数控裁剪机切割刀壳体振动噪声预测分析

高频往复式切割刀是柔性材料数控裁剪机的核心部件.该文对切割刀壳体的振动噪声改进措施进行研究.首先对切割刀进行刚体动力学分析,获取其所受动载荷情况,并通过数值计算验证了切割刀刚体动力学模型的可靠性.其次,基于有限元法获取切割刀壳体模态特性,并通过锤击激振实验验证了有限元模型的准确性.然后基于模态仿真结果进行谐响应分析,将...     

流固耦合声子晶体管路冲击振动特性研究

流固耦合管路系统广泛应用于各种装备中,通常用来传递物质和能量或者动量.由于流固耦合效应,管壁在流体作用下易产生强烈的振动与噪声,对装备安全性、隐蔽性产生严重影响,甚至造成严重破坏.流固耦合管路振动抑制需求迫切,意义重大.声子晶体可以利用其带隙特性抑制特定频率范围内弹性波的传播,在减振降噪领域具有广泛的应用前景.本文基于声子晶体理论,研究了流固耦合条件下的布拉格声子晶体管路冲击振动传递特性.将传递矩阵法和有限元法相结合,计算了能带结构与带隙特性,重点考虑了流固耦合效应下,不同冲击激励条件下声子晶体管路振动特性,分析了流固耦合对声子晶体管路振动传递特性的影响.研究结果为流固耦合条件下管路系统的振动控制提供了技术参考.     

基于流固耦合法低温运输罐车制动过程应力分析

制动过程中,低温运输罐车由于惯性作用会对容器壁面产生比较大的冲击力,必然会对低温运输罐车的安全产生影响。采用流固耦合的方法,以某公司设计的低温运输罐车为研究对象,模拟罐车从制动到停车过程的力学响应,得到了冲击力及封头压力随着时间的关系。并对制动过程的低温运输罐车进行了应力分析。分析结果表明:在制动开始时,内部介质对前封头的冲击力达到峰值,随后达到稳定值。通过路径分析得到,该罐车达到安全要求。     

轴流压气机转子叶片的流固耦合分析

本文针对压气机转子叶片流固耦合问题,采用耦合平台MpCCI连接商业CFD软件FINE/Turbo与CSM软件ABAQUS模拟了设计转速下不同流量工况点的流固耦合问题,对比了流场定常计算与流固耦合非定常计算的结果,得到了叶片振动位移频谱振幅图以及效率和压比变化曲线。研究结果表明在失速点附近叶片振动对流场有显著影响,由此可以对压气机的颤振问题进行预测。     

振动噪声等高图的电驱动桥噪声预测及优化*

在项目开发前期通过优化电驱动桥扭矩特性的设计,可以规避噪声大问题。根据电驱动桥台架在对应扭矩下的振动噪声特性,提出了一套稳定高效的测试流程和分析方法。首先设计了一套完整的试验流程,制定了精准的数据分析方法。然后绘制出能够全面反映电驱动桥振动噪声特性的等高图。最后利用电驱动桥台架的振动噪声等高图,准确评估电驱动桥加速工况下振动噪声风险,为主机厂和电驱动桥零部件企业提供电驱动桥扭矩特性设计前期指导。利用该方法成功识别到某电驱动桥匀速及加速工况下电机及齿轮的啸叫问题。通过优化电驱动桥扭矩特性设计,电机48阶噪声峰值降低了8.5dB(A),确认该方法准确可靠,具备推广应用价值。     

基于浸入式边界的流固耦合的非定常数值模拟研究

本文针对工程中关心的流固耦合以及复杂边界物体绕流问题,采用算子分裂的方法求解二维不可压N-S方程,采用完全正交的矩形网格,用浸入式边界模拟静止和运动物体的边界.使用这种方法,本文分别对低雷诺数下的光滑平板绕流,圆柱绕流,低KC数下的振荡圆柱进行了数值模拟.计算结果与以往的数值和试验结果吻合得很好,证明了浸入式边界方法和所发展的程序的可靠性.     

