基于波噪比的高速铁路钢轨波磨快速检测方法

为实现高速铁路钢轨波磨里程覆盖式、高频次、快速测量,提出基于波噪比的钢轨波磨快速检测方法。采用便携式添乘仪检测高速列车车体振动和车内噪声数据,提出基于车体纵向加速度进行数值积分来计算列车速度和里程,采用曲线地段车体摇头角速度里程与台账里程的偏差值修正速度积分误差。利用提取的里程修正后车厢噪声数据与钢轨波磨对应的400~700 Hz频带成分,计算频带能量占噪声总能量的比值,并获取波噪比超限时的钢轨波磨波长和里程。结合高速列车实测数据分析,研究结果表明:速度修正后列车定位里程最大误差为87 m,对波磨比大于0.3的线路区段进行钢轨波磨波形测量和轴箱加速度振动能量比分析,钢轨波磨波长范围为53~57 mm,实测波长为53 mm,验证了该方法的正确性,为高速铁路钢轨波磨的快速测量提供技术支撑。

IGSA-PID算法的双带式全电调节CVT速比优化控制

双带式全电调节无级变速器(Double-Belt Electro-Mechanical Continuously Variable Transmission,简称DEMCVT)具有两组带传动装置,能够有效提升CVT的承载能力;DEM-CVT具有单带与双带两种工作模式,通过设计基于效率最优的模式切换策略,能够有效提高燃油经济性;采用直流电机调节主从动轮工作半径从而实现速比变化调节,针对DEM-CVT速比控制,设计了针对不同工况的速比控制策略,以PID算法为基础,提出了一种改进算法IGSA对PID算法进行参数优化,并通过建模仿真得到仿真结果,验证了提出的速比控制策略和控制方法的有效性。

基于相对船速比的避让行动效果分析

基于相对船速比(来船的相对速度与本船速度之比),当来船保向保速且存在碰撞危险时,本船采取转向结合变速避让行动和两船相互采取转向避让行动而产生的避让效果进行定量分析,并提出了基于相对船速比的来船真运动要素计算方法。

台风条件下航站楼风环境数值模拟研究

以杭州萧山机场T4航站楼为对象,采用Realizable k-ε湍流模型进行了周边风环境数值模拟。首先通过与刚性模型测压风洞试验结果的对比,验证了该数值模拟方法及参数的有效性;然后,研究了不同风向角下行人高度(2 m)处加速比的变化规律,以及台风登陆情况下距离地面10 m高度处的风速分布情况。结果表明:航站楼两侧的角点位置处和西侧建筑群迎风面道路间易受角隅效应和峡谷效应的影响,存在明显的风加速现象,在台风登陆条件下,航站楼周边大部分区域风速达到六级(强风)以上,而陆侧交通中心区域由于四周建筑的遮挡,所受影响相对较小。

清梳效果的评估与改进

为合理控制纺纱半制品质量、提高成纱品质,详细介绍清梳效果评估的目的、方法及标准,结合实际生产经验及乌斯特公报数据,重点从半制品棉结、杂质、短绒及纤维伸直度等方面对清梳效果进行评估,分析问题及成因,并对梳棉、清梳等重点工序及部位提出改进方法。指出:清梳效果的评估与改进应依据半制品结杂、短绒、伸直度变化规律,分析判断清梳联各工序的清梳效果,结合落棉率的分配及落物对具体问题进行分析,及时调整不达标工序和部位,充分发挥器材专件作用。

沙土比对混凝土试件空蚀影响的试验研究

在小型循环式水洞中试验研究了沙土比对混凝土试件空蚀影响的机理。首先,在循环式水洞内筒中配制11种沙土比(0%,10%,20%,30%,40%,50%,60%,70%,80%,90%,100%)试样,用红外测沙仪测定相同沙土比的3种不同含沙量(2,12,30 kg/m 3)的挟沙水样,用压力传感器和压力数据采集系统实时采集水洞文丘里工作段空化区和空蚀区的压力;然后,制作了水灰比为0.4、灰砂比为1.5,7 d龄期强度f cu,k=17.8 MPa的混凝土试件,将其安放在水洞文丘里工作段混凝土试件盒中进行4 h的空蚀试验。试验结果表明:沙土比的增大对空化和空蚀破坏均具有促进作用;消失空化数随沙土比的增加而增加,对空化发生具有抑制作用;相同沙土比时,混凝土试件的空蚀量随着含沙量的增加而增加。

