城市轨道交通参数可调覆盖式轨道吸尘装置研究

[目的]针对城市轨道交通钢轨打磨后产生的铁屑粉尘难以清除的问题,需结合铁屑粉尘的特性,设计一套能够进行参数调整的覆盖式轨道吸尘装置。[方法]通过分析钢轨打磨铁屑的特性与道床结构,确定轨道吸尘装置设计的可行性与必要性;对该吸尘装置的吸口进行设计,采用流体仿真分析吸口宽度和离地间隙对吸尘系统风压、风量及功率的影响,并对比不同参数下的风量与风压;根据灰尘的运动模型和有效沉降因素对集尘箱结构进行优化,提高其集尘效果,并通过流体仿真验证其有效性;根据设计参数建立轨道吸尘小模型装置,并通过不同尺寸试验物料、不同离地间隙进行对比试验。[结果及结论]吸口宽度的变化对吸尘系统的影响不大,在其小范围变化的情况下可以忽略;吸口离地间隙越大,吸尘系统中的风压逐渐减小,风量逐渐变大,功率也逐渐变大,吸尘率也随之下降;试验装置吸口离地间隙小于20 mm时,对钢轨打磨铁屑的吸除率达到90%以上,对粒径5 mm的砂石的吸除率达到92%以上,对粒径1 mm的沙尘的吸除率达到96%以上。设计的参数可调式轨道吸尘装置具有较好的吸尘效果。

激光表面改性钛合金的摩擦磨损性能研究

目的研究皮秒激光表面处理对Ti-13Nb-13Zrβ钛合金表面形貌以及硬度和摩擦磨损性能的影响规律。方法采用皮秒激光对β钛合金进行表面改性,利用扫描电镜观察皮秒激光加工后样品的表面形貌,并对基体和皮秒激光加工后的样品进行摩擦磨损对比试验。结果当皮秒激光扫描速度为50mm/s、激光功率分别为0.5W和5W时,在β钛合金表面生成了周期为500nm和830nm的纳米条纹结构,β钛合金基体的平均摩擦因数为0.70,经皮秒激光加工后样品的平均摩擦因数为0.26,比β钛合金基体的下降了62.8%。β钛合金基体的摩擦磨损失重为0.0032g,磨损率为1.01×10^(-6),皮秒激光加工后样品的摩擦磨损失重为0.0013g,磨损率为4.10×10^(-7)。结论在β钛合金皮秒激光表面改性过程中,当激光能量相同时,低扫描速度使激光热量可以长时间聚集和扩散,当扫描速度相同时,高激光能量对材料表面烧蚀的程度较大。在样品表面制备出了周期性纳米条纹结构,与基材相比,周期性纳米条纹结构与摩擦球的接触面积明显减小,同时犁沟效应有所降低,样品表面摩擦磨损性能显著提升,表明激光诱导周期性纳米条纹结构在改善材料摩擦学性能领域有极大的应用潜力。

GIS母线三相共箱盆式新型环保绝缘子

介绍新型126 kV三相共箱盆式绝缘子的设计特点,并利用有限元分析软件对绝缘性能和机械性能进行详细计算分析。模拟计算与试验结果表明,该绝缘子接地屏蔽环的设计结构能有效降低三相交接区电场强度;盆式绝缘子的环状凸台设计结构能够承受较高气压值;在浇注过程中,将特殊材质的界面剂涂抹在中心嵌件表面能有效提高嵌件与环氧树脂的黏结强度。该绝缘子顺利通过型式试验,进一步验证了设计结构具有较高绝缘性能和机械性能。

绝缘子智能水冲洗装置伺服驱动系统动态性能研究

为了提升绝缘子水冲洗的准确率和作业效率、降低操作人员的劳动强度,根据冲洗系统组成原理,设计一套智能水冲洗装置。建立传动系统动力学模型以及伺服控制系统模型,对系统动态响应进行分析,找出影响其动态特性的主要因素。根据时变速度环增益的方法,优化伺服系统的比例积分微分(PID)控制方案。通过仿真得到系统优化后的振动特性曲线,对比发现,系统初始响应时间缩短了19.76%。最后通过搭建现场实验装置进行验证,系统初始响应速度提高了16.1%,最大振幅降低了8.6%,波动时间缩短了10.2%。结果表明:在绝缘子冲洗过程中,时变速度环增益的优化控制方案能够有效降低智能水冲洗装置的振动振幅,缩短系统的响应时间,提高系统的稳定性。

