耗提供理论依据.     

多重交联聚合物防窜驱油组分模型模拟器

首次针对多重交联聚合物防窜驱油油藏数值模拟问题,开展了渗流数学理论研究．运用室内物理模拟结果和质量、动量守恒原理,建立起了完备的多重交联聚合物防窜驱油组分模型．利用先进的数值模拟理论,研制了适合于多重交联的三维两相水、油、聚合物、总阴离子、二价阳离子、瞬时交联剂、缓交联剂共７个组分的组分模型模拟器．从而为多重交联聚合物防窜驱油油藏的研究提供了理论方法和数值模拟工具．利用该模拟器可以对各种交联聚合物防窜／聚合物驱油、堵水、调剖试验进行模拟和研究,准确地提出适合于实验区的堵水、调剖、瞬时交联聚合物防窜驱油、缓交联聚合物防窜驱油、聚合物驱油的开发方案,并对开发历史进行拟合．在实验区可以进行多井多种防窜、堵水、调剖方式的组合、交叉模拟以筛选适合于不同区域的最佳驱油方案．还可以对驱油过程中的各种反应过程,即物理化学反应过程和静、动态渗流场的变化过程进行全方位的模拟显示和预测．从而进一步完善了三次采油聚合物驱油的油藏数值模拟方法．还对多重交联、缓交联聚合物防窜／聚合物驱油过程中的某些问题进行了详尽的讨论分析     

基于观测器的一类不确定切换模糊系统的鲁棒控制

针对状态不可测的系统,提出了一类基于观测器的不确定切换模糊系统的鲁棒控制问题.使用切换技术及多Lyapunov函数方法构造出模糊观测器,使得对于所有允许的外部干扰,相应的闭环系统渐近稳定,同时设计了可以实现系统全局渐近稳定的切换律.计算机仿真结果表明设计方法的可行性与有效性.     

Non-Fourier Heat Conduction Effects During High-Energy Beam Metalworking

Non-Fourier heat conduction induced by ultrafast heating of metals with a high-energy density beam was analyzed. The non-Fourier effects during high heat flux heating were illustrated by comparing the transient temperature response to different heat flux and material relaxation times. Based on the hyperbolic heat conduction equation for the non-Fourier heat conduction law, the equation was solved using a hybridmethod co mbining an analytical solution and numerical inversion of the Laplace transforms for a semiinfinite body with the heat flux boundary. Analysis of the temperature response and distribution led to a criterion for the applicability of the non-Fourier heat conduction law. The results show that at a relatively large heat flux, such as greater than 108 W/cm2, the heat-affected zone in the metal material experiences a strong thermal shock as the non-Fourier effects cause a large step increase in the surface temperature. The results provide a method for analyzing transient heat conduction problems using a high-energy density beam, such as electron beam deep penetration welding.     

冷轧低碳钢快速加热过程中的相变规律

以两种不同成分冷轧低碳钢为研究对象,利用Gleeble-3800热/力模拟实验机,研究了冷轧低碳钢在快速加热条件下,加热速度、化学成分对加热过程中相变规律的影响及连续加热过程中奥氏体晶粒尺寸的演变.研究结果表明,随着加热速度的增加(5~500℃/s),实验钢相变点的升高趋势先快后慢,100℃/s为转折点.在连续加热过程中存在奥氏体晶粒异常长大的温度转折点,为1 050℃;在850~950℃范围内,奥氏体平均晶粒尺寸均小于5μm;添加微合金元素有利于细化奥氏体晶粒.研究结果为利用快速加热、短时保温的方法获得冷轧超细晶钢提供了参考依据.     

