一种基于连续时间马尔科夫随机过程的多态退化可靠性模型及应用

传统二态可靠性评价方法难以反映复杂系统性能退化过程的多态变化特征,为动态评价机械系统性能退化过程中的可靠性特征,提出了基于多态退化模型的系统可靠性动态评价方法。运用连续时间Markov随机过程理论,并基于最小化维修策略,构建了系统性能多态退化随机过程模型。运用拉普拉斯变换对模型求解,得到了系统性能退化过程中各状态的时间相关概率通用表达式,并推导了系统的时间相关可靠性特征参数,从而获取了系统性能多态退化过程的可靠性动态变化特征。以某汽车副车架的疲劳性能退化过程为研究对象,建立了其疲劳性能多态退化可靠性评价模型。以实测疲劳试验数据为驱动,多项可靠性指标的模型计算结果与实际试验结果十分接近,误差低于3%,验证了所建模型的有效性,实现了对该型副车架疲劳性能衰退过程的有效模拟与动态评价。所提出的多态退化模型可为复杂机械系统性能退化过程的可靠性评价与研究提供参考。

基于大数据和无监督聚类算法的岩石可钻性表征和预测方法

岩石可钻性的评估在地质勘探和钻井工程中具有重要意义。传统的评价方法主要基于岩心可钻性测试结果,但受制于岩心获取困难和费用昂贵的限制,开发新的无监督学习方法变得愈发重要。针对这一问题,提出了基于测井大数据和无监督聚类算法的连续地层可钻性评估方法。首先,利用自组织映射神经网络对大量的测井数据进行聚类,将地层特征进行有效提取和分类;然后,通过分析每个聚类对应地层的机械钻速分布,将地层分成了6个可钻性等级,从而实现了对地层可钻性的有效评估。这项研究的核心价值在于利用了大数据和先进的无监督学习算法,克服了传统方法中对大量岩心可钻性测试结果的依赖,并取得了显著的成果。通过该方法成功对测试井地层进行了可钻性分级,并验证了其有效性。研究结果显示,随着可钻性等级的增加,地层所对应的平均机械钻速逐渐降低;并且与岩心实测法相比较,模型得到的岩石可钻性等级划分结果偏差不大。这一结果进一步印证了该方法在连续地层可钻性评估中的重要性和准确性。

飞机维修路径研究热点与前沿——基于CiteSpace的可视化分析

近年来,随着民航运输业的飞速发展,飞机维修路径规划研究越来越受到重视。为了探究飞机维修路径规划问题的研究现状、研究热点以及前沿趋势,以中国知网(CNKI)和Web of Science核心数据库2000年1月—2022年12月收录的国内外飞机维修路径规划研究的相关文献作为分析数据,将CiteSpace V软件作为辅助研究工具,分析飞机维修路径规划研究领域的研究人员、研究机构及其合作关系,结合知识图谱与文献内容总结该领域的研究热点与研究前沿。考虑国内的飞机维修路径规划研究情况,针对我国在该领域的研究趋势及重点研究内容提出研究建议,为今后飞机维修路径规划研究提供参考。

某轿车前副车架服役载荷模拟试验加速方法研究

服役载荷模拟试验能准确地预测零部件的疲劳寿命。为节省试验时间,急需开发出一套合理、实用的加速试验方法。重点研究在不具备结构局部应变响应,仅具备外部激励载荷如力、位移、和加速度等情况下的试验加速方法。基于修正Miner准则,以伪损伤保留比例作为小载荷删除准则,并结合疲劳数据编辑(Fatigue data editing,FDE)技术,提出一套便于工程应用的服役载荷模拟试验加速方法。以某轿车前副车架的疲劳试验为例,分别编制伪损伤保留比例为99%、95%和90%的加速谱。综合考虑各加速谱的载荷特征和加速效果,选用95%加速谱、90%加速谱和原始谱分别建立台架试验。试验结果表明两种加速谱在有效节省试验时间的同时,均获得了与原始谱相同的试验结果,且90%加速谱的加速试验效果更为显著。本方法便于工程应用,可为其他汽车零部件的服役载荷模拟试验提供参考。

