基于应变的长输管道变形计算方法研究

论文提出了基于应变分析的管道变形计算方法.将管道看作梁,考虑轴线伸长的情况,根据梁大变形问题的几何方程建立应变与位移的关系,利用同一截面的不同位置及同一母线上不同位置的应变值,采用数值计算的方法通过应变与位移的关系式求解得到梁的变形量.     

一种新的长输管道泄漏点定位方法

将压力梯度法与逆瞬态法结合,提出了适合长输管道的泄漏点定位方法. 该方法将泄漏点前后的摩阻系数以及泄漏流量系数看作优化控制变量、水击方程的数值计算结果与测量值之差的绝对值作为控制目标,利用遗传算法优选泄漏点前后的摩阻系数,与压力梯度法结合不断迭代求解泄漏点的位置. 通过输水管道的泄漏实验得到该方法漏点定位的平均误差为4%左右.      

长输氢气管道失效分析与定量风险评价

长输氢气管道是一种解决大规模输氢的有效方式,但其失效机理和泄漏扩散规律不同于常规油气管道,因此为提高氢气长距离管输的风险应对能力,本文分析了包括氢损伤在内的6类风险致因,辨识了氢气管道泄漏典型事故场景,研究了失效概率预测和潜在生命损失计算模型,从而构建了一种量化风险评价方法。通过案例分析表明：该方法解决国内缺少失效统计数据前提下的失效概率分析问题,多场景泄漏事故计算为最大限度评估后果严重性提供保障。     

基于贝叶斯网络的智能故障诊断方法

首先提出了基于贝叶斯网络的智能故障诊断方法，它对于解决复杂设备诊断问题中存在的不确定性，关联性具有很大的优质。然后阐述了贝叶斯网络模型的数学描述及基于贝叶斯网络的故障诊断方法的基本思路和决策算法。最后以某型SINS／GPS组合导航系统的故障诊断应用实例说明了该方法的有效性。     

三参量固体模型粘弹性输流管道的动力特性分析

推导了三参量固体模型粘弹性输流管道的振动微分方程,计算了在不同无量纲松弛系数和弹性常数比下管道的无量纲临界流速和无量纲自振复频率,并给出了前三阶复频率与流速的关系.计算结果表明,质量比、无量纲松弛系数及无量纲弹性常数比对输流管道的动力特性均有影响.     

室内地埋供热管道泄漏的声学监测及其信号去噪方法研究

为了更精确地对室内地埋供热管道泄漏声学监测信号进行主要特征频率提取和分析,需先对测量信号去噪。本文采用变分模态分解 (variational mode decomposition, VMD),对距离漏水点5 cm和40 cm测量点的原始声信号分别进行模态分解,计算出各模态分量的排列熵并将其作为噪声信号剔除的依据,最后对信号进行重构,并与经验模态分解 (empirical mode decomposition, EMD)、集合经验模态分解 (ensemble empirical mode decomposition, EEMD)的处理结果进行对比。发现相比于其他两种分解降噪方法,VMD能够更好地解决模态混叠问题,能更为精确地将噪声信号去除,达到更好的去噪效果。

     

双曲偏微分方程的局部伪弧长方法研究

重点研究了局部伪弧长方法在处理偏微分方程,尤其是双曲型偏微分方程出现激波间断的奇异性问题,对比分析了全局伪弧长方法空间转化的形式及其网格自适应的性质。为提高求解效率,提出了局部伪弧长方法,利用激波间断的性质,给出了判断奇异点位置以及模板选择的方法,涉及如何处理激波振荡,如何引入弧长参数,以及怎样求解间断等问题。通过数值算例验证了局部伪弧长在激波捕捉和追踪方面的可行性,通过比较局部伪弧长方法与Godunov方法处理不同初值条件的双曲问题,显示出局部伪弧长方法处理双曲偏微分方程的优越性,为伪弧长方法应用到物理问题奠定基础。     