连续铸造稳态温度场非物理边界条件的确定

建立了描述连续铸造过程的温度场模型,用外推法得出凝固金属在结晶器出口侧的非物理边界条件模型,使稳态温度场的计算精确高效.利用该温度场模型及非物理边界条件模型计算了Al-Cu合金在半连续铸造过程中的稳态温度场,并以此确定的介观温度场作为液固相变模拟的条件,用多尺度计算技术模拟了Al-10%Cu合金在不同浇注温度时的凝固组织,得到了晶粒形貌和分布合理的微观组织.对ZL201合金的近液相线铸造组织的模拟结果与实验吻合.研究表明:该温度场模型及非物理边界条件模型适于稳态连续铸造过程的模拟,并可为金属凝固组织的多尺度模拟提供正确的温度场数据.     

一种高效PWM变换电路的研究

ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ－Ｗｉｄｔｈ－Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）变换电路中,可控开关在每次通断过程中要承受高的开关压力与高的开关损耗,而且该功耗会随着ＰＷＭ开关频率的增加而线性地增加．减小开关损耗最有效、最直接的方法是采用软开关技术．文中提出了一种最新的电路拓扑结构,采用综合零电压技术与零电流技术的软开关技术,应用于升压式ＰＷＭ变换电路,使ＰＷＭ变换电路的开关,既能在零电压下实现开通,又能在零电流下实现关断,从而大大减小开关损耗,可显著地提高电能转换效率．同时提出了一种实用的控制电路,不仅电路结构简单,而且容易保证三路开关信号的时序关系（输入一路波形,同时输出三路波形,控制三个开关管）．输出波形完全能反映输入波形的变化．该设计思想对ＰＷＭ变换电路的进一步研究有着积极的意义．     

减振器连杆高频感应淬火工艺的温度场有限元模拟

对不同感应淬火工艺处理的连杆进行了其表层显微硬度测试．应用有限元分析软件AN—SYS／Thermal对高频感应淬火工艺过程中的温度场进行了模拟．模拟分3个部分：感应加热部分、冷却液强制对流喷射淬火部分和空冷部分．分析结果表明，连杆的淬硬层深度与速功比(连杆移动速度与感应输出功率的比值)成线性关系．通过有限元分析计算，证明感应淬火处理连杆表层温度沿深度方向的分布与其硬度分布是一致的，并且速功比相同的连杆淬火温度场一致．模拟结果得到了连杆淬火横截面内各层温度随时间的变化曲线，对制定合理的感应淬火工艺具有重要的作用．     

轮胎电磁感应加热直压硫化模具内鼓瓦感应线圈的优化设计

为解决现有直压硫化技术中电磁感应加热不能完全满足轮胎硫化过程的需求,使用COMSOL软件分析鼓瓦内部的磁通密度及温度分布,并设计了电磁感应线圈的新型排布方式。通过仿真分析对比发现,将单根电磁感应线圈分成多段小型线圈置于鼓瓦中,有利于提高轮胎的升温速率和整体温度的均匀性。在鼓瓦中部添加电磁感应线圈可为轮胎胎冠处硫化提供有效热源,更能满足实际硫化需求。根据新型排布方式下在停止加热后轮胎各面的温度趋势特点,提出采取间歇式加热的工艺,并根据温差调整电磁感应线圈的频率,最终达到温度的动态平衡。     

一种交换式双环FDDI星型网络组网技术分析

以SWPlnet为例,通过对交换式双环FDDI星型网络的组网技术特点分析,阐述了基于包交换方式的网络特性及存在的问题,并介绍了虚拟网和分布路由等组网技术,由此对SWPlnet组网的技术特点及存在的问题进行了分析,提高了将来向多服务网络发展的解决方法。     

基于布谷鸟搜索神经网络的微波加热温度预测模型

微波加热是一种与被加热物直接相互作用的选择性加热方式,具有清洁、节能、减排等特点。针对工业物料作为微波加热负载时,其温度非线性变化的特点,以微波工业加热过程中的多维、海量参数为研究对象,基于泛函接神经网络模型提取样本数据的深度特征,提出了一种基于布谷鸟搜索算法,优化BP神经网络的网络参数,建立了以"数据驱动"为手段微波加热工业物料温度模型。仿真实验结果证明了所提出模型的准确性、实时性。     

