裂纹故障对盘式拉杆组合转子系统应力重组的影响研究

在含裂纹一般整体转子研究中，难以有效反映裂纹尖端奇异效应及其三维形态特征，同时一维方法难以反映复杂组合转子系统的裂纹故障应力影响范围、系统应力重组情况及对系统整体初始形态的影响。针对上述一些问题，以典型三盘拉杆组合转子系统为例，研究了三维裂纹故障对复杂拉杆组合转子系统应力重组及整体弯曲形态的影响，并进行了实验验证。首先，基于三维有限元方法，采用三维等参奇异裂纹有限元建模技术和三维有限软件，建立了三维裂纹子模型及系统有限元模型；然后，采用有限元仿真技术，分析了裂纹及其深度变化对此类组合转子系统的应力分布重组及整体弯曲特性的影响；最后，采用实验方法，验证了裂纹对此类系统整体初始弯曲特性的影响情况。研究结果表明：盘式拉杆组合转子系统裂纹故障的产生会使得裂纹位置区域局部柔性增强，系统的主要界面及系统应力分布发生变化且重组，系统应力分配不均匀，且呈现不对称性，转子整体弯曲形态发生变化；在裂纹深度较浅(0.5 mm)时，裂纹诱发的转子附加弯曲效应并不明显；随着裂纹深度的增加，系统应力分布重组和附加弯曲越趋于严峻，当裂纹深度较深(1.5 mm或2.5 mm)时，裂纹诱发的转子附加弯曲效应较为突出。该...     

静态应力──强度系统中概率设计的Monte Carlo方法

静态应力──强度系统中概率设计的ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ方法武汉纺织工学院机电系郭松，李天毅一、引言可靠性工程分析和可靠性设计方法在机械技术领域中已得到广泛应用，对某一静态应力－强度系统来说，若作用于该系统上的应力随机变量（ｘ）超过系统固有的强度随机变量...     

模型铲刀表面法向压力虚拟测试系统设计

硬件以WTBK16、WaveBook／512和笔记本电脑为基础，利用图形化编程语言DasyLab设计了16通道应力应变虚拟测试系统，在模型铲刀表面法向压力测试试验中成功替代了传统的应力应变测试系统，并在数据的实时显示、实时存储、存储格式、数据处理及回放等方面明显优于传统应力应变测试系统，体现了其较高的性价比。     

基于应力波检测的输油管道泄漏定位监测系统

通过在线监测和分析管道破坏时产生的应力波信号特征，实现对盗油打孔位置的快速、准确的测定。监测系统采用基于远程无线通信网络的主-从机分布式结构形式。主机系统负责系统运行的管理与控制、应力波信号特征提取和定位计算；从机系统负责采集管道应力波信号。打孔应力波信号特征采用基于Hilbert—Huang变换的时频域信号处理方法提取，并结合时差定位算法实现了对打孔位置的精确定位。现场实验测试与实际运行结果表明，本监测系统定位平均误差小于10m，报警准确率达到90％以上，系统响应时间小于10s。     

微机在压力容器应力测试中的应用

针对压力容器传统应力测试方法所存在的弊端，采用软硬件相结合的滤波方法，开发了以计算机为核心的应力自动测试系统，该系统可有效地消除系统噪声等污染源的影响，成功实现了对微弱信号的自动采集、处理和输出。     

在3.5%NaCl水溶液中交替浸渍的阶梯加载拉伸应力腐蚀试验

依据联通器的工作原理，使用时间控制器控制、可逆电机和采用适当的机械传动系统，实现了浸泡和干燥交替进行。采用阶梯加载的拉伸应力状态，把交替浸渍的应力腐蚀从恒应变的恒载荷方式扩展到变载荷方式，提出了一种新的应力腐蚀试验方法，该方法具有试验过程自动控制，运行安全可靠，试验结果重复性好，系统偏差小，节省试验试样和试验时间等优点。试验结果证明，使用这种试验方法可以快速准确地得到一种材料的相对应力腐蚀性能，开辟了应力腐蚀试验的新领域。     

基于有限元的接触网接头线夹应力分析

较全面地叙述了接触网接头线夹应力强度的有限元分析方法。其中主要包括建立有限元模型和利用ANSYS有限元分析软件进行应力分析，并得出不同载荷情况下零部件的应力分布情况，为整个接触网系统的钢结构有限元分析系统研究提供了基础数据和可行的方法；为提高接触网系统可靠性作出了有益的探讨。     