柱壳和锥壳结构自由振动特征的数值计算与校验

为了评估柱壳和锥壳结构自由振动特征数值计算的精度,分析不同边界条件、环肋、纵肋以及流体载荷对自由振动特征的影响,计算并校验了典型壳体结构在空气中、浸没以及浸没并充满水情况下的自由振动特征。结果表明,空气中干模态分析在2 kHz内、单面及双面接触水情况下的流固耦合湿模态分析在500 Hz内的计算精度能够控制在10%以内。壳体流固耦合自由振动分析时可以采用实体单元离散也可以采用壳单元离散的方法,前者精度略高,能够有效保证求解收敛的频带范围更宽,但工作量更大。径长比大于0.2时,浸没于水中的自由振动分析可以转换为内部填充水时的自由振动分析,转换时应保证两者流固耦合湿表面积相等,如半浸水和半充满水,能够有效减小计算量;环肋和流体载荷对壳体自由振动特征的影响明显,环肋使柱壳同阶自振频率增加,流体载荷使柱壳同阶自振频率减小且影响幅度更大,两者均会使得柱壳模态振型呈现错序排列;流固耦合效应对无肋柱壳和环肋柱壳自振频率的影响效果相当;柱壳内外有水相对于单面接触水而言,同阶自振频率进一步减小,模态振型基本不变;流体载荷对环肋锥壳的自振频率和模态振型的影响幅度较对环肋柱壳小。     

基于浸入边界-多松弛时间格子玻尔兹曼通量求解法的流固耦合算法研究

针对流固耦合问题,发展了基于浸入边界-多松弛时间格子玻尔兹曼通量求解法(immersed boundary method multi-relaxation-time lattice Boltzmann flux solver,IB-MRT-LBFS)的弱耦合算法.依据多尺度Chapman-Enskog展开,建立不可压宏观方程状态变量和通量与格子玻尔兹曼方程中粒子密度分布函数之间的关系;采用强制浸入边界法处理流固界面使固壁表面满足无滑移边界条件,根据修正的速度求解动量方程力源项;结构运动方程采用四阶龙格-库塔法求解.格子模型与浸入边界法的引入使流固耦合计算可以在笛卡尔网格下进行,无需生成贴体网格及运用动网格技术,简化了计算过程.数值模拟了单圆柱横向涡激振动、单圆柱及串列双圆柱双自由度涡激振动问题.结果表明,IB-MRT-LBFS能够准确预测圆柱涡激振动的锁定区间、振动响应、受力情况以及捕捉尾流场结构形态,验证了该算法在求解流固耦合问题的有效性和可行性.     

结构振动模态之间耦合对预测结构声功率的影响

以简支矩形板为例,分析结构振动模态之间的耦合对声功率的影响。通过对声功率传递矩阵计算方法的改进,得到计算声功率传递矩阵对角元素和非对角元素(模态耦合项)的解析解,并进行数值计算和分析。所得解析解结果同前人发表的数值解非常吻合。     

基于流固耦合偏航工况下风力机输出功率的研究

为探索双向流固耦合与未耦合方法对偏航工况风力机输出功率的影响机制,以风力机偏航的Glauert动量定理为基础,基于双向流固耦合方法,采用理论推导与轴向流动过程相结合对输出功率进行分析,揭示了耦合与未耦合数值方法在压力场模拟的差异性、量化了轴向诱导因子对偏航工况输出功率的影响程度、总结了轴向速度分布情况.结果表明:未耦合...     

Mean First Passage Time for System with Fluctuating Potential Barrier and Coupled Noise

In this paper we study the mean first passage time (MFPT) over a fluctuation potential barrier driven by a coupled noise. It is shown that the MFPT over the fluctuation potential barrier displays resonant activations as the function of the flipping rate of the fluctuation potential barrier, and as the function of the dichotomous noise transition rate.     

