二甲醚发动机燃料供给系统偶件间隙泄漏测量

为了精确测量二甲醚发动机燃料供给系统中偶件间隙的燃料泄漏量,设计了一套适用于测量微小流量的测量装置.该装置在活塞压力计基础上通过排除油缸自身泄漏,精确地建立了恒定压力,以实现恒温、恒压下间隙燃料泄漏量的测量,包括三组偶件的泄漏量和柱塞偶件不同位置的泄漏量.通过理论计算验证了测量的精确性,结果表明:偶件泄漏量从大到小依次为柱塞-针阀-出油阀,柱塞偶件不同部位泄漏量从大到小依次为进回油孔-泄油槽-裙部;二甲醚泄漏量几乎为柴油的1.8倍,且随着密封长度的增加该倍数减小.通过实测柴油泄漏量反算获得了间隙高度,再由间隙高度计算得到的二甲醚泄漏量,并与测量结果进行了对比,从而验证了测量装置的精确性.     

高压共轨多次喷射油量波动现象分析

采用实验测量与数值模拟研究相结合的方法,研究了共轨燃油喷射系统动力学的基本原理,重点关注多次喷射过程中,水击现象造成的随间歇时间变化的喷射油量波动现象.利用AMES im软件建立的高压共轨燃油系统模型进行仿真,分析了多次喷射过程中,水击压力波动影响下的喷油器控制腔、蓄压腔液力过程和控制球阀、针阀运动规律.结果表明,高压共轨多次喷射油量波动是由于水击压力波动对针阀运动特性和喷射压力产生的周期性综合影响造成的.     

竞争失效下多元退化建模的航空发动机可靠性分析

为了解决航空发动机的竞争失效下多元退化系统可靠性评估问题,提出一种多元退化失效和突发失效之间相关竞争失效的可靠性评估方法.以具有随机效应的非线性Wiener过程与Gamma过程描述退化失效过程,选择合适的Copula函数对多元退化失效相关性进行建模,通过马尔科夫链蒙特卡洛方法进行多元退化系统相关失效模型参数估计;引入Weibull分布描述突发失效时间,采用比例危险模型构建关于性能退化量的突发失效率函数,利用两步极大似然估计法识别模型参数.结合航空发动机的性能退化数据实现了竞争失效下多元退化系统可靠性评估,通过分析结果验证了模型的有效性与准确性.     

风电齿轮箱太阳轮的动态可靠度分析

以1.5MW水平轴风电齿轮箱的太阳轮为研究对象,基于随机载荷作用下的机械零部件动态可靠性模型,对风电齿轮箱太阳轮的可靠度和失效率进行分析与计算,给出风电齿轮箱太阳轮可靠度和失效率随时间变化的曲线,得到齿轮箱太阳轮可靠度和失效率随时间的变化规律.分析结果表明,风电齿轮箱太阳轮的可靠度随时间逐渐降低,失效率随时间逐渐减小,失效率曲线具有"浴盆"曲线中早期失效的特征.该分析结果验证了机械零部件动态可靠性模型的可行性和实用性,对风电齿轮箱零部件试验时间和可靠性寿命的确定具有一定的指导意义.     

硬质合金刀具的动态可靠性及失效率研究

分析了硬质合金刀具在断续切削加工时的主要失效形式,考虑了冲击载荷作用次数对刀具可靠性的影响,运用应力-强度干涉模型及随机过程理论,建立了硬质合金刀具的动态可靠性数学模型,给出了刀具在断续切削加工时的可靠度的变化规律.同时建立了以载荷冲击次数及加工时间为度量指标的刀具失效率计算模型.研究表明,随着载荷冲击次数和加工时间的增加,刀具的可靠度曲线出现逐渐降低的变化过程.刀具失效率具有"浴盆"曲线的特征,且与实验结果相吻合.通过该曲线可以准确地划分刀具的早期失效期、偶然失效期和耗损失效期,为刀具选取试验和修复时间以及可靠寿命等指标提供了理论依据.     