高速低载频比传感信号下的逆变器有源阻尼自适应控制

逆变器工作在高频运行和控制载波比低的情况下,存在谐振尖峰抑制,提出了高速低载频比传感信号下的逆变器有源阻尼自适应控制技术。在高速低载频比传感信号下,构建逆变器数学模型。输出电流到电容电压与定子电流之间的传递函数,将逆变器的有源阻尼等效成一个控制电压环。调整有源阻尼自适应控制回路的参数,制定逆变器有源阻尼自适应控制策略。实验结果表明:文中技术的稳定裕度由2.46 dB下降至1.18 dB,可以保证逆变器的稳定运行;在不同采样频率下,可以控制逆变器输出与电网电压相同相位和频率的并网电流,其中在采样频率为5.9f时,输出并网电流和电压均表现为正弦状态,波动范围分别为[35 A,58 A]和[185 V,225 V],具有较好的控制效果。

无量纲最小二乘有限元法GPU实现及其在变压器绕组流场仿真中的应用研究

为了提高变压器流体场的计算效率,利用统一计算设备架构(compute unified device architecture,CUDA)实现流场的并行计算。首先基于C语言实现无量纲最小二乘有限元法的串行计算方法。然后在Visual Studio 2019+CUDA 10.2的环境下实现并行运算,对于串行程序中最耗时的线性方程组求解部分调用了CUDA自带的函数库进行优化;在大规模模型的数值计算中使用了十字链表格式存储整体刚度阵形成时的非零元素,以解决满阵存储时的内存不足问题。为验证所提方法的有效性,针对方腔模型,分析了不同剖分网格数量下的加速比,分析结果表明,数据规模越大并行效果越好,验证了无量纲最小二乘有限元并行程序的准确性和高效性。最后将该方法应用到大型变压器绕组的流体场分析中,取得了18.3倍的加速效果,为产品级变压器的流体场仿真奠定了基础。

适于新疆单膜收获的大豆割台设计及拨禾过程分析

针对新疆大豆覆膜滴灌栽培技术,设计一款带有地形起伏检测装置的大豆割台。通过田间生长特性测量,确定适于新疆单膜大豆收获的拨禾轮主轴长度为2 000 mm、直径为650 mm。依此设计一种前置轮式地形检测装置,该装置安装于大豆割台两侧,确定检测装置角度转动量与割刀离地高度之间的关系式为:H=80-Δh=80-320(sinθ-sinθ′)。对所设计的大豆割台进行地面起伏检测试验,试验中实际距离与检测距离之间的相对误差均值为0.037~0.039。对拨禾轮工作原理进行分析,研究其产生拨禾作用时的拨禾速比范围。将拨禾轮三维模型导入Adams软件中,分析不同拨禾速比下弹齿的运动轨迹,发现当拨禾速比λ≤1.0时拨禾轮无拨禾作用,当λ>1.0时拨禾轮具有拨禾作用,但拨禾速比过大后,相邻弹齿间会产生作用重叠区域。设计的割台利于新疆大豆单膜收获,地形检测装置可为割台高度的实时调节提供依据。

基于RBF神经网络和模型在线更新的风速估计方法

基于NREL5MW风力发电机原模型和简化模型,进行流固耦合和计算流体力学仿真,研究结果表明风力发电机桨距角和叶尖速比影响风轮上游来流风速演化。结合来流风速演化和推力系数理论模型表明,通过推力更新诱导系数,进而在线更新风速演化模型,能提高风速估计精度。考虑推力时变性和非定常性,提出以桨距角和叶尖速比为输入,基于RBF神经网络的推力逼近方法,进而提出基于模型在线更新的风轮平面有效风速估计方法。最后通过激光雷达现场测风数据进行验证,结果表明,基于RBF神经网络和模型在线更新的风速估计方法较基于时间信息提取算法和来流风速演化模型的风速估计方法精度提高15.5%。

掺氢天然气管网数值仿真轻量化算法

目前针对管网数值仿真算法的优化主要集中在代数方程组的求解上。针对管网流动数值仿真算法提升计算效率方案中缺少针对封闭关系与状态方程的优化,分析了目前优化方案各模块的耗时情况,发现了仿真程序中耗时模块为封闭关系与状态方程求解。最后,结合计算机库函数的缺点以及现代CPU中SIMD (Single Instruction Multiple Data)模型的特点,提出了针对封闭关系与状态方程的轻量化算法,并验证了算法的高效性。研究结果表明:(1)封闭关系与状态方程模型中的耗时原因为直接调用库函数的次幂运算、指数运算、对数运算以及除法运算;(2)由于次幂运算效率远低于其他运算,通过变换消除了模型中几乎所有的次幂运算;(3)利用SIMD指令来计算指数运算与对数运算,实现了在单核CPU上同时计算多个数据的指数与对数,最后通过数学变换将所有除法转换为乘法;(4)轻量化算法加速效果显著,其整体加速比为18,而在状态方程求解模块的加速比更是高达70以上。结论认为,该轻量化算法在不影响计算精度的条件下提高了计算速度,对于提高掺氢天然气管网在线仿真与智能管网的建设具有重要的理论价值和技术支撑。

