相干累加与AR滤波相结合的舰船轴频电场信号处理方法

针对采用电场传感器阵列测量舰船电场的应用场景,为提升目标轴频电场的信噪比,提出一种相干累加结合自回归(autoregressive,AR)模型滤波的方法对阵列电场信号进行处理。对测量得到的阵列电场信号进行时延补偿后累加,同时对环境电场信号进行AR建模,并利用AR模型参数构造滤波器,以对累加后的信号实施滤波处理。为验证所提方法在低信噪比条件下的有效性,对实测阵列式电场信号进行处理,结果表明,所提方法能够在信噪比为-25.39 dB的条件下有效压制噪声频谱,保留轴频线谱,处理后信噪比提高约21.92 dB。

融合声场和电场的舰船轴频特征提取方法研究

轴频声场和轴频电场均与舰船螺旋桨转动密切相关,本文提出将这2种物理场进行融合提取舰船的轴频特征。首先,分别利用DEMON谱分析和功率谱分析方法提取轴频声场和轴频电场的线谱,之后将所提取的线谱进行融合和净化,最后利用最大公约数法提取轴频特征。为验证所提方法的有效性,利用多艘船舶的实测声场和电场数据进行验证。结果表明,同一艘船舶轴频声场和轴频电场的线谱具有一定频率对应关系,将声场和电场的轴频相关线谱进行融合可有效弥补单一物理场存在线谱丢失的情况;融合声场和电场后,舰船轴频估计的准确性和稳定性优于单一物理场。

源于磁性轴旋转的轴频磁场建模方法

轴频磁场因频率低、水下传播距离远的特点而成为水下探测的被动信号源。为了实现对水下目标轴频磁场的可靠探测,首先在实船试验的基础上,明确了轴频电场耦合产生的轴频磁场外还存在新的轴频磁场源;然后,在模拟轴低频磁场测量的基础上,揭示了源于磁性轴旋转的轴频磁场的产生机理,且基于旋转椭球体模型建立了磁性轴旋转轴频磁场的数学模型;最后,通过实船试验,验证了源于磁性轴旋转轴频磁场的可探测性。结果表明:在42 m距离范围外,磁通门传感器能够可靠探测磁性轴旋转产生的轴频磁场信号,该信号可成为一种新的水下探测源。

通风竖井对隧道内CO扩散速率的影响

针对隧道内CO扩散速率的研究,试验选用物理隧道模型,通过传感器测量在开关不同数量、位置的竖井时隧道内CO浓度,计算分析CO在隧道内的扩散速率。根据试验结果可知,竖井的位置是影响CO的扩散速率关键因素,单竖井时,竖井位置于越靠近隧道中间区域,CO扩散速率越高,平均扩散速率0.1818 mg/(m^(3)·s),是不开竖井的5.81倍;双竖井时,竖井位置处于隧道进口与中段时,CO扩散速率最高,平均扩散速率0.3044 mg/(m^(3)·s),分别是其他2种工况的1.63倍和1.66倍;三竖井时,竖井分散处于隧道进出口与中段时,扩散速率最优,平均扩散速率0.406 mg/(m^(3)·s),是双竖井的1.33倍,单竖井的2.23倍。

辊轴式残膜打包装置的设计与试验

【目的】针对国内现有残膜打包装置成捆机理不明确、作业时出现残膜逃逸、膜包杂质含量过高等问题,设计一种集残膜清杂及残膜打包为一体的辊轴式残膜打包装置。【方法】该装置主要由清杂输送机构、打包机构、传动系统等组成。通过理论分析建立清杂输送辊与残膜的力学关系,确定清杂输送辊的结构参数;根据清杂输送机构结构特征与作业原理,分析并确定清杂输送辊的布置间隙。采用机理分析方法分析残膜捆芯形成过程中残膜的受力与运动情况,并确定打包辊的运动参数。以成捆率和膜包含杂率为指标,机具前进速度、清杂输送机构倾斜角度、打包辊转速为试验因素进行正交试验,并对较优的参数组合进行田间验证试验。【结果】影响成捆率的主次因素依次为打包辊转速、清杂输送机构倾斜角度和机具前进速度;影响膜包含杂率的主次因素依次为清杂输送机构倾斜角度、机具前进速度和打包辊转速。以成捆率为主要指标,确定的较优作业参数组合为:清杂输送机构倾斜角度为10°、机具前进速度为1.5 m/s、打包辊转速为200 r/min。田间验证试验的膜包成捆率为98.1%、膜包含杂率为15.2%。【结论】该残膜打包装置满足田间作业要求,作业效果好,可为辊轴式残膜打包装置的设计与研究提供参考。

