机械约束对缸盖热疲劳模拟试验的影响

为研究机械约束对缸盖热状态的影响,自行搭建了可以进行带机械约束的缸盖热疲劳模拟试验台,并以某型号的缸盖为例进行了有机械约束和无机械约束的缸盖热疲劳对比试验。试验结果表明:未施加机械约束的缸盖应力测点最大热应力相对误差比有机械约束高20%,平均相对误差则高于10%,说明在缸盖热疲劳模拟试验研究中机械约束的影响是不可忽视的。

不同机械约束下压装PBX炸药反应演化行为

为研究机械约束下炸药反应演化行为,加深对武器装药意外点火后反应烈度演化影响因素及机制的认识,对压装PBX炸药反应演化过程进行实验研究。设计一种机械约束装药点火实验装置,采用激光干涉仪和压力传感器分别测量壳体膨胀速度和内部压力,分析不同约束下两种HMX基压装PBX炸药装药的反应演化行为;结合空气冲击波超压测试结果和装置、炸药残骸回收分析,表征装药的反应烈度。研究结果表明:2 MPa机械约束下,PBX-1和PBX-2装药反应最高压力不超过200 MPa,壳体膨胀速度在70 m/s左右,装药反应烈度为爆燃;50 MPa机械约束下,PBX-1和PBX-2装药在百微秒甚至几十微秒内压力超过1 GPa,壳体膨胀速度达到500 m/s,装药发生爆炸反应;不同炸药的力学性能会造成装药反应演化过程存在一定差异,但机械约束影响更明显,新装置2 MPa和50 MPa机械约束装药反应压力和约束壳体速度相差接近1个数量级。

治疗同盟和自尊在经历机械约束的住院精神障碍患者病耻感和胁迫体验间的链式中介作用

目的探讨病耻感对经历机械约束的住院精神障碍患者胁迫体验的影响,以及治疗同盟和自尊在其中的作用。方法2021年2-7月,采用胁迫体验问卷、贬低-歧视感知量表、工作同盟量表、自尊量表对武汉市精神卫生中心便利抽取的270名住院期间经历过机械约束的精神障碍患者进行调查。结果患者病耻感和胁迫体验得分分别为(29.62±6.17)分、(66.83±31.63)分。病耻感与胁迫体验呈正相关(P<0.001),病耻感可直接预测胁迫体验,也可通过治疗同盟、自尊及其链式中介作用间接预测胁迫体验。结论降低病耻感、发展积极的治疗同盟、提升自尊是降低经历机械约束精神障碍患者胁迫体验的有效途径。

约束机械系统动力学的一类完全解耦方法

针对约束机械系统动力学分析所要处理的微分 代数方程组 ,先将其转化为基于隐式线性多步法的超定微分 代数方程组形式 ,然后采用一种微分流形的“投影”技术消除超定性 ,再对变化后的微分 代数方程组按照位置、速度、加速度的顺序进行解耦 ,化为线性方程组的求解序列 ,从而得到一类完全解耦算法 .算法可用于处理刚性问题 ,无需预估式 ,具有较高的效率 .算例证明了该算法的有效性 .

约束机械系统自动建模公式化矩阵组装方法

针对约束机械系统的运动方程组系数矩阵的组装 ,推导出适合于计算机自动建模所有矩阵组装公式 ,提出了分块贡献法 ,并将其转化为算法 。

Maggi方程对约束机械系统动力学分析的应用

指出分析动力学的Maggi方程是约束机械系统动力学模型的各种缩减法的基础,分别用广义坐标分类法和奇异值分解法导出了约束机械系统嵌入约束的Maggi动力学方程。

三缸机械液压约束活塞发动机性能仿真

阐述了三缸机械液压约束活塞发动机(HCPE)工作原理,建立了系统工作过程的微分方程。对系统在转速为1000r/min～2400r/min、油门开度为30%～100%下的工况进行了仿真研究,与KM385B发动机驱动柱塞泵系统相比,输出流量全工况基本一致,输出压力大幅度提高(20.67%～87.67%),燃油消耗率相对改善(20.67%～87.67%),有效热效率相对改善(20.67%～87.67%)。

机械-液压约束活塞发动机多学科协同优化框架实现

对机械-液压约束活塞发动机多学科协同优化设计框架的原理和要求进行了论述,介绍了框架的实现方法。通过对机械-液压约束活塞发动机曲轴的协同优化,进行了框架测试,使曲轴的质量减少了20%,设计效率明显提高。

基于奇异摄动法的受约束双连杆柔性机械臂组合控制

建立了受约束双连杆柔性机械臂动力学方程,基于奇异摄动理论,将系统模型分解为慢变及快变两个子系统。对慢变和快变两个子系统分别设计控制器,达到了力/位置精确控制的目的。仿真结果验证了采用组合控制方案的正确性。

缸盖-缸垫-机体热弹性接触问题研究

为研究机械约束和热状态对缸盖与缸垫间热弹性接触非线性问题的影响规律,以某4气门柴油机为研究对象,建立了缸盖-缸垫-机体-螺栓的四体接触关系简化模型。采用增广拉格朗日乘子法作为接触算法,在不同的螺栓预紧力和热状态下,计算了缸盖底板的受力变形,揭示了标定工况热态下机械约束对缸盖底板相关部位接触应力和节点位移的影响规律,及标定预紧力时不同热状态对结果的影响。研究表明:当预紧力为标定值时,施加最高燃烧压力后,标定工况热态下缸盖底板正对缸圈处及排气门侧螺孔处的接触应力与冷态时相近,节点位移有所减小,不同热状态下螺孔处节点位移及正对缸圈处接触应力和节点位移的变化幅值均小于2%;除少数情况外,缸盖底板各相关部位的接触应力和节点位移随预紧力增大而增大。上述研究结果也说明:目前采用常温条件进行缸垫密封性试验基本上能够代表实用状态。