级联式预设性能动态逆解耦直接升力着舰控制

为在下滑着舰过程中,克服“反区”操纵特性,减轻飞行员操纵负担,提升着舰精度和安全性,将直接升力方法引入着舰控制律设计,发挥其响应速度快、控制精度高、解耦性能好等优点。采用预设性能的非线性动态逆方法和控制分配算法相结合的控制架构设计了两层级联式综合直接升力着舰控制器,既可以实现纵向轨迹和姿态控制间的解耦,还可以实现横航向控制与纵向运动间的解耦。首先,建立了舰载机全量六自由度非线性模型作为研究对象;然后,通过设置虚拟中间控制量将动态逆与控制分配环节有机地衔接,通过预设误差向量约束方程的方法提升动态逆控制环节的综合控制性能,据此设计出级联式纵、航向综合解耦的直接升力控制器;最后,仿真验证所设计的直接升力控制器可以在保持迎角和速度稳定的情况下调整飞行轨迹高度,实现纵向轨迹控制和姿态控制的解耦;还可以在对中控制的时候,保持纵向高度稳定,实现横航向运动和纵向运动的解耦。研究表明,采用直接升力控制可以实现飞行员操纵到控制变量间的逐一对应,显著减轻操纵负担并提升下滑着舰控制精度。

基于电液协调式液压挖掘机复合动作工况下能量回收系统研究

为实现液压挖掘机动臂与转台复合动作时的能量回收,提出一种基于蓄能器-液压马达-发电机的液压挖掘机电液协调式能量回收系统。在标准工况下的单个工作周期内对系统模型进行仿真分析,研究关键参数对系统节能效果的影响。结果表明:在参数合理匹配的情况下,此系统回转制动能量回收率为61.08%,动臂下降能量回收率为27.23%,综合能量回收率达到了44.79%,综合能量再利用率达到了47.37%,节能效果良好;在合理的范围内,选择初始容积小的蓄能器和排量小的回收马达能提高系统的能量回收率。

1,4-丁二醇在m-ZrO_(2)(111)面吸附活化机理第一性原理研究

采用第一性原理计算方法以及周期性超胞模型研究了1,4-丁二醇在单斜二氧化锆(m-ZrO_(2))的(111)表面的吸附活化机理。通过计算福井函数指标(Fukui Functions, Index),分析了1,4-丁二醇分子在单斜氧化锆表面的吸附位点以及最稳定的几何吸附构型,并通过LST/QST的方法搜索了两种吸附构型的丁二醇分子的β-H脱除基元反应的过渡态,阐明了1,4-丁二醇分子在单斜二氧化锆(m-ZrO_(2))的(111)表面活化、选择性脱水的反应机理。

舰载机着舰纵向非仿射模型控制器设计

针对舰载机着舰的纵向非仿射模型,考虑舰尾流扰动的影响,提出基于非仿射模型的预设性能的控制律方法。与传统反演方法通过设置假设条件将舰载机模型转换成仿射形式不同,将舰载机模型转换为更一般的非仿射形式,放宽了假设条件,并在此模型基础上设计控制律方法,使高度、迎角、俯仰角和俯仰角速率等误差满足预先设定的范围。该方法减少了计算量,控制器结构更加简单,同时对舰尾流扰动具有较强的鲁棒性,提高了着舰航迹精度。

电动汽车模块化动力电池组的低温预热分析

低温环境下锂电池的活性降低,性能急剧变差,电池寿命也会缩短,在极端低温下车辆甚至无法启动。为此,文章在先前已设计出的某型新能源电动汽车的模块化电池组上增加低温预热功能。为了保证电池温度在较短时间内达到预热目标温度,温度均匀性良好,且预热结构不能影响到电池组的散热效果,将电加热膜贴附于单体电池的表面,通过这种方式来加热处于低温环境的电池。论文首先用SolidWorks建立了电池模块初步预热结构的仿真几何模型,然后使用ANSYS有限元软件对该几何模型进行了模拟仿真,根据仿真计算得结果对预热结构加以优化,最终证明了该预热方式的有效性。