一种惯性辅助卫星完好性监测多解分离法的优化方法

针对惯性辅助卫星完好性监测多解分离法计算量大的问题,给出了一种基于参数序贯复用的优化方法。在对多解分离法及其计算量分析基础上,采用序贯处理技术,推导了低阶顺序处理多解分离法。同时根据系统结构特点以及滤波器间量测信息高度相关性,提出滤波器参数复用方法,避免参数重复计算。通过仿真实验,从故障引入时间和可见星数目变化两个方面对优化前后多解分离法的计算量进行了对比。仿真结果表明该优化方法可以有效降低多解分离法的计算量,便于工程应用。     

模态参数不确定性分析的贝叶斯方法研究

在结构损伤诊断和参数识别中,实测结构模态参数不可避免地存在误差。本文将模态参数视为随机变量,采用贝叶斯方法对模态参数的不确定性进行分析。分析中选用高斯联合概率密度函数作为先验密度函数,通过多次独立的模态参数测试,得到传递函数的条件概率密度函数和模态参数的后验估计表达式,再利用拉普拉斯渐近方法求解边缘概率密度函数,得到模态参数的最大后验估计。在钢筋混凝土框架结构的模态试验中,利用本文方法给出了结构模态参数的估计值,结果表明,本文方法具有良好的收敛性。     

压力管道爆裂压力模型比较研究和改进的剩余强度评价方法

在役管道剩余强度评价使用传统评价方法B31G和APIRP-579时,由于存在一些不确定因素使评价结果偏保守,但它能确保管道安全运行.同时,现在国内外研究机构又制定了一些新的管道爆裂压力预测模型.一些科研机构通过预测管道爆裂压力来对比这些评价方法.但在他们的对比中,使用B31G时并没有对安全因子修正,不能准确的预测管道的爆裂压力,所以在可靠性评价和剩余强度评价中使用B31G不能达到好的效果.本文使用安全因子对这些模型进行修正,预测管道的爆破压力极限,并与常用极限情况模型评价公式进行对比.结果表明,在极限情况时,双剪条件模型是一个较为准确的爆破压力极限预测模型,同时,它适合于结构可靠性评价.     

基于逾渗理论的机械密封界面静态泄漏预测方法

针对现有机械密封泄漏机理研究存在的不足,利用Hertz理论研究机械密封界面接触力学问题,揭示了孔隙率随端面形貌、端面载荷等参数的变化规律;基于逾渗理论,探讨了不同网格层数下密封界面的逾渗阈值与孔隙率的关系,建立了密封界面泄漏通道模型,以及泄漏率与端面形貌参数关系表达式;研制了机械密封静态泄漏测试装置,测试了6组不同端面形貌试件在一定介质压力下的泄漏率.结果表明:密封界面的初始孔隙率?0随着分形维数D的增大而增大;端面比压pc增大,孔隙率?减小,并随着D的增大和尺度系数G的减小,?快速减小,直至填实.在端面比压作用下,密封界面的孔隙率均大于0.593,密封界面泄漏通道可以简化为单层网格逾渗模型.密封环的表面越粗糙,其密封界面的孔隙率越大,而由孔隙连通形成的泄漏微通道孔喉尺寸就越大,致使密封界面的泄漏率越大;泄漏率理论预测值与试验结果具有良好的吻合度,验证了本文泄漏预测方法的合理性.     

与CRP相结合的SAFT在混凝土损伤检测成像中的研究

将传统合成孔径聚焦技术(Synthetic aperture focusing technique,SAFT)与共反射点(Common reflection point,CRP)信号叠加法相结合应用于混凝土损伤检测中,可提高在强噪声环境中拾取缺陷回波信号的能力。本文采用二维有限元仿真验证了该思想的合理性,通过混凝土实验检验了该方法在实际应用中的可行性和有效性。与传统SAFT成像结果相比,应用CRP信号叠加法的SAFT提高了成像横向分辨率和损伤定位精度,为工程应用提供了理论和实验参考。     

Fault Detection and Diagnosis of Components of the Vehicle Vertical Dynamics

In this paper, model and signal-based methods for supervision ofsuspension elements of a car are presented. A model-based approach usingparameter estimation is used to determine the current parameters of avehicle suspension. Exploiting the analytical redundancy, different faults,like weak dampers or sensor faults, can be distinguished. For faultdetection the use of parity equations is shown. In addition, a signal-basedapproach is presented which makes a detection of tire pressure losspossible. All presented results were drawn from a test rig or from a drivingcar.     