切向入流旋流竖井在深圳市前海-南山排水深层隧道中的应用研究

为探究切向入流旋流竖井的水力特性,采用物理模型手段,结合深圳市前海-南山排水深层隧道中郑宝坑渠旋流竖井方案,研究旋流竖井内的水流流态、消能特性、排气效果及特征压力值。结果表明:各工况下进口位置处水流逐渐形成水翅,进入竖井后沿内壁形成螺旋跌落流,水流流态较好,当竖井流量极小时竖井内无法形成螺旋跌落流,水流进入竖井后呈射流形态跌落至竖井底部;旋流竖井总消能率在81.9%~89.5%之间,消能率随着流量的增大而逐步减小;旋流竖井相对于传统水工旋流竖井,具有消能效果好、结构简单等优点,在城市深层排水系统中具有较大的应用空间。

压力补偿型艉轴密封设计及空气流量特性分析

为某半潜船模型设计一种压力补偿型艉轴密封系统。该密封系统基于空气压力、润滑介质压力实时联动算法,能够根据外部海水压力的变化实现密封内外压差平衡,达到密封的目的。同时,该密封系统可应用于40 m水深作业工况,并具备泄漏回收功能,具有绿色环保特征。利用MATLAB/Simulink搭建该系统的参数设计仿真平台,分别研究轻载与重载下压缩空气的流量特性。研究结果表明:该系统轻载时压缩空气流量为0.0141kg/s,重载时为0.025 0 kg/s;瞬态时存在波动,但稳态时运行平稳,抗干扰性强,密封性能可靠。

氢基竖炉直接还原提产降耗生产实践

张宣科技氢冶金技术HyMEX以H 2含量60%的焦炉煤气为气源,成为全球首创的“焦炉煤气零重整竖炉直接还原”工艺技术,该技术的核心是焦炉煤气零重整工艺,入炉工艺气H 2含量超过以天然气为气源的Midrex和HYL/Energiron工艺,使气基直接还原转变成以氢为主的氢基直接还原,推动了我国钢铁行业由“碳冶金”向“氢冶金”转变。为提高氢基竖炉产量,降低能耗,从生产过程中出现的问题和影响球团矿还原的各个环节及能量利用效率等角度出发,探究了提产降耗措施。通过降低球团矿成分标准偏差、改善球团矿粒级组成、改善球团矿涂覆效果,提升球团质量;将工艺气入竖炉温度提高到1030℃;通过降低还原循环气体氧化度、尾气分流、补充焦炉煤气、增加加湿操作,优化调控竖炉内还原气氛;提高尾气利用率及作业率等措施,实现了提产300 t/d、焦炉煤气单耗降低133 Nm^(3)/h的目标,为后续进一步提产降耗奠定了坚实的基础。

双支撑转轴、倾转角速度控制恒流量连续浇注技术的应用

有色金属连续铸造对熔体出口位置、流量和炉体的稳定性有较高的要求,因此针对小截面杆坯连续铸造,设计了双支撑转轴结构的炉体,提出了控制炉体倾转角速度恒流量浇注的技术方案,建立了恒流量铸造的数学模型。据此设计了相应的 PLC控制程序,提高了有色金属连续铸造小截面坯杆截面高度尺寸一致性和炉体的稳定性。

氢基竖炉用球团生产工艺优化

竖炉用高质量球团是当前研究热点,回转窑球团产线中链篦机-回转窑-环冷机各部温度优化控制是提高球团产质水平的重要环节。介绍了链篦机-回转窑-环冷机设备优化过程以及造球工艺优化措施。首先在生产工序中缩短了干燥段,延长了预热段,同时改善了环冷机热量流通,为更好的氧化焙烧奠定了基础;在造球流程改造中,将造球盘角度统一调整为46°,旋转刮刀的转速均调整为10 r/min,旋转刮刀与底衬的距离调整为30~40 mm,造球盘落料点较之前向盘内延伸100 mm,小皮带下料点到边板距离达到43 cm,最终成球效果得到明显提升。对比工艺改进前后生产球团,其还原性能有所提升,还原膨胀及低温还原粉化指数均有所改善,其还原性能有所提升,还原膨胀率有所降低,其中1号球团还原膨胀率由12.34%降低到了7.82%,低温还原粉化指数改善明显,LTD+6.3均提高了20%左右。同时造球工艺优化为我国氢基竖炉用优质铁精矿球团提供了帮助。

湍流条件下氧的传质过程对舰船混合电场的影响

为研究航行状态下舰船混合电场的产生机理及变化规律,基于电化学原理及流体动力学相关理论,分析湍流流场、舰船电场等多物理场耦合建模理论基础,结合轴频电场中舰船轴系机械结构等效电路电阻变化规律,最终采用边界元法建立湍流介质条件下潜艇腐蚀混合电场模型,分析不同螺旋桨转速及介质流速下舰船静电场及轴频电场变化规律。结果表明:螺旋桨转速由0 r/s增长至1、2、3、4 r/s时,螺旋桨正下方2B(B为船宽)处舰船混合电场幅值依次增长了66.5%、13%、3.7%、1.19%,且混合电场频率与螺旋桨转速一致。该模型对分析运动状态下舰船电场变化规律提供了理论参考。

