某金属带式无级变速器振动仿真分析与多工况下试验验证

为分析某金属带式无级变速器(CVT)振动产生机理,采用集中参数法建立双级行星齿轮非线性扭转动力学模型,应用四阶龙格库塔方法进行动态响应求解,利用ADAMS软件进行动力学仿真,对动态响应进行验证,进行CVT振动台架试验测试。研究结果表明：四阶龙格库塔方法与ADAMS动态仿真得到的动态响应结果基本一致;台架试验结果表明前进挡转速为2500r/min时,低速挡输入轴轴向位置的振动加速度最大为0.623m/s²,转速为1 000 r/min时,低速挡输入轴轴向位置的加速度最大为0.309 m/s²;倒挡工况下,转速为2 500 r/min时,倒挡输入轴轴向位置的振动加速度最大为0.703 m/s²,转速1 000 r/min时,倒挡输入轴轴向位置的加速度最大为0.504 m/s²;倒挡工况下的振动加速度幅值比前进挡高12.85%;倒挡阶次谱中54.4阶和108.8阶振动信号最为明显,挡位切换过程中双级行星齿轮啮合次数增多,啮合间隙是CVT在倒挡动力传递中振动增大的主要原因。     

面向智能轴承自供电系统的压电-摩擦复合式振动能量采集器

针对智能轴承外圈径向开槽结构中以电池供能的状态监测设备存在应用场合受限的问题，提出了一种适用于智能轴承自供电系统的压电-摩擦复合式振动能量采集器。该能量采集器以带双质量块的三角形单晶压电悬臂梁为基础，在悬臂梁的振动方向上有机集成兼具限位功能的摩擦纳米发电机，实现了振动和限位碰撞过程中压电-摩擦电两种模式的复合协同发电，有效利用了空间并提高了输出性能。同时，利用集中参数法建立了能量采集器的机电耦合动力学模型，通过COMSOL软件分析了不同结构与尺寸对压电悬臂梁固有频率和输出电压的影响，并通过试验验证机电耦合动力学模型与仿真分析的准确性。试验结果表明：所提能量采集器能够在0～28.2 m/s²的智能轴承正常工作振动加速度范围内有效工作；在加速度为2 m/s²时，该采集器的压电和摩擦电单元开路输出电压最大峰峰值分别可达1.28 V和1.05 V;在加速度为20 m/s²时，该采集器的压电和摩擦电单元开路输出电压最大峰峰值分别可达2.85 V和1.18 V。     

潜油电泵偏磨失效机理分析

针对潜油电泵存在偏磨的现象,详细分析了潜油电泵偏磨的失效形态和失效原因.重点讨论了振动对潜油电泵偏磨的影响,指出多级泵的振动是产生偏磨的最主要原因.在此基础上,提出了相应的解决方法.     

基于Inventor系统的虚拟装配技术研究

在分析了虚拟装配技术基本思想的基础上,提出了在潜油电泵零部件设计中实施虚拟装配技术应用的基础环境以及具体的实施方法和途径.并将其应用于分离器的装配过程中,得出合理的虚拟装配应用方法、建立一定的组织机构是潜油电泵机组实现虚拟装配的核心.     

基于数字信号处理器的潜油电泵机组转速测量系统的设计

为了实现潜油电泵机组的转速测量,对振动检测系统和信号处理方法进行设计.振动检测系统的核心为数字信号处理器和三维加速度传感器.利用Chirp-Z变换可实现信号的任意窄带高分辨率分析的特点,对振动基频附近的窄带范围进行谱分析,从而精确地得到机组的转速.试验结果表明,测速系统的测量精度可以达到0.1%,完全满足测量要求.设计方法适用于很多测速场合,具有推广价值.     

QYDB潜油电泵

潜油电泵是一种现代化的深井抽油设备,由潜油电机、保护器、分离器、潜油泵、引接电缆等部件组成,具有高扬程、耐高压、耐高温、高绝缘及耐腐蚀等性能。该产品技术参数为:排量50～425m~3/d,扬程800～425m,耐温120℃、90℃,耐压≤25MPa,适用套管通径≥124mm,单节电机功率15～55kW,双节电机功率60～110kW,转速2850r/     

大型厂站模块陆地运输易损性分析

大型厂站模块的陆地运输作为建造过程中的重要环节，其整体结构的完好，决定着现场能否实现顺利投产。基于此，本文针对运输过程中发生的紧急制动等多种工况，利用ANSYS模拟软件中mass单元，建立刚性耦合，实现模块内构件的简化，分析运输过程中形变情况；并将模块重量与加速度进行组合，兼顾结构破坏结果及运输中的损伤积累，获取不同重量下发生不同损伤状态时的概率曲线。结果表明，在紧急制动和加速过弯中加速度分别为a 6 24 m/s²和a 6 3 m/s²时，模块形变由其重量产生的惯性力主导，且随着加速度增大，上部横梁出现较大形变；运输过程保持匀速（匀加、减速）状态及对称的捆绑约束，可避免加速度变化而产生较大形变；不同工况下，模块损伤概率曲线走势基本相同，且随着重量和加速度的增大，发生损坏的概率逐渐增加，此外，在相同条件下，加速过弯更易致使模块损坏。     

