基于零声子线泵浦的高效率Yb∶YAG薄片激光器

高功率激光器在工业应用领域的需求不断增长,提高光-光转化效率是降低其生产制造成本的关键途径。针对提高激光器光-光转化效率所面临的增益介质的热负荷问题,利用锁定波长的969 nm“零声子线”泵浦、自主研制的高性能Yb∶YAG薄片晶体和48冲程泵浦系统等,搭建了高效的连续Yb∶YAG薄片激光器系统,实现了最高输出功率373 W,光-光转化效率可达73.37%。其优异性能为后续开展千瓦级超快Yb∶YAG薄片激光器研究奠定了基础。

GH4169涡轮盘榫槽电解拉削仿真及其试验研究

榫槽是航空发动机涡轮盘上的重要结构,电解拉削是实现该结构高效、低成本制造的潜在解决方案。为了掌握电解拉削加工参数对轮廓精度和表面质量的影响规律,建立了电解拉削多场耦合模型,阐明了工具阴极长度对加工间隙产物分布的影响规律,获得了优选的工具阴极长度参数。开展了平面电解拉削加工试验,探究了进给速度和加工间隙对工件表面质量和型面进出口去除量差的影响规律,确定了较优的加工参数。试验结果表明,采用优化的加工参数可以获得较好的表面质量并有效控制了型面进出口去除量差。最后,采用优化的参数开展了典型涡轮盘榫槽结构单元件的电解拉削加工试验,试件具有较好的表面质量和轮廓重复精度。

含呼吸裂纹的多盘双转子系统振动特性探究

由于材料、工作环境等因素影响,以航空发动机为代表的旋转机械在工作过程中可能会产生裂纹故障,常见的裂纹类型为呼吸裂纹。为分析该故障对轴系振动特性的影响,基于某型双转子涡扇航空发动机,建立了包含风扇和多个轮盘在内的双转子—支承动力学数值仿真模型,使用Newmark-β法分别对不同裂纹相对深度和不同转速下的系统工况进行了数值仿真求解。结果发现:随着裂纹逐渐加深,转子高频分量愈加明显,系统稳定性下降;随着转速升高,系统出现了2X,3X分量,工频分量在一阶临界转速前后先增大后减小,轴心轨迹由不规则形状逐渐转变为圆形。

湿式多片换档离合器带排转矩的预测模型

为了研究湿式多片换档离合器带排转矩的形成机理,建立湿式离合器的带排转矩预测模型.根据黏性流体力学中层流理论的Navier-Stokes方程,考虑到分离间隙中冷却润滑油膜的离心惯性作用,推导油膜的径向速度模型.通过对径向速度的仿真分析,揭示离心惯性力会使油膜产生收缩的现象.为了描述这一现象引入等效外径的概念,利用油膜的表面张力作用求出等效外径.将等效外径应用于牛顿内摩擦定律推导新的预测模型,通过试验数据和传统模型验证了新模型的正确性和有效性.

弹性联轴器不对中转子-轴承系统的非线性动力特性及稳定性研究

分析了在膜片式弹性联轴器不对中情况下,滑动轴承支撑的多盘转子系统的非线性动力特性和稳定性。联轴器不对中所产生的附加力和力矩作为施加在轴系上的外部激励。综合运用频谱、轴心轨迹、分叉图、Poincaré图和最大Lyapunov指数等方法,比较分析了转子-轴承系统在考虑联轴器不对中前后的动力响应和稳定性。研究表明联轴器不对中会引起2X,3X,4X甚至更高倍频的振动,其中2X振动占据主要地位,不对中对转子上节点的振动的影响随着其与联轴器的距离的增加而减小。不对中对轴系的1阶临界转速的影响可以忽略,当转子转速超过系统2倍1阶临界转速时,系统会发生油膜振荡,联轴器不对中会使系统发生油膜振荡的转速升高,同时对转子振动有一定的抑制作用。

基于多物理场耦合的高速机械开关可靠性研究

为了研究高速机械开关核心部件在分闸过程中受形变、应力和疲劳的影响,采用数学建模和多物理场耦合仿真分析方法,以Workbench为平台实现基于电磁场、力学场、瞬态结构场以及疲劳寿命的操动机构分闸过程分析。首先,利用建模软件建立高速机械开关分闸模型;其次,通过多物理场仿真核心部件的应力与形变分布;最后,分析高速机械开关在不同材质、结构和放电电流条件下,对斥力盘、驱动杆、连轴器的疲劳寿命和机构稳定性的影响。仿真结果表明:采用材料为航空铝7075-T6并倒角的斥力盘形变较小;适当的斥力盘厚度与驱动杆直径可有效减少应力和形变;采用40Cr的连轴器疲劳寿命最长;减小斥力峰值能有效减小形变应力与延长疲劳寿命,对延长斥力作用时间效果不明显。该文对于高速机械开关在单一电磁场无法有效反映分闸过程中核心部件形变应力、疲劳的问题,提供了更为全面的技术支撑。