极低频水下磁场特性研究与应用分析

极低频水下磁场主要源于舰船桨轴旋转等因素,在海洋环境中具有线谱特征明显、传播距离远、与船舶运动特征关联性强的特点,可作为非声探测的特征信源。研究极低频水下磁场模型、传播与空间分布特性,对推动极低频磁场探测应用具有重要价值。轴频磁场是极低频水下磁场的重要组成部分,文中重点分析了轴频磁场产生机理,建立了腐蚀电流内调制轴频磁场时谐偶极子模型,仿真计算了轴频磁场在海洋环境中的传播特性和空间分布特性,初步给出了轴频磁场衰减规律,通过可控模拟源海上试验对建立的偶极子模型进行了验证。研究结果表明:水平时谐电偶极子产生的轴频磁场在海底平面上横向分量能量最大,垂直分量次之,纵向分量最小,同时轴频磁场具有一定的指向性分布,综合利用水平分量和垂直分量进行探测可有效弥补单一分量探测盲区;浅水环境中水平时谐电偶极子产生的轴频磁场存在多路径传播特性,在近区以直达波和反射波为主,在远区则以海面直达波为主;轴频磁场频率特性与船舶的转速、桨叶数相关联,可作为目标辨识的有效特征。上述结论可为极低频磁场探测识别提供支撑。

切开复位内固定术与保守治疗闭合性肱骨干骨折的疗效分析

目的分析切开复位内固定术与保守治疗闭合性肱骨干骨折的疗效。方法选取永城市人民医院骨科2020年1月至2020年12月收治的60例闭合性肱骨干骨折患者为研究对象,按照患者意愿分为对照组和观察组,各30例。对照组采取保守治疗,观察组采取切开复位内固定术治疗,均随访9个月并比较两组上肢功能障碍指数、关节活动度、生存质量评分、骨折不愈合率、并发症发生率。结果两组随访9个月时上肢功能障碍指数、关节活动度、生存质量评分均较本组治疗前有所改善,差异有统计学意义(P<0.05),但组间比较差异无统计学意义(P>0.05);观察组骨折不愈合率(3.33%)、并发症发生率(10.00%),与对照组(6.67%、6.67%)比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论在闭合性肱骨干骨折治疗中切开复位内固定术与保守治疗效果相当。

铁磁性舰船壳体对低频磁场屏蔽作用研究

磁性材料的轴旋转时,将引起周围空间低频磁异常,该信号的频率低,线谱特征明显成为新的可探测源。由于船壳材料为磁性良导体,对电磁场具有一定屏蔽作用,为了实现对磁性源产生的轴频电磁场进行准确建模,需要考虑舰船壳体自身的磁场屏蔽作用。因此,本文构建有限元仿真模型,对不同频率下的磁屏蔽系数进行仿真计算,并进行试验验证。分析结果表明:对于同一舰船壳体而言,磁屏蔽系数随着频率的增加而减小。1 Hz对应的屏蔽系数在0.6~0.7之间,5 Hz对应的屏蔽系数在0.2~0.3之间,10 Hz对应的屏蔽系数约为0.1,为磁性源产生的轴频电磁场的准确建模打下理论基础。

基于船型与区域等级的舰船轴频电场计算

在利用等效点电荷对舰船轴频电场换算时,存在着因等效源位置不够合理而造成误差较大的问题。通过目标船的船型系数与尺度比来确定等效源在各个方向上的布置位置和间距,并根据结构布置特点对目标船的各部分进行分区和分级,确定区域等级权值。有针对性地在各区域内调整等效源布置,提出基于船型与区域等级的等效源位置确定方法,并引入粒子群算法对计算模型进行优化。利用模型实验对所述方法的有效性进行检验,结果表明,基于船型与区域等级的等效源位置确定方法能够较精确地实现对轴频电场信号包络的模拟计算,经粒子群算法优化后误差进一步下降,为轴频电场的预测与仿真计算提供了新的途径。