蓖麻油中无机元素的质谱分析

建立了乙醇稀释-电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定蓖麻油中多个无机微量元素的分析方法。蓖麻油样品用乙醇稀释,使用ICP-MS法直接测定。在等离子体氩气流中加入少量氧气,使高浓度有机溶液进入等离子体中完全燃烧,防止了高碳在质谱锥口和离子透镜上的冷凝沉积,采用八极杆碰撞/反应池(ORS)消除了质谱干扰,多元素(Sc,Ge,Rh,Ir)内标溶液的使用消除了基体效应,维持了各元素分析信号的稳定,通过向待测溶液中加入Au标准溶液,使元素Hg形成金汞齐消除了记忆效应。20个待测元素的线性相关系数≥0.999 5,检出限在0.06～20.1 ng·L-1之间,回收率为90.4%～110.2%,相对标准偏差(RSD)≤4.8%。通过对不同来源蓖麻油样品进行分析,结果显示,三个样品中元素的含量存在较大差异。方法能快速、简便、准确测定蓖麻油中的多个无机元素。     

光电耦合器件1/f噪声和g-r噪声的机理研究

对光电耦合器件1/f噪声和g-r噪声(产生－复合噪声) 的偏置特性及其产生机理进行了实验和理论研究.结果表明：在低频段,光电耦合器件的g-r噪声通常表现为叠加1/f噪声,且两者均随输入电流的增加呈现先增大后减小的规律.通过测量前级噪声和后级噪声,发现光电耦合器件的g-r噪声源为后级光敏三极管.理论分析表明：光电耦合器件的1/f噪声主要为表面1/f噪声,g-r噪声则源于光敏三极管发射结空间电荷区的深能级对载流子的俘获和发射.     

周向畸变对跨声速风扇低阶强迫振动的影响研究

边界层抽吸式推进系统(BLI)因具有降低未来商用飞机燃油消耗率的巨大潜力而备受关注.但风扇叶片作为关键组件,需要受到由于边界层吸入而导致的畸变来流的挑战.基于本团队前期在NASA Rotor 67进行的数值模拟,在设计转速附近风扇因受到二阶激励而以一阶弯曲的形式发生低阶模态振动,同时,激发的强度足以引起叶片振动.由于来...     

基于IB-LBFS和绝对节点坐标法的降落伞柔性结构流固耦合数值模拟

在空气动力学、水动力学和生物流体力学领域中,大变形柔性结构的流固耦合现象是一个重要的非线性力学问题.对该系统的数值模拟是分析这一问题的有效手段.将近年提出的一种Descartes流场求解器,即浸润边界-格子Boltzmann通量求解器(immersed boundary-lattice Boltzmann flux solver,IB-LBFS)作为流场求解方法,并引入绝对节点坐标法(absolute nodal coordinate formulation,ANCF)作为大变形结构分析手段,构建了流固耦合求解器以模拟三维流场中的大变形柔性体运动.使用三维来流中的旗帜摆动算例对该流固耦合求解器进行了验证计算.基于该流固耦合求解器对三维不可压流场中的矩形降落伞和十字形降落伞的展开过程进行了非定常流固耦合数值模拟.     

凸优化耦合传感器模式噪声的图像伪造检测

现有的图像伪造检测算法主要是借助局部像素与恒虚警率来决策真伪,且忽略了源图像的强烈空间相关性,使算法鲁棒性不佳,难以检测微小尺寸伪造。对此,根据成像传感器的独特随机特性,设计传感器模式噪声检测思想;并提出了凸优化机制耦合传感器模式噪声的图像伪造检测算法。基于光响应非均匀性噪声,联合马尔可夫随机场与贝叶斯规则,设计传感器模式噪声;并构造最佳图像标记像素的先验概率模型;嵌入贝叶斯规则,代替恒虚警率,考虑源图像的强烈空间依赖性,联合整个图像像素,确定最大概率标记像素映射;设计凸优化机制,将图像伪造检测转换为凸问题,提高算法检测效率。并分析了不同伪造区域尺寸对算法检测的影响。仿真结果表明：与当前图像伪造检测算法相比,本文算法具备更好的接收机工作特征;以及更高的检测精度与检测效率。