求解非线性规划的序列有理规划SRP方法

基于分子、分母皆线性的两点有理逼近，本文对于非线性规划提出了序列有理规划ＳＲＰ方法，按两种情况进行了研究。第一种为ＳＲＰ－Ｌ方法，将原问题化为等效的ＬＰ问题求解；第二种为ＳＲＰ－Ｑ方法，将原问题化为等效的ＱＰ问题求解。本文的工作说明，两点有理逼近函数对于改进优化方法是有益的。     

柴油机磨损状态监测及故障诊断专家系统知识库建立的研究

实践表明，为了确保机器的安全运行，避免突发性故障，对其实施磨损状态监测和故障诊断是十分必要的。尽管铁谱技术和光谱技术等在这方面的应用都比较成功，然而它们也各有其局限性。为了把机器的磨损状态监测和故障诊断技术推向更高的科学水平，在摩擦学系统的系统工程思想指导下，针对柴油机的“拉缸”和“拉瓦”故障，并且根据故障发生之前润滑油结构变化的各种信息，利用专家系统开发工具ＥＸＳＹＳ，建立了基于铁谱技术和光谱技术的柴油机磨损状态监测及故障诊断专家系统ＦＤＥＸＳＹＳ（Ｖ１．０）知识库；对该专家系统的测试和实际运行结果表明，所建立的知识库可以比较全面而可靠地描述柴油机的磨损状态及故障前兆，因而能够提醒用户适时采取有效措施以防止故障的发生。不仅如此，所述专家系统知识的获取方法、知识的分类表示及匹配方法等研究，对建立其它摩擦学系统的故障诊断专家系统都具有参考意义。     

Fault Detection of DC Electric Motors Using the Bispectral Analysis

The two major advantages of bispectral analysis are: resistance to noise and the ability to detect nonlinearities, like quadratic phase coupling. The first aim was to study some of the theoretical aspects of bispectral estimation. A lot of attention was paid to the influence of noise, the number of segments, the influence of one or several harmonic deterministic components and aliasing. These aspects are typical of rotating machinery. An example of successful fault identification in DC electric motors is presented. The identification proved to be capable to identify quadratically coupled mechanical system when the power-spectra analysis failed. Further it proved to be quite resistant to noise.     

滚动轴承早期故障的小波诊断方法

利用包络分析结合小波变换抽取强背景噪声下滚动轴承振动信号中的故障信息,对滚动轴承早期故障进行诊断,对五套３０７号轴承进行的成功诊断表明,提出的方法准确有效,适用于滚动轴承的在线监测与诊断。     

用子波分析修正检测壁湍流猝发的VITA法

应用壁湍流脉动速度信号子波分析的一系列方法对检测壁湍流猝发事件的VITA法进行了修正。其中,用能量最大准则确定VITA法短时间平均周期;以子波变换能量最大尺度脉动速度的短时间平均方差的局部极大值点作为检测函数的中心点,取代了传统VITA法中对短时间周期平均方差选用门限值的方法,避免了VITA法检测结果对门限值的主观经验依赖性,提高了VITA法检测壁湍流猝发事件的客观性和准确性。     

柴油机磨损状态监测及故障诊断专家系统领域知识的获取

目前，摩擦学系统分析与摩擦学设计是摩擦学领域中很受重视的研究方向之一。继柴油机磨损状态监测及故障诊断专家系统ＦＤＥＸＳＹＳ（Ｖ１．０）知识库建立的研究之后，在摩擦学系统的系统工程思想指导耻，重点研究了ＦＤＥＸＳＹＳ专家系统领域知识的获取。以铁谱技术，光谱技术和润滑油性能指标测定技术作为磨损状态监测及故障诊断的工具，研究了由此输出的信息而获取领域知识。由于摩擦学知识的特殊性，对领域知识的获取综合了多     

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有限单元法在航空航天领域中应用极其广泛．航空航天专业有限单元法课程应针对其课程特 点而开设,重构课程体系,注重理论联系实际,将教学重心从以往的理论教学转变为应用教 学．文中还给出了在航空航天结构有限单元法教学中应涉及的几个实例．