电控喷射系统喷油器压力波动仿真分析

利用仿真软件GT-Suite建立了电控共轨式燃油喷射系统仿真模型,通过实验验证了仿真模型的准确性并且进行了简单对比分析。通过改变共轨式喷油器结构参数,即喷孔数量、进油节流孔直径以及针阀质量进行仿真计算。利用仿真结果分析,探讨喷油器结构参数对共轨喷油系统压力波动的影响,为共轨喷油器的优化设计提供有效依据。     

泄漏对微自由活塞发动机工作过程的影响

为了研究泄漏对微发动机工作过程产生的影响,对自由活塞单次冲击压缩着火过程进行了可视化试验,得到不同漏气工况下微发动机的着火特性.在此基础上,建立了耦合自由活塞运动与燃烧过程的多维计算模型,对微HCCI燃烧过程进行了数值模拟.结果表明:混合气泄漏对着火时刻影响不大,但对活塞运动特性影响很大,漏气使得微燃烧室内压力降低,活塞返回速度变小,微发动机动力性能降低;泄漏间隙和泄漏长度是影响混合气泄漏程度的2个主要因素,也影响微压缩燃烧过程,泄漏间隙越大,最大压力与活塞末速度越小,动力性能越差,而泄漏长度增加,最大压力有所提高,有助于动力性能的提高;在微发动研究与设计过程中,应重视气缸/活塞间的密封效果.     

高压共轨喷油器响应特性的仿真分析

为了分析高压共轨喷油器结构参数的变化对喷油器响应特性的影响,以某型号重型柴油机高压共轨喷油器为研究对象,通过AMESim软件建立喷油器仿真模型,进行试验验证模型准确性.结果表明:进油孔孔径增大会提升开启响应速度但降低喷油器的关闭响应速度,出油孔孔径的增大提高喷油器的开启响应速度;控制柱塞直径的增大会提升喷油器的关闭响应速度但降低喷油器的开启响应速度;针阀密封直径的增大会同时提高开启和关闭响应速度;针阀弹簧预紧力的增加会带来针阀开启时间的延长和关闭时间的缩短.因此喷油器设计开发过程中应合理选取进油孔径取值并适当增大出油孔径及针阀密封直径.为高压共轨喷油器结构参数的优化设计提供参考.     

基于相关性分析的载荷-强度干涉模型

传统载荷-强度干涉模型适用于零件及系统的静态可靠性分析,并且模型中假设载荷与强度是相互独立的.因为当考虑强度退化时,零件的剩余强度是载荷大小及载荷作用次数的函数,所以传统的载荷-强度干涉模型不能用于分析强度退化时零件和系统的可靠性.通过定义次数等效系数和参考载荷,提出考虑载荷和强度相关的载荷-强度干涉模型,用于分析随机载荷作用下强度退化时零件及系统的可靠性.此外,由于承受共同的随机载荷而产生的共因失效对于系统的可靠性分析具有较大影响,因此建立了考虑共因失效的系统可靠度计算模型.最后通过算例证明提出模型的可用性和合理性.     

仿真分析负荷水平对电力系统可靠性的影响

介绍了电力系统可靠性分析的方法,可靠性评估指标和流程,利用MATLAB7.1编写可靠性程序,采用最优负荷削减模型对IEEE18节点算例进行可靠性分析,利用蒙特卡洛状态抽样法对系统进行模拟,仿真计算中考虑发电机和输电线路的随机故障。采用分级负荷模型来计算指标,计算出EENS的年度化指标,并探究负荷水平对系统可靠性的影响。分析得知随着负荷水平的提高,系统的压力也越来越大,系统的可靠性裕度逐步降低。     

基于局部自适应代理模型的复合材料结构可靠性评估

为了评估复合材料复杂结构的可靠性,开展基于局部自适应代理模型的可靠性评估方法研究.针对复合材料翼盒结构,建立基于局部自适应算法的应力响应面代理模型和基于Weibull分布的强度分布模型,并基于蒙特卡洛法与Hashin准则计算翼盒结构的可靠性;同时开展复合材料翼盒结构的准静态拉伸试验,获得失效位置、失效形式及力-位移曲线,并以二项分布估计试验结果的置信度.结果表明：翼盒结构的失效位置位于上端拐角处,失效形式为基体剪切断裂与纤维拔出,材料参数中剪切模量对失效位置应力响应影响最大,结构需要优化设计减小拐角处剪切应力;基于局部自适应代理模型的可靠性评估数值分析结果与试验结果相对误差为5.295%,准确地评估了结构的可靠性.     

基于流量特性的共轨系统前馈式压力控制策略研究

研究高压共轨柴油机关键部件对共轨压力的影响和极端工况下共轨压力的控制.分析高压共轨系统的油泵流量特性、燃油泄漏量和电磁阀特性等对共轨压力的影响,采用前馈式控制策略通过调节出油阀流量实现轨压的控制.实验结果表明,该方法对于不同类型的电磁阀具有很好的适应性,针对喷油量变化很大的工况能提前做出反应,实现快速、稳定和准确地控制压力.     

