神经网络控制风力发电机抗干扰信号的分析

分析开环控制风力发电机与神经网络控制风力发电机在干扰信号下的输出功率,转速,转矩.用MAT-LAB仿真结果,比较两种情况的差异.     

轴承游隙与残余应力对轴承疲劳寿命的影响

滚动轴承的径向游隙与残余应力对轴承寿命有着很大的影响,为深入理解游隙与残余应力的影响规律,研究6308深沟球轴承在不同游隙和残余应力下的疲劳寿命.通过使用三维建模软件SolidWorks建立深沟球轴承的三维模型,采用ABAQUS有限元分析软件仿真得到深沟球轴承的接触应力分布.基于接触区的最大应力,对深沟球轴承的接触疲劳寿命进行预测.结果表明:当残余应力一定时,轴承游隙从4μm增加到16μm,轴承内外圈滚道与滚动体的接触面积降低,使轴承寿命平均缩短了24.80%;当轴承游隙一定时,残余压应力从0增加到500 MPa,可部分抵消径向载荷所产生的不利影响,平均应力减小,轴承寿命平均增加了35.30%.该模拟结果为轴承寿命的研究提供了一定的理论支撑和依据.     

Q690D和Q460D钢板对接焊缝的疲劳寿命计算

采用新近提出的统一计及疲劳裂纹形成寿命和稳定扩展寿命的结构钢疲劳寿命计算模型,对Q690D和Q460D钢板对接焊缝疲劳试验进行疲劳寿命计算.假设高强钢板对接焊缝的疲劳裂纹起裂于对接焊缝边缘,沿板宽扩展且穿透板厚,可将高强钢板对接焊缝疲劳断裂面积A分为疲劳裂纹稳定扩展面积Af和失稳扩展面积An(即名义最大应力作用下的净截...     

基于数值模拟的涡轮风扇结构优化设计

采用有限元方法分析出涡轮风扇支板个数为10时发生断裂的原因是高周疲劳破坏,并且叶片发生疲劳的主要原因是支板个数设置不合理.通过Campbell图分析出了两种优化方案,即支板个数为3和19.从共振点个数、应力水平及理论寿命来看,支板个数为19均优于3.分别对支板个数为10和3的叶片进行疲劳寿命模拟计算,结果表明,两者的疲劳寿命均较短,不符合工程实际要求,最终确定支板个数19为优化方案.     

热震法分离电镀金刚石工具磨料层与基体的研究

提出一种电镀金刚石工具磨料层与基体的绿色分离方法,可以实现工具的有效回收和再利用．采用有限元分析软件ANSYS模拟了电镀金刚石磨头的热震过程,分析了工具基体与镍镀层之间的热应力及其分布．计算结果表明：在冷热载荷作用下,镀层与基体之间发生热膨胀失配,导致界面附近易出现疲劳破坏,产生裂纹,且裂纹首先产生于界面形状突变区域．通过电镀金刚石钻头的热震实验观察到磨料层的脱落现象,验证了有限元分析结果,同时也证明了热震法分离电镀金刚石工具磨料层与基体的可行性．     

定速风力发电机模型参考自适应控制

在对定速风力发电机建模的基础上,设计了模型参考自适应控制器,并进行了跟随性能和抗干扰性能仿真,仿真结果表明自适应控制器的自适应能力很好.     

钢桥面板顶板与纵肋连接疲劳开裂局部加固分析

正交异性钢桥面板纵肋与顶板连接细节处极易产生疲劳裂纹.本文通过精细化有限元模型,分析了栓接角钢加固法和粘贴纤维增强复合材料(Fiber Reinforced Polymer, FRP)型材加固法对钢桥面板疲劳性能的影响.结果表明:采用角钢、FRP型材对顶板与纵肋连接细节的疲劳裂纹进行加固,焊缝裂纹附近热点应力峰值降幅可达56.2%和46.5%;焊缝裂纹尖端附近应力强度因子随着板件整体尺寸的增大而减小;改变板件厚度对应力强度因子结果值影响最大,最高可使其下降约80%,改变板件纵向长度和单肢长度对其有一定影响;随着裂纹的持续扩展,栓接角钢法的加固效果开始下降.建议在监测到构造细节处疲劳裂纹后应尽早加固.     

