高原地区卧式金属储罐热应力规律及解耦测试方法研究

为研究卧式金属储罐在高原地区环境下的热应力分布规律,通过构建罐体热-力耦合模型并获取西宁市某5 d气象数据进行仿真模拟。研究了罐体外壁热应力分布特征,分析了罐体在设定工况下的热应力分布规律并针对罐体热应力提出一种通过S域信号变换的解耦测试方法且对其数值验证。结果表明:在西宁气象环境下,罐体外壁于第3天下午2点达到最高温度为95.9℃,该天下午4点在罐体底面两固定点处产生极值应力1 878.9 MPa;罐体在太阳辐射区和非辐射区分界处存在明显温度梯度和较大热应力;对于所提出的S域解耦测试方法,罐体应力的耦合与解耦数据均方根误差值较小,该方法可根据环境温度、辐射单一工况模拟结果计算得到环境温度-辐射复合环境下的模拟测试结果。

建筑外墙保温饰面板的环温辐射解耦测试方法

针对环温和辐射耦合测试工况下的建筑外墙保温饰面板,提出一种解耦测试方法。首先,通过信号处理的方法,对饰面板的温度和应变测量信号作S域分析,找到解耦测试信号和耦合测试信号之间的传递函数。其次,通过建立保温饰面板的传热及热应变有限元计算模型,采用数值模拟验证解耦测试方法的准确性。结果表明,温度和应变的耦合与解耦信号高度吻合,应变耦合与解耦信号在非辐射区域较辐射区域延迟大约10 h。

小型三维力传感器的设计和解耦测试研究

研制了一种小型电阻应变式3维力传感器,采用一种新型弹性体结构,其自上而下开有多层槽孔,4个电阻应变片贴于弹性体侧面,用于检测空间3维力。采用弹性体的位移变化量转化成应变片的应变量,运用有限元仿真分析力作用与应变关系,判定了具有该弹性体结构的传感器力解耦性能。针对实际3维力传感器进行静态标定和解耦计算,得到3维力解耦矩阵。3维力实验测试表明,所研制的传感器具有较高的精度,较好地消除了3维间的耦合性,能够满足小量程微小型机器人力反馈控制需求。