燃煤电站胶带缺陷状态下头部清扫器振动冲击特性分析

胶带清扫器广泛应用于燃煤电站输送机的表面清扫中,通过清扫器刮刀与输送胶带之间施加的正压力,形成接触和摩擦,清除输送胶带表面粘附的煤泥。但当胶带存在表面缺陷或表面修补后形成凸起时,胶带清扫器的刮刀反复碰撞和碾压该缺陷或凸起点,将进一步损坏胶带。鉴于此,提出了一种基于清扫器振动冲击信号识别胶带表面缺陷的方法,首先在清扫器主轴上安装振动传感器,测试胶带运动过程中清扫器的振动信号;然后通过振动中的冲击成分识别刮刀碰撞的激振源;同时给出了基于峰值因子和峭度的冲击识别算法,经实测数据验证,基于峭度值进行冲击识别效果更好。

轿车子午线轮胎瞬态冲击特性的仿真研究

以轿车子午线轮胎(简称轮胎)为研究对象,建立轮胎-转鼓有限元模型,并采用隐式-显式仿真分析方法对轮胎瞬态冲击特性进行仿真研究。结果表明:轮胎从较低速度向较高速度转变时,对障碍条的包覆行为存在由完全包覆向非完全包覆转移的现象;随着轮胎速度的增大,轮胎径向力最大幅值变化趋势为增大-减小-增大-减小,周向力最大幅值变化趋势与之相反;径向力衰减特性是轮胎固有属性,不随轮胎速度的变化而变化;在较低速度下负荷越小的轮胎行驶舒适性越好,在中等速度下适量负荷可以保证轮胎行驶舒适性最好,在较高速度下负荷越大的轮胎行驶舒适性越好。

轮胎包络特性及冲击特性的影响因素研究

以215/55R17轮胎为研究对象,研究不同的充气压力与负荷对轮胎包络特性及冲击特性的影响。结果表明:在低速包络试验中,轮胎的径向力峰值随充气压力的增大而增大,随负荷的增大而减小,纵向力峰峰值随充气压力和负荷的增大而增大,但变化幅度不大;在冲击试验中,轮胎的径向力峰值与纵向力峰峰值随充气压力的增大而增大,径向力峰值随负荷的变化受到速度的影响但变化幅度较小,纵向力峰峰值随负荷的增大而增大。

高压大流量纯水液控单向阀冲击特性与气蚀损伤的关联性

针对高压大流量工况下纯水液控单向阀的气蚀损伤问题,研究其冲击空化特性与气蚀损伤的关联性,通过冲击实验、扫描电镜、电化学等方法对高压大流量纯水冲击后的液控单向阀阀芯表面进行分析。结果表明:随着冲击特性的增强,空化指数显著增强,气蚀损伤越剧烈,说明空化溃灭的动力学作用与冲击特性呈正相关。空化溃灭时能够在短时间内释放高温传递至不锈钢表面,并经过纯水介质的快速冷却,导致出现马氏体结构。经空泡溃灭作用后不锈钢表面钝化膜出现早期裂纹及气孔,其包含区域的电流密度较高,从而电离产生更多H+,致使纯水pH值降低,产生酸性的腐蚀溶液,加速钝化膜的破坏,早期气孔逐渐扩大发展为明显气蚀坑。

连杆小头摩擦副间隙形状对活塞销润滑及冲击特性的影响

为改善柴油机全浮式活塞销与连杆小头间的润滑与冲击特性,基于弹流润滑理论和粗糙峰接触理论,采用测试与仿真分析方法,运用AVL Power Unit建立活塞连杆组柔性多体动力学模型,研究不同抛物型线和三角型线方案连杆小头衬套对连杆小头轴承润滑与活塞销冲击特性的影响。结果表明:在润滑与冲击特性方面,效果最好的是抛物型线衬套,而三角型线衬套由于平均间隙较大,不能形成有效的润滑,润滑与冲击特性相对较差,其中抛物型线相比直线型线最小油膜厚度最小值平均增加了0.104μm,峰值油膜压力最大值平均降低了8.29 MPa,峰值油膜压力平均值平均增加了7.62 MPa,峰值粗糙接触压力最大值平均降低了77.19 MPa。综合连杆小头轴承润滑与活塞销冲击特性,采用最大径向切削量为12μm的抛物型线衬套是最优的连杆小头衬套型线方案,对连杆小头轴承润滑与活塞销的冲击性能改善较大,其中最小油膜厚度的最小值增加了0.170μm,峰值油膜压力最大值减小了8.28 MPa,峰值粗糙接触压力最大值降低了119.49 MPa,进气冲程前期和排气冲程后期活塞销加速运动阶段相对于连杆小头的纵向加速度峰值分别减小了0.33 mm/s~2和0.24 mm/s~2。