共因失效系统可靠性的截尾次序统计量模型

以载荷-强度干涉理论为基础,以共因失效机理为依据,借用次序统计量的概念,通过实际样本强度分布(即系统中n个零件的强度分布)与次序统计量的映射关系,针对3种典型系统,提出了基于两端截尾次序统计量的系统级串联、并联及表决系统的可靠性模型.应用Monte Carlo模拟方法验证了模型的正确性.与传统独立失效模型和共因失效理论分布模型相比,采用两端截尾次序统计量模型计算的可靠度最符合机械系统的实际可靠度.     

二甲醚发动机燃油喷射过程仿真研究

对采用低压共轨燃油喷射系统的二甲醚发动机进行合理的结构简化,建立燃油喷射过程的数学模型,运用Matlab/Simulink仿真研究二甲醚发动机在不同转速条件下的电磁阀供电控制脉冲和针阀升程曲线,得出二甲醚燃料在低压共轨系统中的喷射规律,为新型二甲醚发动机燃料喷射系统的研制提供仿真模拟方法和理论依据.     

负载分担下可修的并联系统模型

提出了一个负载分担可修的并联系统模型，在系统中，n个并联部件是可修的，一个部件失效，将会导致剩余部件有更高的负载，从而引起更高的失效率，假定每个部件仅有2种状态；工作或失效，那么系统的状态过程是一个时齐的离散的马尔可夫链，它可以产生1列微分方程，借助于拉普拉斯逆变换可计算出该模型的主要可靠性指标－系统的可用度及可靠度，最后，以一个特例证明了本文的模型是并联系统的推广，同时也说明用本文的方法来计算负载分担可修的并联系统可靠性是切实可行的。     

喷油器控制阀中流体阻尼间隙

建立了共轨燃油喷射系统喷油器控制阀的力学模型,在计算流体动力学和试验的基础上对控制阀阻尼间隙进行了研究.结果显示:在阀芯与阀体之间的阻尼间隙为0.02~0.03 mm时,最能满足控制阀阀芯关闭时反弹的最小要求.     

基于ANSYS的内燃机活塞-缸套耦合系统的传热模拟

内燃机耦合部件的传热研究是内燃机热负荷计算的基础,对内燃机的可靠性设计具有重要意义.对燃烧室部件活塞-缸套耦合系统的传热关系,建立了传热模型;并运用ANSYS仿真模拟软件,模拟了活塞-缸套耦合系统的瞬态传热情况.     

机械零件动态可靠性模型及失效率研究

分析了传统可靠性模型的特点,指出传统的可靠性模型并不能很好地反映零件可靠度和失效率随载荷作用次数或时间变化的规律.采用泊松随机过程描述随机载荷的作用过程,综合运用应力-强度干涉模型、泊松随机过程以及概率微分方程建立了强度随时间退化时的零件动态可靠性模型.以强度退化服从指数规律为例,研究了零件可靠度和失效率随时间的变化规律.研究表明,零件的可靠度随时间逐渐降低;失效率曲线具有"浴盆"曲线的全部特征.     

星载图像传感器电路系统可靠性优化设计

在设计空间图像传感器电路系统时,为满足严格的可靠性指标要求,从可靠性的角度,在电路组成方案的层次上对电路系统的结构进行优化设计。设计了不同的系统搭建方案。运用概率论和布尔真值方法推导出几种方案的可靠性模型,并总结出其变化规律。根据采用的元器件信息,分别计算各方案具体可靠度值。为更加科学、合理地反映系统在实际工作时的失效情况,提出了综合失效率的概念,并给出具体数学定义。通过对系统失效率、器件数量、工程复杂性以及占用空间的大小进行比较,衡量各方案的优劣,为空间传感器电路系统方案设计提供数值依据和优化方法,提高了系统的可靠性,对航天产品电子系统设计具有一定的参考价值。     

基于AMESim的天然气管道紧急截断阀控制器仿真及性能实测

在长输管道天然气发生泄漏的情况下,天然气紧急截断阀能够实现可靠截断。利用AMESim液压仿真软件,对天然气紧急截断阀控制器的活塞控制阀门模型、二位四通连接阀门模型、手动复位阀门模型进行仿真,建立基于质量-弹簧-阻尼系统的二阶微分方程的数学模型,分析控制器阀芯位移动态响应特性。控制器在0.16 s之后达到稳定状态,切断整个系统的工作气路。最后进行了性能检测实验,实验结果与仿真实验过程一致。本研究为截断阀控制器的可靠性设计提供了理论基础。