工艺参数对闭开联合楔横轧轴件端部质量的影响

为了精确控制楔横轧轴件端部质量,实现无料头精确成形,提出了闭开联合楔横轧轧制新方法。采用DEFORM-3D有限元软件研究了闭式阶段不同工艺参数对轧件端部质量的影响规律及影响程度。结果表明:凹心值随着闭式成形角、展宽角和台阶长度的增大而减小;随端部轧制长度的增大而增大;随断面收缩率的增大先增大后减小;且影响因素的主次顺序为端部轧制长度、断面收缩率、闭式展宽角、闭式成形角、台阶长度。并对模拟结果进行了实验验证。

参数和直接激励下附加端部质量块悬臂梁压电俘能器的多尺度法非线性分析

考虑几何非线性、阻尼非线性和梁的轴向不可伸长条件,通过Hamilton变分原理,建立了一个附加端部质量块悬臂梁压电俘能器在受到参数和直接激励下的非线性机电耦合的运动微分方程。压电俘能器为压电双晶片悬臂梁结构。利用Galerkin法,非线性机电耦合的偏微分方程被降阶为非线性机电耦合型Mathieu-Duffing方程。为了研究俘能器在其主要的一阶共振情况下的响应,采用了多尺度法获得了梁的位移、输出电压和输出功率的解析表达式。利用解析表达式研究了参数激励和直接激励共同作用下阻抗,阻尼系数和端部质量块等对压电俘能器性能的影响。

端部质量对有无损伤悬臂梁的模态影响分析

工程实际中许多结构可简化为端部带有集中质量的悬臂梁,笔者通过数值模拟软件建立了端部带有集中质量的悬臂梁有限元模型,并进行了模态分析.研究了端部集中质量的改变对悬臂梁固有频率的影响,同时建立带有I型裂纹的悬臂梁(端部带有集中质量与不带有集中质量两种)模型,改变裂纹的位置和深度,研究了裂纹深度和裂纹位置对悬臂梁的频率变化规律.通过对比发现,裂纹越靠近端部对梁的频率影响越小,集中质量对带有裂纹悬臂梁固有频率有一定的影响.

端部质量块对悬臂梁型挠曲电俘能器性能的影响

端部质量块对悬臂梁型挠曲电俘能器的性能具有显著的影响.以电吉布斯自由能为基础,基于Euler-Bernoulli梁模型,利用挠曲电材料的变分方法,推导带端部质量块的挠曲电俘能器结构的机电耦合动力学控制方程和相应的力电边界条件;利用分离变量法推导结构在短路条件下的振型正交条件和归一化振型参数;结合模态叠加法推导出挠曲电俘能器在外加简谐激励条件下位移和电势响应的解析形式.数值分析结果表明,端部质量块质量的增加和尺寸的减小可以提高俘能器输出功率并降低其共振频率,并且具有调节挠曲电俘能器最优外加电阻负载的功能.此外,当端部质量块尺寸一定时,端部质量块的质量越大,采用质点模型分析所带来的误差越明显.

基于机器视觉的加热卷烟烟支端部质量检测系统设计

针对加热卷烟烟支端部常见质量缺陷(烟支变形、空头、空松等)难以进行在线检测的问题,基于机器视觉检测技术设计了一种加热卷烟烟支端部质量检测系统。该系统利用高速计数卡、工业相机、爆闪控制器等硬件完成图像采集,在工控机中先使用Canny算法进行烟支轮廓检测识别,而后分别基于轮廓半径均值和标准差判定烟支变形、基于全局阈值二值化识别烟支空头、基于局部自适应二值化识别烟支空松,根据识别结果对烟支变形、空头、空松的端部缺陷进行在线剔除。对该系统所使用的二值化算法的性能及系统在实际生产中的应用情况进行验证,结果表明:与OTSU、Bernsen、Niblack等方法相比,全局阈值二值化在空头检测上具有最高的准确率(99.8%),自适应二值化在空松检测上具有最高的准确率(99.0%);该系统对加热卷烟烟支端部变形、空头及空松等缺陷的检测准确率≥99%,并在计算时间上有明显优势,适应于生产线高速运行要求,可为提升加热卷烟烟支端部质量及生产过程控制提供参考。

端部带质量和弹簧约束悬臂梁振动响应的解析解

根据端部带质量和弹簧约束悬臂梁的特征值条件,提出了一种特征变换方法,获得了带约束悬臂梁广义质量和振动响应的解析解。通过分析根部弯矩、端部位移、速度和加速度放大系数的变化特征可知,端部弹簧的刚度对静态和一阶载荷响应有明显的影响,减载设计时可以放宽对端部质量的限制,载荷响应分析阶次介于速度和加速度的分析阶次之间。提出的特征变换方法可应用于求解其他载荷分布、边界条件和端部约束悬臂梁的振动响应解析解。

动态力校准中力传感器端部等效质量测量方法研究

力传感器端部等效质量是动态力校准中的重要部分,其测量误差会对动态力校准产生较大影响。本文通过了解力传感器结构,确定力传感器端部等效质量的构成,并简单介绍了四种测量端部等效质量的方法。最后,利用两次配重消去法进行实验,将不同配合不同工况下得到的结果进行对比分析,说明该方法可以较好的解决测量端部等效质量问题。