潜油电机转子的热态特性研究

潜油电机作为潜油电泵机组的重要部件之一,在井底工作时转子的发热与散热是影响机组正常工作的主要因素。首先介绍了潜油电机的结构特点,分析了潜油电机发热的主要来源,利用有限元分析软件ANSYS模拟了一段转子单元的三维温度分布,得到了潜油电机转子的温度分布图。     

基于模型预测控制的可变目标距离自适应巡航控制研究

为解决在复杂交通环境中自适应巡航系统存在旁车切入本车前方工况时，目标期望距离计算模型得到的期望相对距离与实际相对距离发生阶跃以及堵车蠕行工况，车辆与前车距离较近，拥堵路况不断启停的目标车辆的速度、加速度和相对距离持续抖动，导致的纵向加速度幅值过大带来的驾驶平顺性、舒适性和安全性问题，提出可变目标距离的自适应巡航控制算法，基于模型预测控制理论，建立离散纵向运动学预测模型，综合考虑底盘加速度响应、极限安全纵向跟车距离、车辆自身物理限制、驾驶人乘坐舒适性等优化控制目标，引入松弛因子进行在线求得可行解.在旁车不同切入工况、综合工况行驶以及堵车蠕行工况对本算法进行仿真和实车测试并利用数据对IDM算法开环实验，研究成果对比表明，考虑旁车切入的可变目标距离的自适应巡航控制算法在旁车加速切入工况中，纵向控制产生的最大冲击度为-0.25 m/s³，相比于IDM模型降低50%，堵车蠕行工况中纵向控制产生最大减速度为-0.3 m/s²，相比于IDM模型降低30%，综合工况和定速巡航工况中，算法在保持安全距离情况下可以对车辆实现稳定纵向控制，加速度幅值不超过-0.3...     

结合深度强化学习与变形五次多项式的搬运机器人关节轨迹规划

针对在生产节拍固定的情况下搬运机器人各关节的运动轨迹及时间分配问题,构建基于深度强化学习与变形五次多项式相结合的搬运机器人关节轨迹时间分配模型;设计以节拍要求、速度约束和加速度约束为目标的奖励函数,搭建神经网络,利用MATLAB/Simulink软件,得到满足生产节拍和运动学约束的时间序列,并利用单臂四自由度搬运机器人仿真实验,验证所构建模型的可行性和有效性。结果表明：单臂四自由度搬运机器人各关节的运行时间均为5.89 s,其中平移关节1、 3的最大速度分别为2 597.84、 1 697.97 mm/s,最大加速度分别为19 532.11、 31 302.61 mm/s²;旋转关节2、 4的速度大小相等且方向相反,最大角速度均为137.53 (°)/s,最大角加速度均为1 180.51 (°)/s²,均未超过运动学约束;所构建的模型可以解决在指定生产节拍下搬运机器人关节轨迹时间分配问题,实现搬运机器人搬运过程中各关节的运动均衡,改善搬运机器人运行的稳定性和有效性。     

电潜单螺杆泵油井生产系统优化设计方法

以电潜单螺杆泵油井生产系统为研究对象 ,以油井供液能力 (原油入井流动特性曲线 )、单螺杆泵的特性和整个系统的协调工作为依据 ,利用系统节点分析方法和最优化技术 ,把获得设计产量下的系统效率最高或能耗最低作为优化设计目标 ,介绍了井下电潜螺杆泵子系统基本模型的建立方法 ,并给出了有关的换算关系式、优化设计方法及步骤。利用现场优化设计实例验证了此方法的可行性 ,为油田电潜单螺杆泵油井生产的优化设计提供了理论依据。     

大排量螺杆泵技术在海上稠油油田的应用

目前海上油田主要以电潜泵为主要的机采手段,但是在稠油油田,电潜泵存在着泵效低的问题,并且对于超稠油电潜泵无法使用。但是目前电潜螺杆泵在海上的应用,主要受限制于排量低的制约,仅能在产量较低的井中应用;并且在海上实际使用的电潜螺杆泵中,实际使用寿命均较短,不能满足海上油田大排量、长寿命的要求。探讨了对电潜螺杆泵泵型、联轴器、减速器等主要部件进行改进,开发出了排量达到200 m~3/d,实际使用寿命超过一年的电潜螺杆泵,并在海上油田成功应用,取得了较好的效果。     