风力发电机组主要部件故障诊断研究

为了尽早发现风电机组故障,及时采取适当措施以提高运行效率,对风电机组可能出现的故障进行了分析．对可以用于风力发电机组的故障诊断方法进行了研究,对风电机组的主要部件可能出现的故障类型及可用的故障诊断方法进行了探讨．同时对故障现象及相应诊断方法进行了仿真与分析,得到的结论是：温度场分析可以较好的用于齿轮热变型故障分析,神经网及小波分析可以较好的用于变频器部分的故障分析,磁场分析可以更好地进行发电机部分的故障分析．     

Q345R钢的Ⅰ-Ⅱ复合型疲劳裂纹扩展行为

复合型疲劳裂纹前沿多轴应力状态不断变化,裂纹扩展路径的走向难于预测;然而裂纹扩展路径直接影响裂纹扩展速率,从而影响裂纹体剩余寿命的准确评估和结构的安全性。在分步加载下,采用不同厚度的Q345R钢非对称紧凑拉剪(CTS)试样,进行Ⅰ-Ⅱ复合型疲劳裂纹扩展行为的实验研究。采用二维光学定位测量系统,实时跟踪和准确定位裂纹前沿,计算疲劳裂纹扩展长度;利用动态材料疲劳试验机,可以自动记录加载循环次数;根据裂纹扩展长度与循环次数的关系,采用七点递增多项式拟合方法,可以得到相对应的裂纹扩展速率。实验结束后,采用高倍电子显微镜拍照,可得到清晰的Ⅰ-Ⅱ复合型疲劳裂纹扩展路径。实验结果表明:非对称CTS试样一直经历Ⅰ-Ⅱ复合型疲劳裂纹扩展,裂纹扩展路径不断发生改变,偏斜程度主要受到加载角度的影响;加载方向改变后,裂纹扩展路径有向外载荷垂线方向靠近或跨越的趋势,裂纹扩展速率迅速下降,表现为过载延迟现象。     

裂纹智能梁的三维有限元动力谐响应分析

采用面向结构健康监测应用的压电阻抗模型,对粘贴有压电片的含裂纹梁结构采用三维有限元技术进行了高频压电阻抗谐响应分析.利用通用有限元软件 ANSYS,建立由压电片-粘结层-含裂纹主体梁结构组成的耦合系统的三维有限元模型.并通过算例与振型叠加法和实验得到的结果进行了对比研究,验证了该模型的有效性和准确性.此外,还考察了有限元单元尺寸、振动模态、裂纹深度以及粘结层厚度对压电阻抗信号的影响.     

大桥独立墩柱防船撞方法计算分析

提出了一种采用独立墩柱作为大桥防船撞设施的设计方法.基于弹性地基梁法及"m法"假定,以平潭海峡大桥47号桥墩设防为例,在给定船舶撞击力的两种工况下,采用Midas Civil2006软件对独立防撞墩结构的抗撞能力进行了有限元模拟分析.计算分析结果表明:在给定工况下,钢管桩的最大压应力和最大拉应力均小于结构材料的屈服极限,独立防撞墩的强度均满足抗撞要求,即独立防撞墩可以选作为大型桥梁主桥桥墩和引桥桥墩防船撞设施.     

随机风荷载下单层柱面网壳的整体疲劳分析

针对随机风荷载下单层柱面网壳的网状结构，用AR法模拟Kaimal谱多点相关的脉动风风速时程，确定结构所承受的荷载谱，通过有限元时程分析和雨流计数法得到杆件的应力循环历史，采用疲劳设计方法中的总寿命法计算杆件的疲劳损伤度，分析结构在不同矢跨比、不同平均风速下结构的抗疲劳性能．研究表明：结构中出现疲劳的杆件数随矢跨比的减小而逐渐增加，结构中杆件最大疲劳损伤度JD随着矢跨比的减小而逐渐增大．网壳的疲劳薄弱区域主要与结构的振型有关；矢跨比较大时，结构中环向杆件易出现疲劳，随着矢跨比的减小，结构径向肋两侧的斜杆易出现疲劳。     

基于随机效应Wiener退化模型的剩余寿命预测

针对退化率较高的产品具有不稳定的退化路径以及产品个体差异对退化过程的影响,建立了一种新的随机效应退化模型,即漂移参数和扩散参数均为随机变量且两者之间呈线性关系的Wiener退化过程模型.基于该模型获得了产品剩余寿命分布与可靠度函数,同时设计了估计模型参数的EM（expectation maximization）算法.最后,通过分析钛合金疲劳裂纹数据以及与现有模型结果的比较,验证了所建模型的有效性和准确性.     