某V型发动机凸轮轴扭振突变原因分析与改进

针对某V型发动机在油泵速比4:3情况下运行过程中传动链条断裂的问题,开展发动机转速波动与扭振测试,发现右侧凸轮轴在发动机全负荷加速进程中存在转速突增和4阶扭振突变现象,怀疑传动链条断裂与右侧凸轮轴扭振突增有关。为解决右侧凸轮轴扭振突增的问题,更改油泵速比为10:9,再次开展测试进行对比分析,结果表明:油泵驱动齿轮与右侧排气凸轮轴转速波动与扭振具有一定相似性,油泵速比改变后,转速波动与扭振均未发生突变现象,右侧排气凸轮轴转速波动率由52.6%降至20.7%,凸轮轴扭振在3.3阶处达到最大值,最大扭振角由1.57度降至0.506度,转速波动与扭振得到明显改善,提供了一种右侧凸轮轴转速波动与扭振突增问题的解决方案。

龙形轧制轧板的弯曲控制及其对性能影响的研究综述

龙形轧制是一种非对称轧制工艺,通过在异步轧制基础上引入轧辊错位这一新的非对称元素,在增加轧板心部变形量的同时,克服异步轧制导致的轧板弯曲。本文围绕龙形轧制轧板的弯曲控制和其对性能影响的研究进展进行了综述,介绍了新的研究成果并分析了不同研究工作的特点,最后对龙形轧制工艺研究当前存在的主要问题进行了综述,并提出了未来的研究方向。

IV型储氢瓶塑料内胆滚塑旋转工艺的选择

塑料内胆尺寸精度对IV型储氢瓶的服役性能有重要的影响,壁厚均匀度不佳会直接导致内胆变形、直线度变小,进而导致缠绕工艺不良,储氢瓶开裂、耐压能力下降。而滚塑作为一种重要的内胆成型方法,在控制内胆壁厚均匀性方面具有挑战,其核心原因是滚塑过程工艺对内胆尺寸精度的影响机理缺失,业内较少研究工艺因素对壁厚的影响细节。采用ROTOSIM软件,分析了8种常见滚塑工艺对塑料内胆的壁厚均匀性的影响。结果表明,生产典型尺寸的储氢瓶内胆时,壁厚均匀度随旋转速度的加快而变好,但太快会导致粉末抛物流影响壁厚均匀度;旋转速比应避免为整数或半整数以防止粉末轨迹重复,摇摆机或旋转机L臂内胆竖放模式要优于旋转机L臂内胆平放模式和旋转机直臂模式;更重要的是,旋转中心是否与内胆轴心重合对壁厚均匀度影响较小,为一机多模生产方式提供了理论依据。作为本研究优化方案,当摇摆机旋转速度为1 r/min,摇摆速度为6.5次/min时,塑料内胆的壁厚变异系数为9%,为研究范围内的最小值。

多层互剪搅拌桩工法的工艺因素模型试验研究

采用模型试验方法,对多层互剪搅拌桩工法(contra-rotational shear deep soil mixing,简称CS-DSM工法)的工艺因素进行了试验研究,探索了水泥掺量、单位桩长搅拌次数T、单位体积搅拌能量E以及内外钻杆转速比RN等工艺因素对搅拌桩均匀性与强度UCS的影响。模型试验研究发现,通过多层互剪搅拌能够根除地表冒浆、防止糊钻抱钻、提高固化材料利用率。18组模型试验结果阐明搅拌桩在T-E-UCS之间存在固有关联,并揭示出机械参数、输出能量与桩身强度之间的本质关系。提供的计算方法可以定性指导选取合理的工艺参数,实现桩身设计强度目标。作为重要工艺因素,内外钻杆转速比RN与桩身强度试验曲线存在极值点,建议在工程中将1.80~2.20作为获取桩身峰值强度的最优RN值域。CS-DSM工法应用的系列研究结果为高质量搅拌桩工艺控制原则和质量保障体系提供了试验依据。