电极插入深度对电渣重熔过程影响的数模研究

以电渣重熔系统电极、渣池和钢锭为研究对象,利用有限元分析软件求得稳定电渣重熔过程电磁场和焦耳热场分布,并通过计算流体动力学软件模拟分析了耦合电磁场和焦耳热场的三维电渣重熔过程在不同电极插入深度下温度场、速度场和电磁场的变化.结果表明:当电极插入深度为15 mm时,渣池两侧的逆时针方向旋转涡流之间出现一个顺时针方向旋转涡流,其尺寸随着电极插入深度的增加而增加;电极插入深度每增加15 mm,湍流动能的降幅约为21%,而最大温度值的降幅约为1%.     

Measurement of gear tooth dynamic deformation using dynamic speckle photography

A new method of measuring gear tooth dynamic deformation is proposed. Dynamic speckle photographs of the rotating gear tooth have been achieved by combining the pulsed ruby laser with the out-syn-signal. Double speckle patterns of the whole mesh period of gear tooth are obtained by accurate time delay of the ruby laser. Gear tooth dynamic deformation of the whole mesh period is achieved using the automatic image processing. Testing results show that the trends of gear tooth deformation coincides with the calculation by the finite element method. The success of this new trying provides a new technique for the measurement of gear tooth dynamic deformation.     

复杂应力扰动下围岩稳定性评价与采场参数优化

夏甸金矿采矿活动已经进入深部，临近崩落法与充填法影响区域的采场受到多重扰动应力的影响，该区域围岩稳定性与采场尺寸的合理选取对矿山安全生产至关重要.采用先进的数字摄影测量技术，获取试验采场周围岩体结构面参数;并从多角度对采场围岩稳定性进行评价;在此基础上，运用Mathews图表法与跨度经验公式对试验采场的参数进行优化;最后，通过数值模拟，对得到的试验采场参数合理性进行分析与验证.图表法优化的采场尺寸在矿山开采的成功应用，验证了图表法在复杂应力下采场尺寸设计的可行性.     

石墨烯复合材料电热除冰实验研究

石墨烯复合材料因其优良的导电性和高导热性,在各个领域均得到了广泛的关注。为研究石墨烯加热膜在电热除冰上的应用,通过实验比较石墨烯和电阻丝作为加热元件时的温升速率;将加热元件制备成可用于电热除冰的加热膜,在相同加热功率下验证两者的发热均匀性;根据自行搭建的电热除冰实验台,研究不同热流密度和结冰温度对石墨烯加热膜除冰效果的影响。实验结果表明：单纯的石墨烯加热元件比电阻丝升温速率快,由石墨烯作为加热元件制备而成的加热膜发热更加均匀;随着热流密度的不断增加,石墨烯加热膜除冰时间越短,效果越好;结冰温度越低,除冰时间越长。验证了石墨烯可以作为一种理想的加热膜材料应用于电热除冰领域。     

超稠油直井-水平井组合蒸汽辅助重力泄油物理和数值模拟

研究了中深层超稠油油藏在直井蒸汽吞吐中后期,用直井注汽水平井采油的方式转蒸汽辅助重力泄油（steam as-sisted gravity drainage,SAGD）开发的机理。应用高温高压比例物理模拟方法,研究了水平井布于直井斜下方时SAGD蒸汽腔的形成和扩展过程。结果表明,转SAGD的初期以蒸汽驱动作用为主并逐步向重力泄油作用过渡,并可划分为蒸汽吞吐预热、驱替泄油、稳定泄油、衰竭开采4个开采阶段。利用数值模拟优选了布井方式、井网井距、水平井段长度、转SAGD时机和注采参数。该模拟方法在辽河油田杜84块超稠油油藏开发中取得了较好的现场试验效果。