整车室内道路模拟试验用载荷谱的编制方法研究

室内道路模拟试验中,将试验场实测载荷谱编制成可行有效的试验用载荷谱是十分关键的。提出一套整车室内道路模拟试验用载荷谱的编制方法,包括试验场实测载荷谱的选取和试验用载荷谱的加速。对于试验场实测载荷谱的选取,传统方法大多基于载荷谱的损伤而选取中值损伤谱。从载荷谱的数值统计特征出发,提出一种基于各路段最小标准差谱组合的试验场实测载荷谱选取新方法,并阐述最小标准差组合谱(Concatenation of multi-sections minimum standard deviation spectra,CMSD)的构造方法与流程。以试验场实测载荷谱为基础构造出CMSD,损伤分析结果表明CMSD近似为均值损伤谱,具有一定的代表性。对于试验用载荷谱的加速,采用时域信号压缩的方法对CMSD进行加速处理,生成加速谱。以加速谱为目标谱进行整车耐久性试验,试验中出现了与汽车试验场一致的失效模式,验证了该套方法的可行性。该套方法可为其他车型的整车室内道路模拟试验用载荷谱的编制提供一定的参考。

一种新的加速耐久性试验谱编制方法

试车场实测载荷谱中含有大量的低幅值载荷,在进行载荷谱编辑处理时存在许多小载荷删除准则,而这些准则往往仅考虑小载荷是否造成损伤。考虑到低幅值载荷的强化效应,提出了一种新的小载荷删除准则。应用该准则对试车场实测载荷谱进行编辑处理,生成了加速谱。从幅值域(穿级计数、雨流计数),损伤域(损伤保留、雨流循环损伤分布),频率域(冲击响应谱、频域疲劳损伤谱)多方面对原始谱和加速谱进行了对比分析,结果表明该方法在保留损伤,保证损伤载荷分布特征和频域特征的基础上实现了加速,加速谱可代替原始谱进行耐久性试验。通过建立整车台架试验,验证了该耐久性试验载荷谱编制方法的可行性。

纯电动重型商用车辆能量消耗量和续驶里程试验标准解析

续驶里程作为纯电动汽车重要的参数之一,对汽车的设计与销售有着十分重要的影响。本文通过纯电动重型商用车辆能量消耗量和续驶里程试验相关方法及其差异性的研究,对其中的常规工况法和缩短法进行试验比对,并提出相关提升测试效率的建议,希望能为相关企业和实验室提供参考。

基于时域损伤编辑法的整车道路模拟试验谱编制

整车道路模拟试验需要真实再现车辆的服役载荷,传统的载荷谱编制方法已无法满足其对试验谱的要求,因此急需采用一种能完好保留服役载荷特征的试验谱编制方法。通过分析比较几种常用的编谱方法,发现时域损伤编辑法可在完好保留服役载荷各项特征(幅值、频率、加载次序和多通道相位)的同时,实现试验时间的缩短,是适用于道路模拟试验的一种有效的编谱方法。以某轿车试验场实测载荷谱为基础,应用该方法生成了试验加速谱。从幅值域和频率域对加速谱的有效性和合理性进行了理论验证,发现加速谱在缩短试验时间的同时,完好保留了原始载荷谱的损伤值和各项特征。最后,应用该试验谱建立了整车耐久性台架试验,试验结果与汽车试验场试验相一致,进一步验证了该方法的正确性。

一种新的考虑伪损伤保留的道路载荷模拟试验加速方法

试车场实测载荷谱含有大量的低幅值载荷,为删除小载荷进而加速试验,传统的载荷谱编制方法一般是基于应力应变的损伤编辑,而工程实际中应力应变信号往往很难获得。考虑到这种情况,提出了一种新的基于伪损伤保留的小载荷删除准则。针对某轿车前副车架的疲劳试验,应用该方法对其原始载荷谱进行编辑处理,生成伪损伤保留比例为90%的加速谱,从时域、幅值域和频率域三方面对原始谱和加速谱进行对比分析,结果表明该方法在保留载荷的损伤特性,保证载荷谱的统计特征、雨流矩阵特征和频率特征一致性的基础上实现了加速,加速谱可代替原始谱进行耐久性试验。最后建立台架试验,试验结果表明加速试验在有效节约试验时间的同时实现了与采用原始载荷谱试验的结果一致性,并验证了提出的耐久性试验载荷谱编制方法的合理性。