吸入式喷砂枪内部结构对颗粒输送及加速性能的影响

吸入式喷砂枪作为喷砂装置中的常用设备,是颗粒输送及加速的重要部件。为研究吸入式喷砂枪内部流场及颗粒运动情况,以及丸粒吸入口入射角、混合室直径对吸入式喷砂枪丸粒吸入及加速效果的影响,采用CFD软件Fluent进行气固耦合仿真计算。结果表明:随着丸粒吸入口入射角越小,颗粒输送及加速性能越好;随着混合室直径变化,吸入式喷砂枪的引射系数存在一个最优值,能使颗粒的输送效果最好,该最优值还随压缩空气压力的增大而减小,而混合室直径越小对颗粒的加速效果越好。研究结果为吸入式喷砂枪的设计及选用提供了参考。

基于支持向量域描述的铁路绝缘子污秽度异常检测分析

为实现对铁路绝缘子污秽度的在线检测,提出一种基于支持向量数据描述和图像信息的污秽度异常检测方法。以人工涂污实验获得的绝缘子图像为基础,通过最大类间方差法分割图像得到绝缘子的盘面区域,计算颜色及纹理空间的特征,并利用核主元分析方法对特征向量进行融合与降维,最后通过支持向量数据描述方法实现污秽度的异常检测。结果表明,该方法可有效降低绝缘子污秽度的异常检测过程中的漏警率和虚警率,满足实际工作需求。

Pt-Sn/ZnAl_(2)O_(4)临水蒸气催化低碳烷烃脱氢反应-再生工艺

研究了尖晶石负载的Pt-Sn催化剂在水蒸气气氛下的低碳烷烃脱氢反应和再生工艺。研究表明:Pt-Sn/尖晶石催化体系可以同时催化不同分子结构的C3和C4烷烃完成脱氢反应生成相应结构的低碳烯烃。脱氢反应后失活的Pt-Sn催化剂无需采用补氯和氧化再分散步骤,仅通过空气烧炭、活化步骤即可恢复催化剂活性,经过2000h的循环再生测试后,催化剂的孔道结构以及催化剂表面的铂金属粒径没有明显变化,可适用于需长周期运转的工业装置。

红曲米酒糟对山羊生长性能与脂质代谢的影响

本试验旨在研究红曲米酒糟对山羊生长性能及脂质代谢的影响,并以此确定山羊饲粮中红曲米酒糟的适宜添加水平。选取28只体况良好、体重一致的贵州白山羊,按照随机区组设计将其分为4组,每组7个重复,每个重复1只羊。对照组饲喂不含红曲米酒糟的基础饲粮,试验Ⅰ组、试验Ⅱ组、试验Ⅲ组分别饲喂含10%、20%和30%红曲米酒糟的试验饲粮。试验持续38 d,包括预试期10 d,正试期28 d。结果显示:各组山羊的干物质采食量(DMI)、末重(FW)、平均净增重(ANG)、平均日增重(ADG)和料重比(F/G)差异均不显著(P>0.05),但从数值上看,以试验Ⅰ组的生长性能最佳。试验Ⅲ组血浆甘油三酯(TG)含量显著高于对照组(P<0.05);试验Ⅱ组与试验Ⅲ组血浆总胆固醇(TC)含量显著高于对照组(P<0.05);血浆低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)及高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)含量各组间差异不显著(P>0.05)。综上可知,在本试验条件下,饲粮中添加一定量(10%~30%)的红曲米酒糟对山羊的生长性能没有负面影响,并能有效改善脂质代谢状况,综合来看,以红曲米酒糟添加量为10%时饲喂效果最佳。

基于改进SVDD的绝缘子污秽检测方法

为了解决支持向量数据描述在应用于绝缘子污秽检测时,因边缘样本区分困难而出现的误检与漏检,提出一种双超球数据域描述模型。在支持向量数据描述小包围球的基础上,设计一个大包围球,通过双包围球把数据分割成3个部分:正常区域、异常区域、拒绝区域。引入拒绝区域放弃对难以区分的样本进行决策。实验结果验证了该方法可以有效降低误检与漏检。

YOLOv4与ORB深度融合的绝缘子识别定位研究

为了解决复杂背景下铁路接触网绝缘子的快速准确识别及定位问题,提出了一种YOLOv4目标检测算法和ORB特征匹配算法深度融合的绝缘子识别定位方法。首先利用迁移学习的策略训练YOLOv4检测网络,解决了绝缘子数据集样本较少导致过拟合的问题;然后采用高斯金字塔提取图像多尺度特征,使原始ORB算法具备尺度不变性;最后将以上两种算法融合,在双目相机获取的图像上标出绝缘子识别框,并在左右图像识别框内提取特征点进行匹配,利用视差原理还原出绝缘子相对于相机的三维坐标。实验结果表明,该方法可以有效地避免复杂背景干扰,准确地定位出绝缘子的三维坐标,4 m内最大定位误差为2.1%,检测速度为35 fps,具有较高的精确性和实时性。

