风冷冰箱蒸发器回风道除霜设计研究

为解决单系统风冷冰箱蒸发器结霜不均匀的问题,研究除霜加热器表面的温度分布,蒸发器结霜分布,风道最优风量以及回风道回风口设计与蒸发器内部流场分布的关系,设计出热量分布与结霜分布相一致的回风道的布置结构,使化霜时各处除霜同时完成。试验验证,改进后的结构除霜时间缩短28.6%,化霜引起的冷冻室温升降低22.5%。该研究成果丰富了冰箱的除霜设计方法,为风冷冰箱的除霜设计改善提供重要的设计参考。

数字孪生驱动的旋转叶盘振动状态全景感知方法

针对旋转叶盘在线振动监测方法仅能获取有限测点信息的局限性,提出了一种基于数字孪生概念的旋转叶盘全域振动状态虚拟感知技术架构。首先,应用数字孪生理论从物理空间和数字空间分别介绍了该技术体系中各个模块的功能和逻辑关系,阐述了实现旋转叶盘振动状态全景感知的技术路线。其次,详细描述了孪生模型构建、非接触振动测试、孪生模型动态更新、虚拟感知及可视化模块开发等关键技术和实现方法。最后,面向旋转叶盘试验件构建了全域振动状态虚拟感知原型系统,对各项关键技术进行了理论分析与验证,并最终实现了动位移场和动应变场的全域状态感知。该方法能够在现有测试手段的基础上获得更加全面的叶盘振动信息,为旋转叶盘的在线状态监测提供了一种新的理论架构,并为后续进行叶盘疲劳寿命分析及可靠性预测提供有效的数据支撑。

基于本征正交分解的叶片碰摩系统降阶方法

针对叶片碰摩响应求解问题,提出了采用本征正交分解进行动力学降阶的方法。通过对快照矩阵进行本征正交分解生成投影子空间,将系统动力学方程投影到子空间进行模型降阶,并结合数值积分方法进行了碰摩响应求解。基于降阶模型分析了不同转速及侵入量参数下的叶片碰摩响应,并与全阶模型进行了对比。结果表明:降阶模型的时域响应幅值偏差小于5%,计算效率了提升98.4%;通过改变叶片转速、侵入量参数验证了降阶模型的鲁棒性,并且发现随着转速、侵入量的增加,本征正交模态能量在低阶与高阶之间发生转移,并呈现出不同的传递规律,由转速引起的模态能量转移与结构的固有频率存在一定关系。该方法及结论可为叶片碰摩分析及故障诊断提供依据。

基于本征正交分解的斗轮堆取料机俯仰结构降阶方法

针对斗轮堆取料机结构复杂、动力学特性分析成本高的问题,基于有限元法提出了一种采用本征正交分解(Proper Orthogonal Decomposition,POD)的模型降阶方法,对斗轮堆取料机的俯仰结构进行动力学特性计算分析。通过抽取一系列时刻的系统响应构成瞬态快照矩阵,并对其进行本征正交分解;根据模态能量占比原则,截取本征模态,获得投影子空间,并将全阶系统动力学方程投影到子空间上进行降阶。基于降阶模型分析了俯仰结构的模态特性和动力学响应特性,并与全阶模型的计算结果进行了对比。结果表明:降阶模型与全阶模型的位移响应吻合较好,计算效率提升了98.6%。提出的模型降阶方法为大型复杂结构的动力学特性分析提供了一种有效途径。