一种新型磁流体加速度传感器

为了解决传统磁流体加速度传感器体积大、灵敏度低、线性度差、使用频率范围低等缺点,设计了一种新型磁流体加速度传感器。采用圆柱形永磁铁作为惯性质量,将加速度转化为磁场的变化,利用高灵敏度线性霍尔检测磁场变化,从而实现加速度到电信号的转变。通过仿真和实验分别对磁流体的悬浮效应、阻尼效应以及圆柱形永磁铁的磁场分布情况进行了研究,结果表明:在永磁铁体积较小的情况下,永磁铁受到的悬浮力很小;在磁场作用下,磁流体具有非常优越的阻尼性能。基于永磁铁的磁场分布情况的研究结果,选取磁场变化梯度最大且线性度最好的位置安装霍尔元件,从而提高传感器灵敏度。利用振动实验台,对所设计的传感器性能进行实验验证,结果表明,新型磁流体加速度传感器具有较好的线性度和较大的可用频率范围,在其他结构不变的前提下,磁流体的使用将加速度传感器的可用频率范围提高了256%。本文为研究磁流体的悬浮效应和阻尼效应提供了一种策略,也为加速度传感器的研究和改进提供了一种新的思路。     

数控内齿珩轮强力珩齿拓扑修形方法研究

在圆柱斜齿轮进行珩削修形加工时,通常采用专用的金刚石修整轮对珩磨轮的齿廓和齿向进行修整,因此,齿轮修形参数不同,所使用的金刚轮也不同。为了增加金刚石修整轮的通用性,降低修形齿轮加工成本,缩短齿轮研发周期,文章在已有研究的基础上提出了一种基于调整内齿珩轮强力珩齿机床各轴运动参数的方法来实现齿轮修形加工。根据各轴的运动关系,建立内齿珩轮强力珩齿机床加工齿轮的齿面数学模型;将机床的A、B、X轴的运动表示为具有Φ_(C_1)、L_Z 2个变量的高阶多项式函数,分析多项式系数对齿面法向偏差的影响;建立齿面法向偏差的目标函数,利用粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)进行优化,得到机床的运动参数。仿真结果证明了该拓扑修形方法的有效性。     

地铁隧道下穿砖混结构建筑物爆破振动控制

武汉地铁27号线纸地区间段为暗挖隧道,下穿3层砖混结构建筑物,埋深为16～26m。为了使地铁隧道安全地下穿砖混结构建筑物,通过减小最大单段药量、多分段和增加上下台阶的距离来优化爆破方案。将监测点沿着径向布置在地表,对爆破方案优化前与优化后测点所测的振动峰值速度和频率进行对比分析。结果表明:优化后的爆破振动峰值速度显著降低,频率明显增大,使建筑物更为安全;爆破方案优化后,当工作面位于建筑物外墙正下方时,振动峰值速度最大;从工作面后方到工作面前方,地表质点振动峰值速度先增大后减小,空洞效应和应力波的绕射现象明显,为类似工程的修建提供参考。     

电磁拓扑理论的CAU抗干扰应用研究

铁路现场信号设备常常受到电磁干扰,其中应答器传输模块(Balise Transmission Module,BTM)设备最为典型.针对小型天线单元(Compact Antenna Unit,CAU)受空间辐射干扰情形,现场部分采取在CAU四周增加金属挡板来提高其抗干扰性能,但缺乏相应的理论研究,无法对挡板的抗干扰性能进行定量分析.结合绕射理论与电磁拓扑理论,建立CAU加挡板的抗干扰模型,仿真与实测结果基本吻合,验证了模型的有效性,为CAU抗干扰提供了新思路.     

基于马氏距离的最终执行元件功能安全失效表征

针对现有最终执行元件功能安全失效分析方法未能切实考虑实际工况的不足,提出了一种基于马氏距离的最终执行元件功能安全失效表征方法。预先获取各状态下最终执行元件的工况参数,构建样本空间,计算其中各样本的马氏距离;其次对马氏距离进行Box-Cox变换,使其满足正态分布后,由3σ准则确定各状态的阈值,构建最终执行元件的失效表征模型;最后利用所设计的检测系统检测工况参数,构建样本向量,通过所构建的失效表征模型实现最终执行元件功能安全失效表征。仿真实验和现场实验结果表明,本文方法能够准确识别出最终执行元件的功能安全失效,为其失效分析提供了一种新的方法。     