片状氧化铝晶种对氧化铝陶瓷断裂韧性的影响

以片状氧化铝晶种作为第二相,采用无压烧结制备了氧化铝陶瓷,分析了片状氧化铝含量对氧化铝陶瓷微观结构的影响,采用扫描电子显微镜(SEM)观察分析试样的断口形貌;采用压痕法计算试样的断裂韧性(KIC)值;研究了不同含量的晶种引入量对氧化铝陶瓷断裂韧性的影响。结果表明烧结温度为1575℃时,相对致密度可以达到96.7%;片状氧化铝晶种的引入能够显著提高氧化铝陶瓷的断裂韧性;其片晶的裂纹偏转、片晶拔出效应等增韧机制发挥了主导作用;随着片状氧化铝含量的提高,氧化铝陶瓷的力学性能逐渐提高,当掺杂含量达到35%(质量分数)时,KIC达到6.4MPa.m1/2,当含量继续增加,KIC呈现逐渐降低的趋势。

多轴载荷作用下减振器耐久性试验载荷谱编制

传统的减振器耐久性试验只考虑减振器的垂向载荷,对于水平力的加载没有统一的标准,导致试验结果不准确,针对该问题,结合实测用户道路载荷,提出了一种考虑多轴载荷作用的载荷谱编制方法。为了分析某型轿车出现减振器失效漏油的原因,采用低频信号叠加高频信号的方式构建载荷谱,运用半功率带宽法和最大线速度原理确定低频及高频信号,并进行了垂向力及水平力同时加载的减振器台架耐久性试验。试验结果表明,在水平力作用下减振器寿命受到较大影响,且失效里程与调查结果基本吻合,由此说明所编制的耐久性试验载荷谱能够较为准确地复现减振器的实际工作情况,可为减振器的设计和改进提供技术支持。

基于载荷频率的用户道路与试验场车辆部件损伤关联模型研究

采集并分析中国用户道路和试验场道路的载荷数据。通过统计载荷数据各个频率区间的损伤,建立相应的试验场特征矩阵和用户道路目标矩阵,对等载荷谱和等损伤模型进行比较,建立了一种基于载荷频率损伤的等损伤模型。从而得到用户道路与试验场的损伤关联模型,匹配不同路型循环次数,得到了试验场最佳试验规范。为准确地建立符合用户道路特征的试验场规范提供了参考和技术依据。

室内道路模拟试验中迭代目标谱的选择方法

进行整车室内道路模拟试验时,迭代目标谱的选择是关键一步,目前通用的方法是选择中值损伤谱作为迭代目标谱,以某轿车在汽车试验车采集到的载荷谱为例,阐述了一种最小标准差谱作为迭代目标谱的载荷谱的选择方法,并在数值统计分析、雨流循环损伤分布、冲击响应谱和频域疲劳损伤谱四个方面对最小标准差谱和中值损伤谱进行了对比分析,结果表明:最小标准差谱优于中值损伤谱。最后通过进行整车室内台架试验,验证了结论。

某轿车摆臂疲劳试验载荷谱编制及寿命预测

传统编谱方法对低幅载荷只考虑其损伤作用,没有考虑零件的低载强化特性。以某轿车摆臂为对象,编制了耐久性试验用程序载荷谱,再分别按照传统损伤理论与低载强化理论预估零件的疲劳寿命,比较分析两种理论在疲劳寿命预测上的差异。台架试验结果表明,考虑低载强化作用的寿命预测方法对零部件的寿命预测具有更高的精度,这对汽车零部件耐久性试验失效模式和耐久性里程的更精确推断具有重要意义。