国产舰船设备轻型冲击机的冲击特性初探

目的 掌握国产轻型冲击机的冲击特性。方法 按照美军标要求研制一台新建的国产轻型冲击机,设计中注重主承力部件的动力学特性,使其满足美军标要求,以确保其使用效能与美国同类设备一致。基于轻量级试验的典型工况参数,开展较为系统的试验测试,获取冲击机砧板、安装架和负载上的冲击动响应数据。结果 基于试验测试数据建立的样本,通过数据分析得到了该型冲击机的典型冲击特性指标,如冲击机在典型工况下输出的加速度、速度、位移和试验冲击谱等。结论 该型国产轻型冲击机与美国同类冲击机的性能指标基本一致,轻型冲击机的标准化有助于推进我国舰船设备抗冲击能力的提高。

基于SPH算法的PP包装容器冲击特性分析及优化设计

注塑PP作为酸奶、果冻等饮品包装容器时,因其低温脆性的特点,极易发生跌落破裂,导致出现内容物泄漏等问题。为了解决注塑PP的结构强度问题,建立了基于SPH光滑粒子流体动力学方法的高分子包装容器模型,该模型以注塑PP低温实验下获得的材料特性作为输入条件,通过SPH方法对内容物进行模拟,研究内容物在高分子包装容器跌落中的作用,并结合包装容器的实际失效模式,进行优化设计研究。仿真和实验结果的对比说明,运用SPH方法可以准确预测PP材料包装容器跌落状态下的耐冲击特性,基于仿真结果的优化设计有效改善了跌落冲击时包装容器破裂及凸底现象,对食品等消费品行业含内容物的高分子材料包装的设计具有指导意义。

玻璃球宏细观冲击特性的SHPB试验和耦合数值模拟研究

为研究玻璃球的宏细观冲击特性,该文开展了不同相对密实度玻璃球的一维霍普金森杆(SHPB)冲击试验和离散元-有限差分法耦合数值模拟研究。结果表明:一维冲击荷载下玻璃球经历初始弹性、屈服、颗粒间互锁硬化和颗粒破碎硬化四个阶段。基于耦合数值模拟发现,颗粒平均配位数随着冲击荷载时程不断增加,但增加的速率逐渐下降,其原因是配位数变化取决于孔隙压缩和以旋转为主的颗粒重排,随着试样压缩变形的发展,孔隙压缩和颗粒重排需要克服更大的颗粒间互锁效应,因此逐渐变缓。而试样孔隙率在弹性阶段基本不变,在屈服阶段和互锁硬化阶段近似线性下降,其原因是孔隙率变化受控于颗粒整体移动,弹性阶段颗粒整体移动尚未发展,屈服之后颗粒整体移动产生的孔隙压缩随荷载时程呈线性发展。冲击荷载下,颗粒位移以整体移动为主,相对位移为辅,因此,颗粒位移对试样的初始密实度不敏感。颗粒旋转需要克服周围颗粒的互锁效应,互锁效应取决于试样级配和颗粒粒径,对密实度较敏感。

可恢复式液压吸能结构冲击特性研究

针对传统金属吸能结构在碰撞过程中触发阈值较高,不可重复利用的问题,提出一款自适应性很强的可恢复式液压吸能结构,在不同量级的碰撞速度下,均能有效耗散冲击动能。基于液压阻尼结构基本理论,建立节流小孔的阻尼特性数学模型,得到阻尼孔过流面积与冲击行程之间的函数关系。通过有限元仿真校核液压吸能结构的强度。落锤冲击试验与SPH流固耦合仿真试验的幅值误差仅为5.44%,验证了吸能结构有限元模型的可靠性。基于已验证的有限元模型,从撞击质量速度匹配、液压油黏度、不同阻尼孔径3个方面,研究该吸能结构动态冲击工况下的冲击特性。研究结果表明:随着冲击质量或冲击速度的增大,平均撞击力也增大,冲击质量4 t对应的平均撞击力比0.5 t增加277%,冲击速度10 m/s对应的平均撞击力比3 m/s增加260%,并都能产生较为稳定的平台力;随着液压油黏度的升高,不同黏度对应的平均撞击力增大幅度为10.4%,但与黏度的增大幅度112.5%相比则相对较小;随着阻尼孔径的减小,其平均撞击力越大,但峰值力也会随之变大。相同冲击条件下,孔径为25 mm对应的峰值力比阻尼孔径为75mm对应的峰值力增加101.7%。液压吸能结构拥有良好的质量速度匹配特性,能够产生稳定的平台力,并在冲击结束后可有序稳定地恢复,能够有效提升列车的耐撞性。