横向裂纹多盘柔性转子系统的动力学特性

采用Rayleigh方法计算横向裂纹轴单元的刚度模型,基于有限元法建立具有横向裂纹的多盘柔性转子-轴承系统的数学模型.分析裂纹对多盘柔性转子-轴承系统的动力特性的影响,研究由于裂纹的存在而产生的超谐波共振和亚谐波共振,讨论了这些共振的特点,特别是系统的2倍频和3倍频谐波分量的特性,分析了靠近1/2和1/3倍第一临界转速时的轨迹变化以及裂纹的位置和深度对非线性特性的影响.结果表明,与两端刚性支承的简单Jeff-cott转子相比,利用在次临界转速处2倍频和3倍频超谐波成分作为检测多盘转子系统中的裂纹指标是可行的.

航空发动机多辐板风扇盘拓扑优化与形状优化设计技术

为了设计出高性能航空发动机风扇盘结构,首先采用基于自适应随机抽样双向渐进拓扑优化方法对风扇盘进行拓扑优化,得到轮盘合理拓扑构型,然后基于该拓扑构型,采用形状优化方法对轮盘构型做进一步优化。结果表明,在满足强度要求下,设计出了高性能的三辐板、四辐板风扇盘最终减重19.23%,21.59%(其中拓扑优化减重17.12%,19.43%),并且最优解应变能密度分布更加均匀,说明了宽弦风扇盘的合理构型是由若干辐板组成的多辐板结构。

基于分条单元热度的RAID数据分布优化

磁盘具有离磁盘轴心越远的分区其数据传输率越高的特点,然而传统 RAID 中文件分条单元在磁盘中是随机和静态存放的。针对此种情况,为了充分改进 RAID的 I/O 性能,本文提出了一种动态的 RAID 数据分条存放和迁移策略 PMSH(Placement and Migration based on Stripe unit Heat)。PMSH 根据 RAID 中的文件分条单元的访问热度,动态地将访问频率高的分条单元迁移到数据传榆率较高的磁盘分区,从而优化文件在 RAID 的存放位置,使RAID 中的数据分布能够适应文件访问率的动态变化。仿真实验的结果表明:PMSH 算法能够显著地改进整个 RAID的 I/O 性能,具有很好的实用价值。

具有初始弯曲的多轮盘转子系统振动特性的研究

针对具有初始弯曲故障的转子系统振动影响,建立了具有初始弯曲的多轮盘转子系统第一跨转子模型及动力学方程,仿真分析了不同初始弯曲量、偏心距及阻尼比对转子系统振动的影响,对具有初始弯曲的多轮盘转子系统振动特性进行研究。结果表明:转子系统振动响应随着初始弯曲量的增大而增大;随着偏心距、阻尼比的增大而减小。搭建了具有初始弯曲的三跨双盘转子系统试验台,获得了具有初始弯曲故障的转子位移信号,通过仿真与试验对比分析,验证了方程的有效性及仿真结果的正确性。

基于模糊自整定粒子群算法的多圆盘过滤机槽体液位控制系统

槽体液位是多圆盘过滤机白水回收效率的重要影响参数,但多圆盘过滤机槽体液位控制存在非线性、时滞等问题,同时由于过滤圆盘旋转使液位产生波动,从而液位检测值存在波动,应用常规PID控制难以达到理想控制精度。本课题在分析粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法的基础上,提出了一种基于模糊逻辑的参数自整定粒子群算法,用于液位控制PID控制器的参数优化,实现对槽体液位的精准控制。MATLAB/Simulink仿真实验表明,与常规PID控制、基于标准PSO算法的PID控制相比,本控制方法具有响应速度快、超调量小、鲁棒性强的优点,能够起到良好的控制效果。本控制方法已经应用于工程实际,控制效果良好,提高了液位控制精度,能够实现液位的精准控制。

大型纸机通过多圆盘过滤机回收白水

多圆盘过滤机能有效地降低浆、纸产品的水耗,不但可以回收白水中纤维、填料,而且还可以实现白水循环利用,多余的白水可以送至制浆公司,达到降低浆、纸产品清水消耗的目的。