桥梁结构静荷载实验的物理与虚拟仿真研究

桥梁仿真实验是研究桥梁结构性能的重要手段,其中的对静载实验仿真是评价桥梁质量和评估实际承载力的有效方法。采用1?25的精细化车辆模型与有机玻璃桥梁缩尺模型对实际桥梁的静载实验进行了物理与虚拟仿真,其中,虚拟仿真采用 MIDAS 有限元软件分析,而物理仿真采用缩尺模型实验研究。将物理仿真与虚拟仿真实验结果进行比较,发现两者基本一致,验证了此种方法的精确性与有效性。     

GCr15钢接触表面塑性形变强化与裂纹萌生机制

对轴承钢GCr15在油润滑条件下开展滚动接触疲劳试验, 利用扫描电镜和透射电镜对疲劳样品亚表面微观组织进行观察, 并分析塑性变形层微观结构变化引起的形变强化和裂纹萌生机制. 结果表明: 在摩擦力作用下, 接触表面组织发生塑性流动是由于晶界处的位错滑移使晶粒产生滑移变形, 越接近表面组织滑移变形越严重, 硬度也越高; 塑性变形层内有纳米晶产生, 并有部分碳化物溶解, 无相变发生; 由于在塑性变形层的晶界处产生孔洞而出现层状纤维组织, 孔洞在循环应力的作用下形成裂纹; 塑性变形层的厚度随着接触应力和循环次数的增加而增加.     

冲击荷载下C型G550冷弯钢的断裂机理研究

以C型G550薄壁冷弯钢构件为研究对象, 通过材料在不同应变率下的拉伸实验和数值模拟数据得到Johnson-Cook (J-C)本构模型和Johnson-Cook失效模型参数. 通过Abaqus软件模拟了不同冲击荷载作用下C型冷弯钢构件撕裂破坏的全过程, 利用落锤装置轴向冲击试验进行对比, 其实验结果与有限元数值模拟结果有良好的一致性. 此外, 对冲击试样撕裂断口进行微观形貌分析, 得到构件的断裂机理. 结果表明: 随着冲击速度的提高, 冲击力对构件的加载时间增加, 构件需要较大的塑性变形来吸收冲击能量; 冲击速度越高, 裂纹扩展功所占吸收冲击能量的比例越大, 显示出高速下裂纹扩展的能力越好; 冲击速度较高时, 以脆性断裂为主, 断口出现解理面, 甚至在高速变形时发生了绝热剪切破坏.     

瞬态横风作用下的高速列车曲线通过安全性研究

为了研究高速列车在瞬态横风作用下的曲线通过安全性,引入瞬态"中国帽"风载模型和计算方法,将瞬态"中国帽"风载化简为作用在车体侧墙中心的横向力、作用在车体中心的倾覆力矩和摇头力矩.介绍了曲线外轨超高的定义和计算方法,根据相关规范选取合理的曲线半径和仿真速度,确定了18种仿真工况.基于多体动力学软件SIMPACK,建立了高速列车动力学仿真模型,完成各项参数的设置.对18种工况下的倾覆系数、脱轨系数、轮重减载率、轮轨垂向力、轮轴横向力等车辆安全性指标进行了分析,得出在曲线外侧施加横风,曲线内侧施加横风和无横风等情况下高速列车的曲线通过安全性规律.     

全样本场合下两参数Birnbaum-Saunders疲劳寿命分布的统计分析

通过对数变换给出了求两参数Birnbaum-Saunders(BS)疲劳寿命分布BS(α,β)在全样本场合下参数的对数矩估计,并通过大量Monte-Carlo模拟比较了各种点估计方法的精度.基于对数变换通过一阶泰勒展开,将两参数BS疲劳寿命分布BS(α,β)近似看作两参数对数正态分布,由此得到了2个参数α,β的近似区间估计,通过Monte-Carlo模拟发现,所给出的近似方法比原有方法更精确.最后通过若干实例说明了方法的可行性.     

180°模具翻转机构的设计与仿真

橡胶硫化完成后, 模具翻转一定的角度可以便于工人取出橡胶制品和清理模具. 为实现中小型模具翻转, 降低劳动强度, 提高生产率, 研究一种180°模具自动翻转机构, 采用SolidWorks建立该机构的三维模型, 并在其motion模块中进行运动学仿真, 得到模具的运动特点. 对翻转机构进行优化分析, 以滑轨宽度为90mm, 限位沟槽宽度为20mm, 求得曲率半径为37mm时, 模具的角加速度最小, 翻转运动最为平稳; 运用有限元软件ANSYS获得翻转设备在极限载荷工作时, 主要受力件固定轴的应力场. 制成样机并经实际应用表明, 设计的翻转机构运行平稳可靠、易于控制, 能更好地满足实际生产要求.     

数字微流控芯片中极板间隙对液滴分裂的影响

采用水平集方法为电润湿力驱动的夹层式数字微流控系统建模,利用有限元软件进行仿真,讨论了在电极长度固定的条件下,上下极板间隙的变化对液滴接触线所受到的总压及运动速度的影响,并对仿真结果进行评估.同时,得出了能使液滴分裂的电极长度与极板间隙比例的有效范围,为芯片设计提供参考.