无人机入水发射流场仿真及冲击特性分析

跨介质航行是近年来无人机应用领域的重要研究内容。本文通过数值模拟方法,对某型号飞翼式无人机在不同工况下发射入水过程流场演变及运动姿态进行对比分析,同时对其入水冲击响应进行了数值仿真研究,得到不同发射工况下无人机的入水冲击载荷响应情况。结果表明:该型号无人机入水过程的姿态变化同时受水面条件及发射工况影响,静水工况下以25°入水角、4 m/s的条件发射无人机入水时,可实现最优的姿态恢复时间及入水冲击载荷响应值。

刮板链间距对中部槽冲击特性的影响规律研究

以某煤炭企业运行的刮板输送机为研究对象,借助EDEM仿真计算软件,开展了不同刮板链间距对中部槽冲击特性的影响规律研究。结果表明,随着落煤时间的增加,不同刮板链间距对应的冲击磨损深度和法向累计接触能量均呈现上升趋势,刮板链结构形式对二者的影响程度为边双链>准边双链>中双链。刮板链结构形式影响落煤与中部槽接触面积是出现冲击磨损深度不同的主要原因,边双链结构接触面积最大,冲击磨损深度最大;刮板链结构形式影响刮板链布置位置是出现法向累计接触能量不同的主要原因,中双链结构两条刮板链靠中布置,缓冲作用最明显,法向累计接触能量最小。

典型箱体结构抗冲击特性研究与试验验证

齿轮传动装置中箱体主要起支撑作用,其冲击激励传递特性对齿轮箱抗冲击性能影响显著。从仿真分析和试验验证两个方面开展典型箱体结构抗冲击特性研究,以DDAM法仿真分析箱体抗冲击特性及测点位置,采用仿真计算预测结果,并利用跌落式冲击试验机进行试验验证,对比分析冲击加速度响应、冲击应力应变等。研究表明箱体结构部分测点对冲击负载会产生放大或衰减作用,不同测点之间对冲击负载的响应大小及时间呈规律分布,通过对比分析,所采用的仿真分析方法具有一定的工程使用精度,仿真分析可以为结构设计提供数值基础。

接地装置冲击特性研究分析

为研究接地装置的雷电冲击特性,以火花效应和电感效应的研究为主线探讨了土壤的放电特性、接地装置的高频响应及土壤电气参数的变化规律;比较了电路理论、电磁场理论以及动态建模等3种暂态建模方法;评析了目前接地装置冲击试验的进展。通过归纳与分析,指出了这一研究领域中迫切需要解决的技术问题及初步解决方法:利用X射线胶片或高速成像仪器采集土壤放电图像以研究土壤的放电形式及放电区域的尺寸;确定土壤的临界击穿场强及残余电阻率,并用于暂态建模中;区分火花效应与土壤电气参数频变性以及火花效应与电感效应的影响范围;建议分别采用分布参数电路模型、集中参数电路模型、电磁场模型分析伸长接地体、复杂接地装置及接地装置的频域特征;采用高电压、大容量冲击电流试验系统研究高幅值、波前时间短的冲击电流作用下接地装置的冲击特性,并用于指导冲击接地电阻的现场实测。

不同结构土壤中接地网冲击特性的测量与分析

变电站接地网的冲击特性研究对于接地网的优化设计具有重要意义,为能系统真实反映接地装置在不同土壤结构中的冲击特性,基于量纲相似性原理,利用冲击电流发生器进行了接地网在均匀及双层土壤中的冲击接地模拟试验。在均匀土壤中测量了5种埋深、3种冲击电流注入点位置时对应的接地网冲击接地电阻值,并测量了典型情况下接地网的地表电位分布情况;在双层土壤中测量了3种土壤厚度、3种冲击电流注入点位置时对应的接地网冲击接地电阻值。通过分析不同试验条件下接地网模型的冲击接地电阻及电位分布得到了冲击电流注入点位置、地网埋深及土壤结构等因素对接地网的冲击接地特性的影响规律。

