基于能量原理的等效静态载荷法及其在活塞动态优化中的应用

针对位移等效静态载荷法在求解结构动态优化时遇到的等效关键时间点不合理、等效结果误差大等问题,提出一种基于能量原理的等效静态载荷法.该方法通过将结构动态响应解空间进行谱元离散,识别出结构的关键时间点,并在该时间点构建了基于能量等效的动态载荷静态转化数学模型.应用优化算法搜索得到了等效静态载荷集的最优解,从而将结构动态优化问题转化为静态优化问题求解.最后,通过在某柴油机活塞油腔结构的动态优化设计中的有效应用,验证了能量等效静态载荷法的有效性和工程实用性,拓展了等效静态载荷法的理论范畴,同时为复杂结构动态响应优化设计提供了一种新的思路.     

路面尖锐物图像处理分析与研究

在车辆运动工况下,以路面微小尖锐物的图像为研究对象,建立本对象特有的二维模型图以及运用二维迭代算法定位目标物的距离,采用最优阀值法前处理图像,使用Matlab软件对数字图像进行后处理,并分析、比较了多种滤波增强方法.结果表明:最优阀值法在提取目标物几何特征方面具有显著优势;wiener滤波不仅降低图像复杂多变的噪声,有效保护图像边缘信息,而且提高局部细节识别度的特性.     

考虑转捩的气冷涡轮气热耦合仿真

以NASA-MARKⅡ跨音速涡轮叶片以及某低压涡轮导叶为例进行了考虑转捩的气热耦合计算. 首先开发了有限差分气热耦合求解器,采用直接耦合方法进行流固区域的数据传递,并采用AGS代数转捩模型来预测叶片表面的转捩流动现象. 然后以NASA-MARKⅡ叶片的5411号试验工况为例对该转捩模型进行了验证,对比表明AGS模型能够预测叶片表面的转捩流动过程,所预测的叶片表面温度分布与对流换热系数分布和实验值吻合较好. 最后采用该耦合求解器对某双腔内冷以及尾缘劈缝的低压涡轮进行气热耦合计算,对叶片的热负荷进行了分析.      

车用柴油机变工况下双有机朗肯循环系统的性能分析

为充分利用柴油机的余热能量,针对一台车用六缸柴油机,设计了一套双有机朗肯循环系统,用来回收柴油机的排气能量和冷却系统具有的能量.该双有机朗肯循环系统包括高温循环和低温循环,均采用R245fa作为工质,高温循环用于回收柴油机排气能量,低温循环用于回收柴油机冷却系统能量和高温循环冷凝过程中工质所释放的能量.通过台架试验,在研究柴油机变工况下余热能分布特性的基础上,对双有机朗肯循环系统的余热能回收潜力进行了分析. 分析结果表明:在柴油机整个工况范围内,双有机朗肯循环系统的净输出功率最高可达26.58 kW,系统热效率最高可达14.62%;柴油机-双有机朗肯循环联合系统在燃油经济性和动力性方面具有明显的优势.      

基于区域抑制的V型柴油机机体结构简化及主轴承座强度分析

针对某V型柴油发动机,对其进行了机体模型的简化与主轴承座的强度分析。首先使用区域抑止的模型简化方法,提出一套针对柴油机机体模型的简化方案,对机体模型上复杂的区域进行简化,以获取相应的简化模型。然后,在Abaqus软件中对柴油机机体原模型与简化模型通过施加相同的边界条件与载荷进行主轴承座的结构强度有限元分析,以获取相应的应力应变数据。对比原模型与简化模型的机体与主轴承盖的最大主应力和主轴承孔变形的情况下,获得误差在5%以内的简化模型。