轴端长度对楔横轧阶梯轴成形光轴端面质量的影响

随着楔横轧工艺的不断创新与产品范围的进一步扩大,阶梯轴楔横轧成形光轴时,由于金属流动的不均匀性导致轴端长度直接影响着轧件轴端质量,从而降低产品的材料利用率。为探明其影响规律,提高轧件端部质量与楔横轧的材料利用率,通过DEFORM-3D有限元软件,采用数值模拟与轧制实验相结合的研究方法,对楔横轧阶梯轴成形光轴的轧制过程进行有限元模拟,通过分析轧制过程中的应力场、应变场及特征点,揭示轧制过程金属流动规律,阐明轧制变形机理;在此基础上,采用交互正交试验设计轴端长度、台阶倾角、台阶长度、断面收缩率4个工艺参数,分析这些参数对轴端凹心的影响关系,即凹心值与轴端长度、台阶倾角成负相关,与台阶长度、断面收缩率成正相关,且随着坯料轴端长度的减小最终轧件端部凹心逐渐增大。应用统计数据软件SPSS22.0拟合获得各工艺参数与轧件端部质量的关系方程式,以凹心值等于零为目标,获取了最优轴端长度对端部质量的影响方程式。通过轧制实验与模拟对比分析,获得的轧件形状和最终的端部凹心值基本一致,进一步验证了模拟分析的可靠性。本文获得的公式与端面质量的影响规律,可以有效地从理论上提高轧件端部质量,确定闭开联合楔横轧闭式轧制轴端长度,实现楔横轧无料头近净成形。

固-液两相内流激励下悬臂输流管道稳定性特征研究

对输送介质为固-液两相流的悬臂输流管道模型进行了数值研究.首先,采用能量法以及哈密顿变分原理建立了固-液两相内流激励下悬臂输流管道的动力学方程.随后,用Galerkin方法对方程进行离散,将偏微分方程转化为一系列常微分方程构成的方程组.最后,利用特征值法以及Newton-Raphson迭代法对管道的稳定性特征展开了数值求解.对4种不同无量纲端部质量块下无量纲细长比、无量纲重力系数、以及无量纲固相比这几个重要参数对临界速度的影响展开了研究.研究结果表明,当内流速度小于临界速度时,系统特征频率虚部均为正数,结构振动形式表现为衰减振动;当内流速度超过临界速度时,系统的某阶特征频率虚部会出现负数,结构振动形式表现为颤振失稳.此外,端部质量对临界速度的影响随着重力系数的增加呈下降趋势;当重力系数增加到一定值时,临界速度值基本不受端部质量影响.当细长比和固相比较小时,随着端部集中质量块质量的增加,临界速度均呈下降趋势;当细长比和固相比较大时,临界速度不再呈单调变化趋势,而是呈现出较为复杂的变化趋势.该研究对悬臂输流管道早期的合理设计,以及服役期的安全工作均有着重要的理论和工程价值.

基于正弦法的力传感器动态灵敏度校准的研究

为了校准预紧的压电式力传感器动态灵敏度并研究其频响特性和预紧结构的设计,首先介绍了正弦力激励的方法并建立校准数学模型;分别在传感器正立和倒立安装方式下进行测试;通过对比试验研究传感器端部等效质量引入的惯性力对传感器动态灵敏度的影响;然后将传感器和附加质量块安装于振动系统;通过白噪声激励得到系统安装谐振频率,研究传感器有效频率范围和测量精度与安装谐振频率的关系;通过理论分析,研究传感器两端等效质量不同,预紧结构非对称设计原因;最后对力传感器灵敏度进行不确定度评定分析;试验结果表明,当附加质量块质量约为传感器质量的120倍时,可忽略端部等效质量对灵敏度标定的影响;压电式力传感器固有频率高达46 kHz,但其有效使用频率范围受安装谐振频率限制,当试验频率与安装谐振频率比f/f0≤0.1时,压电式传感器精度等级为1%;动态测试时将传感器端部等效质量轻的一端连接被测物体。

正弦法的压电式力传感器动态特性的研究

采用基于正弦激励的方法校准压电式力传感器,首先通过试验研究了传感器端部等效质量引入的惯性力对灵敏度标定的影响,进而建立传感器受力数学模型,推导计算传感器端部等效质量,考虑端部质量的影响后,实现了灵敏度数值的稳定和统一性。最后把传感器和质量块同时安装在振动台上,通过白噪声激励,确定系统的频响特性,分析了传感器有效使用频率的范围随其安装谐振频率的变化,及压电式力传感器精度等级受系统固有频率的影响程度。

波箔式气体轴承气膜流场分析

模拟在压力远场条件下,考虑气体可压缩性、平箔变形和端泄效应的箔片轴承三维气膜流场,得到轴承气膜压力和速度分布。刚性气体轴承的压力分布结果与文献结果吻合很好。研究考虑平箔变形情况下的承载力、端部泄漏流量等随转速和偏心率的变化关系,结果发现:在轴承端部存在出气的正压区和进气的负压区,与之前的文献端部为大气压的模拟结果不同;轴承两端的进气、出气是独立的,中心截面的流量为0;平箔变形使箔片轴承端部泄漏质量流量变大,承载力变小。