应力-强度干涉模型在系统失效概率分析中的应用及相关问题

研究一般串联、并联及K／N表决系统（不要求系统中各零件失效事件是相互独立的）的失效概率建模与失效概率预测。通过详细考察、深入分析应力-强度干涉理论、方法及其在零件失效概率和系统失效概率计算中的建模过程，介绍“系统级”的应力-强度干涉模型及其在系统失效概率分析中的应用，并给出应用实例及其与实验观测结果的比较。与传统的先计算零件失效概率，再在各零件失效相互独立的（不真实）假设条件下建立串联、并联、表决等系统失效概率模型的方法不同，文中提出应用“系统级”的应力-强度干涉分析直接建立系统失效概率模型的方法。为应用应力-强度干涉模型预测系统失效概率，首先详细分析传统的零件失效干涉分析过程中发生的系统可靠性信息损失问题。分析表明，零件失效概率的不确定性与载荷分散程度有关，在传统的应用应力-强度干涉模型计算零件失效概率过程中遗失的失效相关性信息对系统失效概率估算是十分重要的。在此基础上，指出无法通过传统的零件可靠度参数构建一般系统（具有失效相关性的非独立失效系统）可靠性模型的原因。最后，建立能根据系统低阶失效数据预测高阶失效概率的参数化模型。     

桥梁现浇箱梁满堂支架方案研究

结合工程实例，对某等截面预应力混凝土连续现浇箱梁采用满堂支架进行施工。对满堂支架方案布设情况进行了总结，通过建立满堂支架有限元模型，对支架系统的应力位移进行分析，并对支架系统的沉降进行监控。结果表明：此桥梁现浇箱梁满堂支架方案合理，支架系统的应力位移在合理的范围内，可为类型项目提供借鉴和参考。     

微型机械材料的残余应力测量

硅类薄膜材料是微机电系统使用的主要结构材料它的力学特性直接关系到微机电系统的可靠性和使用寿命，而残余应力是微型机械设计的一个十分重要的力学特性。概述了国内外微型机械薄膜材料残余应力的测量原理、方法和特点，可供微机电系统的设计和制造者参考。     

超声法焊缝残余应力检测技术研究

文中基于声弹性理论,研究临界折射纵波(Critically Refracted Longitudinal wave,LCR wave)残余应力检测原理,通过超声波传播速度的变化,反映出构件表面和内部的残余应力,从而验证采用LCR波检测构件中残余应力的关键技术,具体包括LCR波的激发、接收和后续处理。设计并制作了基于声时的残余应力检测实验系统。声时是整个测量系统中的关键量,其测量水平决定残余应力的测量精度。在实现过程中采用"一发一收"的探头布局模式,通过测量固定长度上声时传播的变化,分析残余应力的分布情况。     

Pressure vessel for tensile testing in high-pressure gases at elevated temperatures

A pressure vessel for tensile testing has been developed to measure tensile stress in high-pressure up to 50.5 MPa at elevated temperatures up to 773 K. The vessel is designed to facilitate the measurement of the actual tensile load on the specimen by an external load cell without the influence of axial stress due to high pressure in the vessel and the effect of friction at sliding seals where the load rod enters the vessel. Application of the vessel to tensile testing of a steel in hydrogen atmosphere is briefly described.     

内表面污染物的低相干光干涉检测法

为检测透明容器内表面是否存在污染物,建立了基于容器壁内表面反射的低相干光干涉测量系统。实验采用宽带低相干半导体激光光源和改进的迈克尔逊干涉仪。将测量臂光路对准透明容器,并调节参考臂的光程,使容器内表面反射光的光程与参考臂反射光的光程相等,并出现干涉现象,捕捉并记录此动态干涉信号。经MATLAB软件处理并提取此信号,根据干涉光强度的不同即可辨别透明容器内是否存在污染物。该检测法可为生物医学、食品质检等领域检测透明容器内表面污染物提供一种方便快捷的新方法。     