短导体对水平接地极冲击特性的影响

冲击接地实验研究表明,在放射状的水平接地极上合适位置添加短导体后能使接地极周围的时变电场趋于均匀分布。本文针对短导体的布置方式展开研究,采用时域差分思想和多物理场有限元分析相结合的仿真方法,以单根水平接地极和添加短导体后的水平接地极为研究对象,从屏蔽效应强弱的角度分析了7种结构接地极的冲击特性。结果表明:在水平接地极上布置短导体时存在弱屏蔽区域,在弱屏蔽区域之外短导体受端部作用影响较大;同种短导体结构接地极的屏蔽效应随着注入电流幅值的增加而增大;在短导体长度与接地极的长度比为1/30的情况下,短导体间距与接地极长度的比例在10%~15%之间时较其他结构的接地极中部散流值比例较大,屏蔽作用较弱。

电感效应与火花效应对接地体及其周围土壤雷电冲击特性的影响分析

为研究电感效应、火花效应对接地体冲击特性的影响规律,区分2种效应占主导的影响范围,构建了接地体的电网络模型和考虑火花放电的迭代算法,并使用冲击大电流作用下的真型试验数据对上述模型、算法的有效性和准确性进行了验证。在此基础上,对不同波形冲击电流作用下不同长度水平接地体的冲击特性进行了仿真计算。结果表明:随着土壤电阻率的增大,接地冲击特性呈现出由电感效应影响占主导逐渐转换为火花效应影响占主导;归纳得到归一化参数的临界值为450 k A·?,可以以此定量区分电感效应影响占主导和火花效应影响占主导的范围。所得结论对于优化设计伸长接地体和水平射线的长度具有指导意义。

返回舱水上冲击特性的试验研究与理论计算

本文通过相似缩比模型的撞水试验 ,得到了返回舱水上降落时的冲击载荷与入水深度 ,并用理论分析的方法对返回舱的水上冲击特性进行了计算 ,证实了理论预报的可行性。

杆塔接地冲击特性的模拟试验研究

为研究输电线路杆塔接地体的冲击特性,获取大尺寸接地体冲击系数的试验数据,采用模拟试验的方法,得到了4种接地体的冲击系数随冲击电流峰值的变化曲线。冲击系数呈现出随冲击电流峰值增大而减小的变化规律;通过与其他学者研究结果的对比验证了模拟试验的有效性,并根据粘土与细沙的临界击穿场强差异揭示了土壤颗粒的尺寸和均匀性对冲击特性的影响机理,初步得出采用细沙模拟土壤的试验方法将高估冲击特性的结论。最后通过不同型式接地体试验结果的比较,建议在低电阻率地区优先选取方框射线型接地体。

冻土冲击特性的试验研究

我国西部地区的输变电工程经过多雷的永冻土地区,了解冻土的冲击特性是输变电工程雷电防护的基础。该文通过试验方法对冻土的起始击穿场强进行研究,并对温度、水分、含盐量等因素对冻土的起始击穿场强的影响规律进行探讨,同时结合土壤导电机理对试验结果进行了初步的解释。以水平接地体为例说明温度对冲击接地电阻的影响。试验表明,土壤的起始击穿场强随着温度、含水量以及含盐量的升高而降低;接地体的工频接地电阻和冲击接地电阻随温度的降低而增加,冲击系数却随着温度的降低而降低。

盐岩冲击特性试验研究

采用 SWT 方法,对盐岩在压剪联合冲击加载过程中的力学特性进行研究,通过跟踪材料动态损伤过程中材料剪切性能的变化,从而确定材料与动态损伤相关的特性。通过对盐岩在压剪联合作用下的不同速度的冲击试验研究,结果显示,当冲击速度高于 200 m/s 时,盐岩材料很快进入破坏阶段;当冲击速度为 70～200 m/s 时,盐岩材料处于动态损伤状态。并第 1 次发现一个非常有意义的现象,即与一般的脆性材料的冲击完全不同的是,盐岩在压剪联合冲击过程中除了常规的 4 道冲击波外,在卸载压缩波到来之前,还有 1 道卸载剪切波。