材料成型及控制工程专业实践教学体系研究与探讨

专业实践教学体系的建立和发展,直接影响到应用型本科院校的教学质量。本文以材料成型及控制工程专业为例,分析了实践教学的现状。为提高实践教学质量,提出实践教学改革需从四个方面着手提高:一、开放实验室;二、让学生参加科研和创新实践;三、安排校外工程实践;四、加强专业实习实训环节。

风电叶片多点加载系统的机电耦合特性及试验研究

针对风电叶片加载多点激振时出现耦合问题,对多点疲劳加载系统进行合理简化,以两点摆锤激振加载为对象建立动力学数学模型,构建系统的机电耦合方程.在共振条件下的对机电耦合关系进行求解,通过相平面法得到振动系统的机电耦合特性、平衡奇点处的谐振同步性及稳定性条件,揭示加载系统出现耦合现象的机理.试验研究系统动态分岔耦合、主共振机电耦合特性及机电耦合作用下的同步控制,验证理论分析的正确性及控制算法的有效性,为疲劳加载系统的工程应用提供指导及试验参考.

风力机叶片电磁脉冲式疲劳加载系统及试验研究

分析疲劳试验过程中叶片加载的运动规律,利用能量法对能量耗散进行计算及动力参数匹配,设计一套叶片电磁脉冲式疲劳加载系统。采用短时能量补充加载,瞬时最小势能原理导出叶片在时变载荷作用下的多自由度运动方程,建立仿真模型并对脉冲激励叶片响应数值进行仿真。利用激光测距传感器获取加载点振幅为控制参数,控制器基于SPWM(Sinusoidal Pulse Width Modulation)脉冲控制方式,搜索跟踪共振频率,实现叶片等幅稳定振动。现场试验表明,叶片脉冲加载载荷均匀,控制过程稳定可靠,共振时叶片加载点振幅误差保持在±5%之内,试验效率及系统寿命得到提高,可为风力机叶片疲劳实验提供一种新的加载方式。

风力机叶片双锤作动疲劳加载系统及试验研究

设计一套双作动器共振型风力机叶片疲劳加载系统,对系统能量耗散计算及动力参数匹配,基于多级网络模式制定共振疲劳加载控制策略。对同步控制策略与算法进行研究,确立虚拟主令点动控制方式,采用配重块优化叶片展向弯矩分布误差,以振幅偏差及加载频率为输入输出建立控制系统,控制器基于控制同步方式驱动伺服电机,搜索跟踪共振频率,对振动参数数据采集、存储与分析,实现叶片等幅稳定振动。现场试验结果表明,系统控制同步有效,共振频率搜索与跟踪效果较好,共振时叶片振幅误差保持在5%之内,刚度无明显变化,试验精度与效率得到提高,可为风力机叶片疲劳加载的工程应用提供理论与试验参考。

风电叶片伺服静力加载系统设计与评价

为了克服叶片液压静力加载系统调试范围窄、响应速度慢等问题,减少各个节点的牵引力耦合,设计了基于伺服驱动技术的叶片静力加载系统,提出BP神经网络变积分PID控制算法。试验结果表明:系统加载过程中加载点牵引力能保持平稳、协调变化,具备更强的抗干扰适应性,满足风电叶片静力加载试验要求。

风电叶片双锤激振加载振动耦合特性及试验研究

针对风电叶片双锤激振加载过程出现振动耦合特性,对叶片疲劳加载系统进行合理简化,基于拉格朗日方程建立动力学数学模型。利用小参数周期平均法对其在共振条件下的幅频特性进行求解,通过相平面法得到振动系统的耦合特性及稳定性条件,对系统振动耦合过程主要影响参数进行数值仿真。在此基础上对系统耦合同步传动、动态分岔耦合、振动耦合同步控制、叶片加载过程进行试验研究,验证理论分析的正确性及控制的有效性,为进一步开发高效的风电叶片疲劳加载试验系统,提供理论支持和试验依据。

聚合物气辅共挤对挤出胀大影响的数值模拟

采用计算流体力学软件建立了二维模型,以低密度聚乙烯和聚苯乙烯为研究对象分析二维模型的有限元。对比了气辅共挤和传统共挤过程中挤出胀大与熔体界面分布,研究了气辅共挤和传统共挤对口模压降、剪切速率分布及剪切应力分布的影响,将气辅共挤、传统共挤时口模压降与挤出胀大率的模拟、实验结果做了对比。结果表明:气辅共挤能有效减小甚至消除传统共挤过程中出现的挤出胀大现象,并有助于熔体界面的稳定和降低口模压降;模拟结果与实验结果具有良好的一致性。