反应堆堆内构件流体激振力的数值模型研究

针对反应堆堆内构件流致振动分析评价中如何合理获取流体激振力的关键技术难题,开展了典型反应堆堆内构件三维流场分析的数值模型研究。研究基于计算流体动力学方法,首先,根据反应堆堆内构件的结构特点和运行工况参数,将实际结构的关键部件、物理边界提取并做适当简化,在合理降低计算规模的同时,又充分保留其流场特征;其次,综合考虑计算资源和计算效率,采用结构网格和非结构网格相结合的混合网格划分方式以及分区化的网格尺寸策略,将流场十分复杂但并不关注其细节的堆芯段采用多孔介质模拟,使划分的网格能够捕捉流场特征,进而建立了适用于工程的三维流场分析模型,并对预测结果较好的3种湍流模型进行了对比研究。获得了反应堆堆内构件的三维流线和压力分布特征、典型测点压力脉动的时程与功率谱密度（PSD）特性、3种湍流模型对反应堆堆内构件流体激振力的预测情况、作用于吊篮表面的流体激振力特性。结果表明,大涡模拟（LES）模型可以较好地预测反应堆堆内构件的流体激振力,同时又具有一定的保守性,作用在反应堆堆内构件的流体激振力符合宽带随机性,可为反应堆堆内构件流致振动分析评价提供关键参数和输入载荷。     

亚致死浓度的吡虫啉对萼花臂尾轮虫种群动态的影响

吡虫啉(Imidacloprid)是一种新烟碱类杀虫剂,但其对轮虫等水生无脊椎动物的毒性尚无从知晓.本文以萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus)为受试生物,应用种群增长、休眠卵产量和生命表实验等方法,研究了不同浓度的吡虫啉(0、1.56、3.12、6.25、12.5、25、50和100 mg/L)对其种群增长和生命表统计学等参数的影响.结果表明,吡虫啉浓度对轮虫存活(以生命期望为指标)、发育(世代时间)、生殖(净生殖率)和种群增长(内禀增长率和种群增长率)等参数均有显著性影响(P<0.01),但对有性生殖(后代混交率、种群混交率和休眠卵产量)等参数都无显著性影响(P>0.05).与对照组相比,12.5 mg/L吡虫啉处理组中轮虫种群增长率显著升高(P<0.05),而50和100 mg/L吡虫啉处理组中轮虫种群增长率则显著降低(P<0.05).3.12～12.5 mg/L吡虫啉处理组中轮虫的生命期望显著延长(P<0.05),而25～100 mg/L吡虫啉处理组中轮虫的生命期望则显著缩短(P<0.01).1.56～12.5 mg/L吡虫啉处理组中轮虫的世代时间显著延长(P<0.05),净生殖率显著升高(P<0.01),而50～100 mg/L吡虫啉处理组中轮虫的世代时间显著缩短(P<0.01),25～100 mg/L吡虫啉处理组中轮虫的净生殖率显著降低(P<0.01).50～100 mg/L吡虫啉处理组中种群内禀增长率显著降低(P<0.05).吡虫啉浓度与轮虫存活、发育、生殖和种群增长等参数之间均具有显著的剂量-效应关系.在监测吡虫啉的慢性毒性时,净生殖率是较敏感的指标.     

基于PSO--BP网络的数控系统插补控制研究

插补控制是数控机床加工控制的核心技术,将智能优化算法和神经网络技术相结合,建立了PSOBP网络的插补控制模型。以坐标位置和速度为输入,下一点坐标位置、切线角、曲率半径为输出,搭建了BP网络模型,采用PSO优化算法对网络权值和阈值进行优化处理,最终获得PSO-BP插补控制模型。通过复杂加工曲线仿真试验分析,验证了PSO-BP网络数控系统插补控制的有效性。提出的数控系统插补控制能够提高复杂零件插补的精度和速度,对超精密零件加工的插补控制提供了一定的参考。     

附壁分离元件性能研究

提出了一种新的附壁分离元件,其具有操作气速范围广、结构紧凑、分离效率高等优点.通过数值模拟和实验,研究了分离弧内直径、入口气速和液滴粒径分布等因素对附壁分离元件性能的影响.研究结果表明：附壁分离元件在低入口气速时即具有较高的分离效率,入口气速大于1 m/s时附壁分离元件对于10μm的液滴能够达到80%以上的分离效率,对于15μm及以上的液滴可以100%分离;分离效率随着入口气速的增大而增大,但在一定的粒径分布条件下,存在一个临界入口气速,大于临界入口气速后分离效率反而下降.在入口气速、液滴粒径分布相同时,分离弧内直径越小,分离效率越高.附壁分离元件的压降随着气速的增大呈现二次方增大的关系.     

流量测量温度补偿的动态误差

本文分析了带温度补偿流量测量中，由于感温元件的热惰性引起的流量测量误差，并给出减小的对策。