某轻卡驾驶室怠速抖动原因及改进

为解决某轻卡空压机工作引起的驾驶室怠速抖动问题,测试座椅、发动机和空压机的振动加速度,分析怠速工况下驾驶室抖动的激励源、动力总成悬置系统隔振和空压机往复惯性力,通过仿真和试验结合设计改进方案,并进行试验验证。结果表明:空压机振动是驾驶室抖动的激励源,空压机工作频率与动力总成多个刚体模态的固有频率接近,振动隔振效果差;降低空压机往复惯性质量、优化曲轴过量平衡率降低空压机本体振动,确定最佳过量平衡率为0.25;将传动速比由0.68增大为1.00,空压机工作频率由8.5 Hz提高到12.5 Hz;优化后,怠速工况下座椅的振动加速度幅值由0.044 g(g为自由落体加速度)降低至0.019g,达到客户主观评价要求。

π形山脉主山脊线风速加速效应研究

为研究真实地形的加速效应,提取真实地形的几何特征建立理想简化地形,提出一种π形山脉模型.采用CFD数值模拟研究顺子山脉风向下子山脉间距、长度及坡度对主山脊线加速效应的影响,结合地形特征比较π形山脉与三维余弦山脉的主山脊线加速比差异,在后者基础上获得π形山脉主山脊线特征点的风速加速比简化计算公式,并通过一处真实π形山脉加以验证.结果表明:π形山脉主山脊线中点的加速比受子山脉间距、长度影响较大,而山脊线交点的加速比受子山脉长度、坡度影响较大;与三维余弦山脉相比,π形山脉主山脊线加速比在山脊线端部相同,但整体偏小,尤其受子山脉遮挡的部分显著偏小,超过离地70 m高度后差异基本消失;通过与真实π形山脉的风场比较,发现简化地形和简化计算公式能较好反映真实地形主山脊线特征点的加速效应.

舰载涡扇发动机高低温起动试验与分析

为验证某舰载涡扇发动机在高低温环境条件下起动特性,基于高低温起动验证试车台,通过模拟高低温进气和保温条件,开展了采用RP-3燃油和RP-5燃油的涡扇发动机高低温起动性能对比试验。分析了不同环境温度下发动机起动点火性能的变化规律;对比了不同环境温度、燃油种类、转速上升率对发动机起动性能的影响。试验结果表明,大气温度由60℃下降到-20℃,主燃烧室供油到点着火时间延长约1~2 s;在-20~60℃内,采用RP-3和RP-5两种燃油,发动机起动性能基本一致;给定转速上升率降低0.1%/s,低温起动时间延长0.01~0.06(相对值),在高压换算转速n_(Hcor)=0.3~0.5(相对值)转速范围内,反馈转速上升率与给定上升率最大差异为28.2%;整个起动转速范围内,主燃油供油流量最高下降10.8%,燃油总管压力p_(f)与高压压气机出口压力p_(31)之差最高下降10.1%。

高校教学楼院落空间形态对室外风环境的影响研究——以河北邯郸高校为例

文章对邯郸4所高校、33栋教学楼进行调研分析,总结出4类院落布局形式,9种空间形态,拟合出首层面积和院落空间面积的函数关系,建立出7组试验组合。研究表明,三面围合(东、西向)、两面围合(东北、西北)、并列式(东西)、四面围合(单院落)舒适风面积比在92%~95%之间,能营造较好的室外空间;对院落空间角点、中心点进行舒适风速比分析,表明并列式(东西)在角点及中心点的风速比在限值内,有良好风环境;随着首层面积增大,同类院落形式风阻指数减小,通风效率越好。当首层面积为3000m2时,四面围合(双院落)风阻指数最大,通风效果最差,设计中要避免该种布局。在相同首层面积下,两面围合(西北院落)风阻指数最小,更有利于室外风环境需求。

翼型悬浮抛光液动压流场的数值模拟

分析了盘式翼型悬浮抛光(ASP)的液动压分布规律,推导了工件盘和抛光盘不同心角速度反向等速条件下的液动压数学模型。对盘式翼型悬浮抛光流场进行了数值模拟,揭示了抛光盘和工件盘的运动关系以及抛光盘不同翼型曲线和迎角对流体动压力的大小和均匀性的影响规律。研究表明,当抛光盘和工件盘反向旋转时的流体动压力均匀性明显优于同向旋转,且当转速比为-1时流体动压力分布的数值模拟效果最佳;当选用NACA 16018翼型曲线、迎角为0°时,液动压带的面积数值效果最优。