通气系统对竖井式溢洪道水力特性影响研究

跌流式竖井垂向落差大,通常在环形溢流堰与竖井段衔接处设置突扩形成脱壁流来降低水流急剧加速后对竖井壁带来的空蚀破坏风险,部分工程在突扩处设置有通气系统,但这种通气设置对于竖井溢洪道整体水力特性的影响尚未明确,针对易县抽水蓄能电站竖井溢洪道工程开展了物理模型试验。试验结果表明:随着堰上水头的增加,环形溢流堰水流流态从自由堰流向受阻堰流转换,最终变为压力孔口出流,且相较于不通气条件,通气条件下的流态转捩点提前;两种条件下泄流流量均呈现先增大后稳定的趋势,高水头时通气条件下泄流能力略低于不通气条件;同时研究发现H/H_(d)<0.88时,通气管的存在对竖井各水力特性的影响不大,但当H/H_(d)>0.88后,通气管的存在能够为竖井溢洪道提供更为充分的通气条件,有助于避免竖井管流现象的出现,且能够提高竖井溢洪道的消能率。研究成果可为跌流式竖井溢洪道的设计和优化提供参考。

前、外侧入路MIPPO技术联合治疗胫骨干粉碎性骨折患者的疗效及对炎症反应和感染率的影响

目的:探讨前、外侧入路微创经皮钢板内固定(MIPPO)技术联合治疗胫骨干粉碎性骨折患者的疗效及对炎症反应和感染率的影响。方法:选取106例胫骨干粉碎性骨折患者为研究对象,按照手术方法不同分为对照组(n=54)和观察组(n=52)。对照组患者予以交锁髓内钉内固定术治疗;观察组患者予以前、外侧入路MIPPO技术联合治疗。比较两组患者临床疗效、手术一般指标(术中出血量、手术时间及骨折愈合时间、下地行走时间、完全负重时间、治疗费用)、疼痛程度[视觉模拟量表(VAS)评分]、膝关节活动度(ROM)、炎症因子[白细胞介素1β(IL-1β)、C反应蛋白(CRP)、血沉、降钙素原]水平及术后感染率。结果:观察组患者优良率高于对照组(P<0.05);术中出血量少于对照组(P<0.05);骨折愈合时间、下地行走时间及完全负重时间短于对照组(P<0.05);两组患者手术时间、治疗费用比较,差异无统计学意义(P>0.05)。术后,两组患者VAS评分均降低(P<0.05),且观察组低于对照组(P<0.05);ROM、IL-1β、CRP、血沉、降钙素原水平均升高(P<0.05),且观察组ROM高于对照组(P<0.05),IL-1β、CRP、血沉、降钙素原水平低于对照组(P<0.05);观察组患者感染率低于对照组(3.85%vs.16.67%,P<0.05)。结论:前、外侧入路MIPPO技术联合治疗胫骨干粉碎性骨折患者临床疗效好,术中出血量少,手术时间短,术后恢复快,且可改善患者膝关节疼痛,控制机体炎症反应,减少感染的发生。

基于神经网络的汽车驱动轴故障率预测

汽车零件故障率是汽车零件质量的关键评价指标,针对现在行业内缺乏良好的汽车零部件故障率预测方法的问题,建立了一种基于遗传算法(GA)优化BP神经网络的汽车驱动轴故障率预测模型。首先对驱动轴的零件结构和故障模式等进行分析,提取出驱动轴故障率的主要影响因素,并对GABP模型的相关参数进行分析确定;然后利用某车型真实的驱动轴售后数据对GABP模型进行训练预测,并将GABP模型的预测结果与BP模型、线性回归模型、随机森林模型预测结果进行对比分析;最后对该GABP模型的主要输入参数进行了敏感性分析。结果表明:GABP模型的预测精准性更高,预测稳定性更好;整车工厂质量水平对该车型驱动轴故障率影响最大。

一种高精度和高跟踪速率的轴角转换方法

随着运动控制系统对轴角转换精度和跟踪速率不断提高的要求,本文设计了一种随轴角信号变化快慢自动切换分辨率实现高精度和高跟踪速率的方法。通过采集轴角转换器的速度电压信号和分辨率控制信号设计了一种分辨率自适应控制算法。为消除动态切换带来的速度电压瞬态变化,本文设计了一种四带宽积分电路及预充电电路,实现了轴角转换器在高精度和高跟踪速率间的自动快速切换。本设计电路将高精度和高跟踪速率完美结合,解决了传统的单一带宽积分电路无法同时兼顾高转换精度和高跟踪速率的痛点。试验结果表明设计电路可同时实现最高转换精度0.033°,最大转速1152 r/s。

改进型钢包加揭盖装置的应用实践

针对原有钢包加揭盖装置在大包浇余或修包过程中易产生铰座销轴积渣而造成钢包盖脱落、铰钩变形或断裂等问题,创新设计出一种改进型钢包加揭盖装置。通过在原有基础上增加横移装置,实现了钢包加揭盖挂钩的南北横向移动;对加揭盖装置中挂钩、导向轮进行改进,减少了铰钩变形、断裂问题的出现,有效提高了钢包加盖率。