3t叉车用湿式制动器的结构设计与计算

介绍了湿式制动器的类型及其优点,重点阐述了多功能湿式多盘制动器的工作原理及其计算过程。

多支盘锚杆的原型试验与荷载传递特征分析

多支盘锚杆是新近研发的新型锚固结构,与普通锚杆相比具有优良的工程特性。在多支盘锚杆室内模型试验研究的基础上,通过极限平衡理论推导出多支盘锚杆极限承载力理论计算公式,计算模型结果与室内实测数据基本一致,验证了计算公式的有效性。为了进一步掌握多支盘锚杆的荷载传递特性,开展了现场边坡锚固原型试验,利用现场多支盘锚杆拉拔测试所得数据研究了多支盘锚杆的支盘直径、支盘间距和支盘个数对多支盘锚杆极限承载力和变形控制能力的影响。试验结果表明:在粉质黏土中,当支盘间距大于等于4倍支盘直径时,可认为各支盘能独立工作,充分发挥多支盘锚杆的承载力;在相同条件下,与普通锚杆相比,随着多支盘锚杆的支盘直径从300 mm增大到500 mm以及支盘个数从1个增加到3个,多支盘锚杆的抗拔承载力提高非常明显,其变形控制能力也大幅度增强;多支盘锚杆的轴力传递曲线在支盘位置发生突变,呈陡降型,充分体现支盘在抗拔方面的贡献作用。该研究成果为多支盘锚杆的工程应用奠定了良好的理论基础。

湿式摩擦离合器多场耦合动态设计方法

提出应用多刚体动力学仿真技术和热力学数值模拟技术集成进行湿式摩擦离合器动态设计的方法,得到离合器摩擦片动态接合过程中温度分布和热应力分布,并为进一步深入研究打下基础。

超多孔圆片(MPD)发射药定容燃烧特性的数值计算

为模拟并优化超多孔圆片发射药的燃烧性能,建立了一种超多孔圆片发射药的定容燃烧模型。在几何燃烧定律条件下,计算了超多孔圆片发射药的燃烧压力曲线和动态活度曲线与超多孔圆片的关系;分析了超多孔圆片厚度、内孔孔径、燃速系数及燃烧压强指数对其燃烧性能的影响。结果表明,超多孔圆片发射药的药型结构与配方共同影响其燃烧性能;超多孔发射药圆片厚度的增加及内孔孔径的降低可提高超多孔圆片发射药最大动态活度以及燃烧时间;但超多孔圆片发射药药型尺寸对其燃烧性能的影响较弱;相对而言,发射药配方燃速系数及压强指数对其燃烧影响较大,燃速系数及压力指数较大的超多孔圆片发射药的燃烧特性更优。

挤扩支盘灌注桩的试验研究

介绍了挤扩多支盘灌注桩在浙江杭州首次应用的工程实例 ,对该桩目前常用的承载力计算的各种取值方法进行了对比分析 ,并与现场静载荷试验结果进行了比较。与普通灌注桩相比 ,其单桩承载力提高 6 0 %以上 ,单方混凝土承载力提高 1倍以上。

基于ANSYS和ADAMS的煤矿胶轮车制动器制动仿真分析

针对煤矿胶轮车的制动器工作性能进行分析和研究,以湿式多盘制动器为例,在UG中构建了制动器的三维模型,综合应用ADAMS和ANSYS对制动器刚柔耦合虚拟样机模型进行了制动仿真分析,通过仿真得到了煤矿胶轮车车轴在制动前后的变化曲线以及胶轮车单侧力矩的变化曲线。仿真结果证明制动器设计满足可靠性要求。

湿式多片离合器结构特征对接触压力特性的影响

针对湿式多片离合器的实际结构特征,建立多摩擦副系统有限元模型和热力学数值模型,研究压板厚度、卡簧宽度、摩擦副数等结构参数对摩擦副间接触压力差异性的影响,并通过离合器静压实验验证数值模型的正确性。制定摩擦副间接触压力差异性评价指标,提出离合器最优结构特征。研究结果表明:离合器的压板厚度和卡簧宽度对离合器接触压力差异性的影响最大,摩擦副数对其影响较小;增大压板厚度和卡簧宽度可以显著降低接触压力分布的差异性和摩擦副的径向温差;相比于初始工况,最优工况下摩擦副的最大压差和温差分别降低82%、61%。

面向多云盘的N+i模式的编码冗余存储机制

云盘是拥有移动性、便捷性、灵活性和按需功能的新一代网络存储服务平台.随着云盘存储服务的不断应用及存储数据量的不断增加,如何提高存储文件的可靠性,保证存储文件持续、有效的被访问成为一个必须解决的问题.通过分析现有冗余存储机制,提出了面向多云盘的N+i模式的编码冗余存储机制;利用数据拆分及编解码的思想来解决云盘存储数据的可靠性问题.通过用户终端对存储文件进行编码冗余化处理,将存储文件的冗余化处理权限转移到用户终端,有效解决了用户对云盘存储数据的可靠性不信任问题;同时多云盘存储用户文件有效分担了单云盘存储数据的安全风险.当存储数据的云盘发生故障或失效时,用户终端利用可用云盘中的数据即可恢复原始文件,并对数据恢复的可行性进行了论证.最后对单云盘及多云盘两种存储方式的可靠性进行了分析比较,得出基于N+i模式的多云盘并行存储能够有效增强存储文件的可靠性.