一种新型分体式切割锯结构设计及压力特性分析

为了解决接触网钢筋混凝土支柱的现场切割问题,提出一种分体式的结构设计思路,并设计了切割锯和液压系统,分析蓄能器关键参数对切割回路的压力影响,采用NLPQL方法对蓄能器关键参数进行优化。结果表明:蓄能器预充气压对切割回路液压冲击影响明显,其他参数影响不明显;优化后的蓄能器可以使切割回路的峰值压力大幅度降低,使回路的压力呈近似平稳状态,提高了系统的稳定性。

过瘤胃蛋氨酸对黔北麻羊生长性能、养分表观消化率、血浆生化指标及瘤胃发酵的影响

本试验旨在研究过瘤胃蛋氨酸(RPMet)对黔北麻羊生长性能、养分表观消化率、血浆生化指标及瘤胃发酵的影响。选择18只体况良好、体重[(27.08±2.92)kg]和年龄相近的黔北麻羊,随机分为3组,每组6个重复,每个重复1只羊。对照组饲喂基础饲粮,Ⅰ、Ⅱ组在基础饲粮中每只羊分别添加5、10g/d的RPMet。预试期14d,正试期7d。结果表明:1)各组山羊生长性能指标差异不显著(P>0.05)。2)Ⅱ组粗蛋白质表观消化率显著高于对照组(P<0.05),各组其他养分表观消化率差异不显著(P>0.05)。3)各组血浆生化指标差异不显著(P>0.05)。4)各组瘤胃pH及挥发性脂肪酸浓度差异不显著(P>0.05)。由此可见,在现有饲养标准的基础上,饲粮中添加10g/dRPMet可提高黔北麻羊粗蛋白质表观消化率,且不影响生长性能、血浆生化指标及瘤胃发酵。

改进差分进化算法求解武器目标分配问题

针对武器目标分配问题求解收敛速度慢、搜索效率低、寻优精度差的问题,提出一种基于改进差分进化算法的武器目标分配方法。首先,建立多约束条件下武器目标分配优化模型,将动态武器目标分配问题离散为静态武器目标分配问题处理。其次,采用随机邻域变异策略平衡差分进化算法全局探索和局部开发能力,采用基于历史存档的自适应参数整定方法,根据“精英”信息动态更新算法参数。最后,通过与5种变种差分进化算法的对比实验,验证了所提方法寻优精度高、收敛速度快、鲁棒性强的优点。

舰载机着舰非线性反演控制方法研究进展

现在舰载机着舰控制以线性方法为主,而着舰的非线性特征和舰尾流等外部扰动可能导致线性方法失效,因此有待进一步研究非线性方法在着舰控制领域的应用。首先对非线性控制方法在舰载机着舰中的应用进行了综述,总结了各类非线性方法在着舰应用的优势及不足;然后针对反演这一非线性方法进行了重点概述:在分析舰载机传统反演方法不足的基础上,结合舰载机着舰过程中因为外界环境扰动和雷达噪声等因素可能引发的舵面受限,重点总结了受限指令反演方法在一般飞控的研究进展,研究了受限指令反演方法的优势和不足,探讨了将受限指令反演方法引入着舰控制的可能性;最后对未来发展方向进行了展望。

MAGIC CARPET着舰技术分析

舰载机精密进近与着舰的增强引导综合控制技术(maritime augmented guidance with integrated controls for carrier approach and recovery precision enabling technology,MAGIC CARPET)是美国最新的人工着舰控制技术。在综述MAGIC CARPET的基础上,进一步深入分析了MAGIC CARPET的内在机理。一是介绍MAGIC CARPET的发展情况;二是分析其设计思想和关键技术;三是研究其控制结构;四是介绍其试飞情况和试飞结论;五是分析MAGIC CARPET存在几方面不足,并提出改进建议;六是总结MAGIC CARPET的思想方法,以及展望其应用前景。MAGIC CARPET的理念和技术应该是今后人工着舰的必然趋势,而MAGIC CARPET技术与舰上相对差分全球定位系统技术的结合应该是今后自动着舰的一个趋势。