整车四立柱台架试验中目标谱的加速方法研究

汽车试验场道路载荷谱中包含大量的高频低幅值载荷,实测载荷谱的加速处理是建立整车四立柱台架试验的关键一步。以某轿车汽车试验场实测载荷谱为基础,结合累积疲劳损伤理论和低载强化理论,提出了一种新的小载荷删除原则,应用该准则对试车场实测载荷谱进行编辑处理,生成试验加速谱。从幅值域、伪损伤和频率域多方面对加速谱的有效性进行理论验证。结果表明该方法在保留损伤,保证损伤载荷特征和频域特征的基础上实现了加速。最后,通过建立整车台架试验,试验中出现了与汽车试验场一致的失效模式,验证了该载荷谱加速方法的合理性。该方法可为其他车型的整车四立柱台架试验载荷谱的加速编制提供一定的参考。

车辆道路模拟载荷信号筛选的相关系数法

以某轿车车身为对象进行道路模拟试验,从符合迭代点选择要求的多个测点中,筛选出六个信号作为台架试验的目标迭代信号。提出基于不同加速度信号间相关性的筛选方法,统计加速度信号间的相关系数,并筛选出综合相关性最大与最小的两组目标迭代信号。台架试验表明,综合相关性越大的目标迭代信号组,道路模拟试验的模拟精度越高。

道路模拟试验目标迭代信号筛选方法研究

传统目标迭代信号筛选的方法是基于疲劳累计损伤理论,计算试验场采集的载荷谱的伪损伤,从而筛选出台架试验的迭代信号。基于不同信号间相关性分析,研究采集的加速度信号与应变信号相关性,筛选出目标迭代信号。两种方法所筛选的迭代信号在时域、频域和响应特性上作对比分析,结果表明,后者筛选的目标迭代信号更优。最后通过进行台架试验,证明了该方法可行性。

榴莲采摘机机械系统的设计

根据市场上目前已有的水果采摘机为例,提出了一种榴莲采摘机的设计方案以解决出现的问题,使未来的榴莲采摘工作更加安全、便利、高效。榴莲采摘机包括车体、动力系统、传动系统、执行系统和收集系统等,通过几个系统相互配合工作能够多方面将榴莲自动采摘并提高榴莲采摘速度。

基于等损伤原理和NSGA-Ⅱ算法的整车台架耐久性试验循环次数确定方法

目前整车道路模拟试验台架耐久性试验规范一般照搬试车场,忽略了两者载荷之间的差异,导致台架试验效果不理想,难以复现试车场的耐久性试验结果。基于某试车场和台架实测载荷数据,在研究了二者差异性的基础上,运用等损伤原理形成试车场路况到台架工况载荷当量转移准则,建立了"试验场-台架"载荷损伤当量关系模型,利用NSGA-Ⅱ算法求解模型获得Pareto最优解,得到道路模拟试验台架耐久性评价路况循环数,从而制定出整车台架耐久性试验规范。采用新规范进行台架试验,根据损伤与载荷累计分布对其进行了综合性验证,结果表明利用该方法得到的整车道路模拟试验台架耐久性评价规范高效准确,能够高效复现出汽车在试车场的评价效果。

基于功能性状的毛乌素沙地不同演替阶段适生植物筛选

沙地生态系统修复是恢复生态学研究的热点问题,适生植物筛选是修复的关键。植物功能性状反映了植物在不同环境中的生存策略,探究沙地植物功能性状及其与环境之间的关系,有助于筛选用于植被恢复的物种,为保护沙地生态系统提供理论依据。以毛乌素沙地为研究区,分析了1983—2015年间沙地典型飞播样地群落演替特征及其对环境因子的响应,建立基于10个植物功能性状的毛乌素沙地潜在种库,进一步筛选飞播恢复下沙地不同演替阶段的适生植物。研究表明:(1)飞播恢复下的毛乌素沙地植物群落分为三个演替阶段:固沙先锋物种群落、沙生植物为主的杂类草群落、中生植物为主的杂类草群落。(2)土壤因子是群落演替的主要驱动力,其中土壤全氮、土壤总有机碳、土壤硝态氮是影响群落演替的关键因素。(3)基于功能性状筛选出29种适生物种用于植被恢复,演替第一阶段可用雾冰藜、猪毛菜等,演替第二阶段可用拂子茅、无芒隐子草等,演替第三阶段可用草地风毛菊、猪毛蒿等。通过物种功能性状特征可以快速选择适合沙地退化生态系统修复的候选物种,为植被恢复提供了一定的理论支持。