Residual stress analysis of an external grooved thick-walled pressure vessel

Residual stress analysis of an autofrettaged thick-walled pressure vessel containing an external groove was described in order to calculate the stress concentration at the external groove. The autofrettage residual stress distributions of the external grooved thick-walled pressure vessel were simulated using an equivalent thermal loading from the analogy of thermal and autofrettage residual stress fields. Thermal stresses due to the simulated thermal loadings for various degrees of autofrettage overstrain level were computed using finite element methods. Very high stress concentration factors due to autofrettage loadings were obtained at the external groove root that contained a sharp root radius. Experimental measurement of residual stresses for a fully autofrettaged smooth thick-walled pressure vessel using an equivalent saw cut method resulted in very close agreement with the theoretical autofrettage residual stress distributions. The stress analysis results implied that the autofrettage residual stress concentration might cause a cracking problem at the external groove root of the thick-walled pressure vessel, indicating that lower autofrettage overstrain and a groove geometry change were desirable for enhanced durability.     

奥氏体不锈钢制压力容器应变强化工艺研究及安全性分析

根据欧盟EN 13458-2: 2002中关于奥氏体不锈钢制压力容器应变强化标准确定了材料的许用应力,设计并制造了奥氏体不锈钢制试验容器,合理制定了焊接工艺并对容器焊缝进行了射线和渗透检测,所有焊缝质量均达到Ⅰ级合格。通过自行开发的精确自动加压设备对试验容器实施应变强化工艺,通过测量应变强化后容器周长变化量来计算强化容器的永久变形量,并与理论值进行了比较,两者吻合较好。对应变强化容器进行了爆破试验,以确定其爆破压力和爆破部位,并测量容器启裂部位的周长变化量和壁厚减薄量,检验强化容器的塑性储备。探究了应变强化容器极限承载压力和爆破安全系数并讨论了其安全性。     

水润滑轴承水膜压力无线测试系统研究

为了深入研究水润滑轴承特性,需要了解轴承真实的水膜压力分布,而传统的滑动轴承润滑膜压力测试无法获得轴承全周水膜压力的连续分布,且采用集流环作为信号传输媒介,其成本较高、对输出信号干扰较大。针对以上不足,研究并设计了一种无线测试系统,可测量水润滑轴承全周水膜压力,并实时监测水润滑轴系的运转情况。介绍了测试系统组成,包括无线采集发射与接收装置、传感器与信号调理模块、测试软件及水润滑轴承试验台,最后应用此系统对八沟槽水润滑平面橡胶轴承的水膜压力进行测试,并与仿真结果对比分析。结果表明,该测试系统实用性良好,可用于测试其他材料和结构的水润滑轴承的水膜压力。     

基于射频信号的非接触式血压监测系统

提出了一种基于射频信号的非接触式血压检测方法,设计了血压检测系统并进行了数据的测试及分析。主要针对传统袖带式血压计对于特殊人群使用不方便以及现有血压检测主流方法中光信号易受干扰、测量不准确、需要跟身体接触等问题进行了方法探究。系统发射射频信号到身体上的待检测点,然后采集反射回来的信号,由多普勒效应原理可以得到脉搏波传导的波形图,并计算脉搏波传导时间,代入血压计算模型中,得到血压值,从而实现非接触式连续检测、监测。实验结果证明,该装置可以实现对血压的非接触式连续检测和监测,为便携式可穿戴式血压测量及实时监测设备提供了可参考的实施方法。     

焊接残余应力的小孔法测试

应用小孔释放法对系列手弧焊接接头的焊接残余应力分布进行测试，讨论了焊接残余应力的分布规律及其相关影响因素，对加载法消除焊接残余应力的效果进行了初步的验证。结果表明，焊接接头的应力不均匀性和不确定性是影响钢制压力容器安全性的关键，采用加载法可以有效地改善这种非均匀应力分布状况。     

A system approach to electrical measurements

The essential idea of the system approach to electrical measurement is uniform treatment of measurement problems and/or instruments, which can be considered as special cases of a system whose functions are performed via signal processing. Recent achievements in the domains of digital signal processing, microelectronics, micro-machining and micro-optics enable one to improve the quality of measurements by means of sophisticated algorithms of signal processing implemented using VLSI technology and by means of microsensors. The integration and the design of measuring systems requires, in general, significant interdisciplinary contributions, and computerized design tools should generally be used for this purpose. Under such circumstances, this approach becomes particularly effective for understanding, designing and teaching measuring systems.