块体金属玻璃剪切带相关压缩塑性形成机制研究

研究了Vit1块体金属玻璃在不同压缩载荷下的塑性变形行为和对应的剪切带斑图演化规律。基于机械约束模型,采用高分辨透射电子显微镜对约束载荷下金属玻璃剪切带斑图的形成及演化规律和压缩塑性形成机制进行了分析。结果表明,压缩载荷下机械约束是多重剪切带形成的诱因,纳米晶粒的形成进一步增强了多重剪切带的形成,进而增强金属玻璃的压缩塑性变形能力,对理解块体金属玻璃在约束载荷下剪切带斑图的演化规律、塑性变形行为和进行压力加工提供了有价值的参考。

内点惩罚函数法的改进算法

本文针对内点惩罚函数法现有算法在计算中设计变量常常越出可行域边界 ,导致计算失效而提出了一种改进的计算方法 .该方法的主导思想就是保证对内点惩罚函数的求极值过程一直限定在可行设计区域内 ,从而保证各 X* ( γ* )均在可行域内 ,并进行了实例计算验证 .

换流变压器绝缘结构分析

换流变压器的绝缘结构是换流变压器的核心技术,关系到换流变压器和直流输电系统的安全运行。换流变压器在直流系统中的特殊工况,决定了其主绝缘、阀侧出线装置承受了不同于交流变压器的电压作用。笔者从换流变压器绝缘结构中承受的电压入手,分析了绝缘结构中电压分布以及不同绝缘材料在不同电压下的作用与配合。随着特高压直流输电技术的发展及应用,换流变压器的绝缘结构为满足电约束、机械约束以及热约束存在的要求,交直流电场的研究关系到换流变压器成败的关键。

计及疲劳载荷基于极值搜索控制的风电系统最佳出力追踪

针对变速恒频风电机组在额定风速以下运行时,快速稳定地进行最大风能出力追踪问题,提出了计及机械转矩变化约束并基于滑模极值搜索控制的风电系统最佳出力追踪控制新策略。采用命题的方式,证明了该控制策略的稳定性。基于控制系统稳定性条件,提出该控制系统的参数自适应调整方法,使得控制系统具有较好的控制品质的同时,避免了人为调整参数以获得较好控制品质的繁琐。进而分析并推导出只需在滑模极值搜索控制系统中添加转子转速参考值?ref速率限幅环节即可计及机械转矩变化约束;在此基础上,提出了基于自适应调整策略的?ref速率限幅值的确定方法;从而使得风电系统出力在追踪最佳出力曲线时,风电系统转子的机械转矩实现平稳变化而没有震荡,相应地降低了机械疲劳程度,从而在一定程度上延长了机组的使用寿命。算例证明了文中方法的有效性。

嫦娥五号探测器月面采样封装任务的定位精度

嫦娥五号是中国首个实施无人月面取样返回的月球探测器。为了确保采样封装任务的定位精度,需要对采样封装任务进行高精度的整体几何检校。本文提出了附有立体约束和机械臂运动约束条件的联合平差检校模型。经过内场试验验证本文提出的检校方法具有较高的精度。在模拟采样试验中能够获得5.118 mm的平均定位误差,在月面采样任务中能够获得4.745 mm的平均定位误差。有效保障了嫦娥五号探测器精准地完成月面自动采样封装任务。

动态控制

EA study on dynamic control of coding rate for TCP video streaming；

基于电弧气泡调控的水下湿法焊接稳定性研究

为利用机械约束装置实现对水下湿法焊接过程中电弧气泡周期性上浮的可控调节,开展了机械约束装置辅助水下湿法焊接试验。采用高速摄像观察电弧气泡的动态行为,利用传感器采集施加机械约束装置时瞬时焊接电流、电弧电压值,通过光学显微镜分别观察焊缝截面尺寸和焊接接头微观组织,并与相同参数下常规水下湿法焊接进行对比。研究结果表明,机械约束装置能够实现对电弧气泡的可控调节,克服电弧气泡上浮破裂所带来的湿法焊接过程不稳定的问题。随着机械约束高度的降低,电流电压波动程度减弱,电弧稳定性明显提高。同时,机械约束装置的施加能够增大焊缝横截面尺寸,减小焊缝余高,并且减少焊缝和热影响区脆硬组织的含量。分析认为,机械约束装置通过增大电弧气泡尺寸,降低了熔池表面与动态水环境的直接热传导,进而延缓了水下湿法焊接接头的冷却速度,产生了优异的工艺效果。

空间机器人抓捕目标后的载荷分配

针对多臂空间机器人以软指接触形式抓捕目标后的情形,提出了一种综合考虑摩擦约束及机械臂能力约束的目标期望合外力的载荷分配方法。首先,建立空间机器人系统与目标的动力学方程,作为载荷分配问题的基础。然后,在地面机器人相关研究的基础上,建立机械臂末端与目标表面的软指接触模型,并建立二者之间的运动约束关系。为简化优化计算,将摩擦锥约束线性化,并建立考虑关节扭矩限制的机械臂能力约束,从而将抓捕力优化的非线性规划问题转化为线性规划问题。最后,采用双臂空间机器人模型进行数值仿真,表明所提方法针对目标各种形式运动进行载荷分配的有效性。