基于平移窗信号自相关分析的振动稳定性研究

针对目前潜油电泵的振动信号稳定性分析方法存在的不足,提出了基于平移窗信号自相关分析方法,并定义了稳定指数用于定量评价振动信号的稳定性。首先利用滑动叠加平均法获得一个能够最大程度地代表振动信号周期性特征的窗信号;然后将该窗信号在振动信号上平移并进行自相关分析,从而获得自相关系数序列;最后对自相关系数序列进行处理得到稳定指数。仿真及实验结果表明,本方法可有效地评判信号是否存在振动幅度不稳定或振动周期不稳定的现象,并成功地检验出具有潜在故障的电泵,验证了该方法在评价振动信号稳定性方面的可行性和有效性。     

基于海上油田低产井回流补液参数优化

在海上油田低产井采用电潜泵举升过程中,电机温度过高将导致烧泵.针对于此问题,首先通过实验确定低产井电机烧泵时间,并通过有限元模拟的方法分析低产井井下流体的流动特征及传热规律,同时提出一种应用于电潜泵的回流补液方法.研究结果表明:在油井产量较低的条件下,流体温度对于电机温度影响不大;由于动液面低于泵吸入口,流体携热能力下降发生烧泵事故,电潜泵泵寿命最少减小为原有的0.21倍;采用回流补液方法后,温度平均降低130℃,电机温度处于安全温度范围内,说明回流装置具有很强可行性;回流通道尺寸在3～4 cm时,回流量最大,相应的电机温度也为各尺寸中最低.     

纯镍与GH3625合金热压缩行为研究及本构解析

利用Gleeble-3500热模拟试验机对铸态纯镍及GH3625合金在变形温度900~1 200 ℃、应变速率0.1~10 s^－1、应变量60%条件下,进行了热压缩实验.研究分析了纯镍以及GH3625合金的热塑性变形规律,并构建了本构方程,绘制了2种材料不同变形参数下的热加工图,分析了热加工图稳定与失稳区所对应的组织特征.研究发现纯镍在热压缩变形时,失稳区组织出现晶粒层级分化现象.通过对热加工图分析研究,确定纯镍最优热变形温度为1 050 ℃,最优应变速率为0.1 s^－1;GH3625合金最优变形温度为1 170 ℃,最优应变速率为0.1 s^－1.     

不同功率微型太阳能直流水泵系统性能对比实验研究

自行配置了两套微型太阳能直流水泵系统,并在昆明地区对其进行了性能测试研究.测试结果表明:提水高度在最大提水高度的0.75左右较为适用,25W、16W水泵分别在550W/m2及400W/m2时运行良好,不随辐照度的增强而变化。     

重卡半挂系统在虚拟试验场的平顺性仿真分析

通过参数化建模,对某重卡半挂系统在虚拟试验场(VPG)激励下进行平顺性仿真研究.采用白噪声滤波法模拟不平路面仿真,得到测试车场,建立以四轴重型汽车半挂车列车为例的整车动力学系统模型.通过整车系统常规工况设定,利用MATLAB的ODE15S模块对1/2整车动力学方程进行微分方程求解.结果表明:车体的座椅处加速度值范围为-0.48~0.50 m·s^-2,在0.4,1.8 s左右分别达到波谷值和波峰值;整体趋势分布为先下降后上升,在5.5,6.7 s左右分别达到波谷值和波峰值,即该系统在0~2 s间出现较大的振动响应.     

SiCf/Ti2AlNb复合材料的界面反应及热稳定性

界面反应层是影响SiC纤维(SiC_f)增强钛基复合材料力学性能的重要因素,本文研究了SiC_f/Ti₂AlNb复合材料在热等静压成型以及热暴露过程中的界面反应、界面元素分布规律和界面热稳定性.研究结果表明:SiC_f/Ti₂AlNb复合材料内部元素扩散形成的界面产物主要为TiC,在热暴露过程中出现了TiSi₂和NbSi₂相.SiC_f/Ti₂AlNb复合材料界面反应层的厚度长大符合Arrhenius定律,其界面反应层厚度长大速率随着热暴露温度的升高而增加.界面反应层长大激活能为24.27kJ/mol,界面层长大频率因子为2.80×10^-4 m/s^1/2.SiC_f/Ti₂AlNb复合材料界面在700℃及以下温度具备良好的热稳定性.     

高气油比油藏的油井应用电泵采油的可行性研究

对埕北 30油藏特点进行了分析 ,以此为例确定了油井自喷后采用电泵抽油的机采方式。结合目前国内外电泵吸入口处含气率的界限 ,分析了电泵在高气液比状态下的适应性 ,给出了高气液比条件下泵吸入口处含气率的计算模型。利用此模型分别计算了不同吸入压力、不同气油比下含水率分别为 0 ,2 0 % ,4 0 %与 80 %时泵吸入口处的含气率 ,进而对电泵在高气液比条件下的使用条件和适用范围进行了详细分析 ,以使该项举升工艺更有效地用于埕北 30油藏的开发。计算结果表明 ,在油藏压力保持在 30MPa ,生产气油比不超过 2 5 0的情况下 ,埕北 30油藏可以采用电泵采油。该项研究也适用于其他高气液比油藏的开发。