风电机组叶片弦向摆锤共振疲劳加载特性分析

针对叶片弦向加载系统,建立系统的弹簧-阻尼模型,利用拉格朗日方程推导出系统的运动微分方程。分析叶片弦向疲劳加载共振能量,对系统进行动力学分析和参数匹配,并完成疲劳加载实验装置测试。试验结果表明:当驱动频率与加载对象固有频率偏差较大,振幅则发生剧烈波动,偏差较小时,加载对象振幅会趋于稳定,为疲劳加载系统应用提供理论依据及试验参考。

风电叶片车辆运输装备液压减振特性研究

针对风电叶片新型液压机构运输装备,在对运输系统简化的基础上,建立了牵引车、运输装备和叶片之间的数学模型,数值分析系统振动能量传递、装备的蓄能器刚度与节流阀阻尼,考虑叶片运输状态的模态,得到运输装备模型基本参数,仿真分析系统路谱激励下振动加速度以及蓄能器容量影响。结果表明:蓄能器刚度、节流阀阻尼是影响系统性能的主要参数,选择最优的节流孔直径和蓄能器容量及预充压力,在输入激励频率大于固有频率2^(1/2)倍时,振动传递率小于0,叶片振动加速度明显降低,叶片相对于静平衡位置偏移的振动位移减小,系统减振性能有较大的改善。

多层导电结构内部状态脉冲涡流检测分析方法

针对脉冲涡流多层导电结构内部状态检测问题及检测中提离抖动的干扰,采用Fisher线性判别分析(FLDA)进行脉冲涡流检测信号特征提取,抑制提离抖动的影响;应用支持向量机(SVM)进行多层导电结构内部状态的检测与分类;以双金属片温控器内部状态检测为实例进行实验验证.理论和实验分析表明,在多层导电结构内部状态检测时,FLDA可以通过选取最佳的投影方向,最大程度地分离有用特征信息和干扰信息,相较于基于峰值、峰值时间的时域特征法,能够有效地减小提离抖动的干扰,提高内部状态的检测准确度;在减小训练集样本的情况下,FLDA检测方法具有较高的检测准确率.

PLC技术在移动机器人中的应用研究

可编程逻辑控制器，简称为PLC（Programmable logic Controller），是以计算机技术为基础的新型工业控制装置。移动机器人是包括计算机、自动化、机电一体化、通信、材料等多学科综合的一个平台。最早PLC主要是应用在工业机器人上，用于汽车焊接、喷涂等。随着智能移动机器人包括像家庭服务机器人、深海和太空探测机器人等的广泛推广，PLC技术也发挥了巨大的作用。原因在于PLC在移动机器人的运动控制方面具有运行简单、性价比高等诸多优点。

浅谈二段关闭装置在那比水力发电厂的应用

论述那比水力发电厂二段关闭装置所整定的导叶关闭时间及其拐点的选择,经实验证明,其时间与拐点的选择能使机组在甩负荷过程中满足压力上升率和转速上升率的调节,保证计算的要求。

风机叶片全尺寸静力多点加载的解耦控制

针对风机叶片静力加载试验时各个加载点之间存在加载力耦合,加载力抖动影响精度甚至损坏叶片,研究了多点风电叶片静力加载模型及解耦控制。分析多点加载下叶片变形耦合,利用悬臂梁模型推导了多点加载下叶片变形耦合矩阵关系式,并结合变频调速控制液压系统,建立了两点耦合加载系统的仿真模型,设计了解耦控制器及自适应模糊PID控制算法,减少各个节点的牵引力耦合,实现叶片多节点全尺寸静力加载试验。仿真表明解耦控制器很好地解决多点耦合,加载曲线振荡现象明显减少,节点最大误差为2.3%。试验进一步证明:叶片加载过程中加载点牵引力能保持平稳、协调变化,加载保持阶段的偏差维持在±0.1 k N,降低了加载过程中牵引力耦合,获得较好的控制效果,满足风机叶片静力加载试验要求。