气体静压球轴承的静特性分析及其实验研究

针对空气静压球轴承雷诺方程求解困难的问题,应用Matlab PDE工具箱提出了一种比较方便的数值求解方法,该方法通过坐标变换将气体润滑三维球面展成二维矩形平面,再将球面轴承的Rey-nolds方程变换成标准的椭圆型偏微分方程形式,进而以Matlab PDE工具箱为求解器,编制迭代计算程序,对其静特性进行计算。并研制了一套基于空气静压球面轴承的主轴样机对数值仿真结果进行验证,结果表明该方法比较理想,该方法在流体润滑领域有一定的应用前景。     

基于PDE的气体润滑轴承特性的数值分析

针对雷诺方程求解困难的问题,应用Matlab PDE工具箱提出了一种比较方便的数值离散求解方法,同时提出了一种对剖迭代的逼近算法来处理压力边界条件。并采用该算法通过改造PDE工具箱对小孔节流静压气体径向轴承的静态性能进行了研究,将其计算结果与其它分析方法的计算结果进行了比较,表明该方法的计算结果精度很高而且非常稳定,证明将该方法应用在流体润滑领域的可行性。     

边界元方法在研究气体静压轴承静特性中的应用

本文应用边界元方法研究了在二维流动假设下，气体静压圆柱轴承的静态特性。并将其计算结果与其它分析方法的计算结果进行了比较，证明了该方法在这一领域应用的可行性。     

基于旋量理论的3-US并联机构运动学分析

应用旋量理论对一种3-US并联机构进行了运动学分析。首先对该并联机构进行位置分析,根据机构的几何约束条件,将机构的位置分析转化为对三个非线性几何约束方程的求解,运用数值计算方法对方程进行了求解。然后应用旋量理论建立了该机构的正逆速度分析方程,并通过实例说明了这种方法的应用。最后应用ADAMS软件对3-US并联机构进行仿真,并与本文方法计算结果对比,验证了本文方法的精确性。     

基于格子-波兹曼方法求解油膜压力的探讨

由于外界环境及磨损等方面的影响,固体颗粒不可避免的进入到润滑油中,为了更方便地分析和求解含有固体颗粒的动压轴承的润滑问题,提出了一种新的求解油膜压力的方法——格子波兹曼方法 (LBM)。介绍该方法的基本原理及计算流程,基于该方法从流场的角度分析流体润滑,建立润滑区域的LBM离散模型。对该模型进行求解,并将计算得到的油膜压力与有限差分法的求解结果进行比较,两者的结果吻合较好,并且LBM中润滑区域的网格划分越细,其误差越小,这表明采用LBM求解润滑油中含有固体颗粒的润滑问题是可行的。     

基于数值解分析非均匀电场对离子迁移谱的影响

本研究分析了迁移管内带电体的结构,给出求解拉普拉斯方程的数学模型、迁移管带电体的边界处理方法和迁移管内离散电场数值的计算方法。离子门关闭期间,改变驱动脉冲的对称电压值将在迁移区产生非均匀电场,对离子迁移谱的分辨率、峰位、信噪比等特性产生影响。借助数值求解拉普拉斯方程得到的计算结果,对非均匀电场对迁移谱的影响进行合理的解释,给出理论计算迁移谱峰位的方法,并与实验结果进行比较,验证了计算方法的可靠性。实验结果表明,应用离散求解拉普拉斯方程计算迁移管电场在离子迁移谱领域有较好的应用前景。     

结构损伤识别的联合灵敏度方法研究

提出一种联合灵敏度方法用于结构的损伤识别中,该方法将频率、振型和柔度三种灵敏度结合起来,可以获得更多的方程来求解损伤参数。利用数值算例对所提方法进行验证,并将所得计算结果与特征对灵敏度方法计算结果进行比较。结果表明所提方法是合理可行的。     

求解车辆路径问题的改进微粒群优化算法

微粒群优化算法是求解连续函数极值的一个有效方法。研究了用该算法求解车辆路径的问题。设计了求解车辆路径问题的一种新的实数编码方案,将车辆路径问题转化成准连续优化问题,并采用罚函数法处理约束条件。应用该微粒群优化算法求解了多个车辆路径问题的算例,并与遗传算法和双种群遗传算法进行了比较。计算结果表明,该算法可以更有效地求得车辆路径问题的优化解,是解决车辆路径问题的有效方法。     

基于坐标测量机和拟粒子群进化算法的圆柱度误差检测与评定

建立了任意位置下基于坐标测量机检测的圆柱度误差最小区域解的数学模型,提出了采用拟粒子群进化算法求解最小区域圆柱度误差新方法。该算法使用实数编码,由拟随机Halton序列产生粒子的初始位置和速度,基于浓缩因子法修改粒子的速度。为了验证算法的有效性,对文献中测量数据采用提出的方法进行圆柱度误差计算并将结果与多种算法计算结果进行比较,同时在加工中心加工大量轴类零件,使用三坐标测量机对零件进行实测,应用该进化算法计算最小区域圆柱度误差并与三坐标测量机给出的结果进行比较。实验结果均证实了提出的方法不仅优化速度快、计算精度高,而且算法简单,需设置参数少,便于推广应用。     

双层材料离心机转子温度场的数值分析

在分析离心机转子系统传热机理的基础上,将双层材料的离心机转子温度场处理成求解二维轴对称稳态温度场的数学模型。利用四边形四节点等参单元的有限元方法,对该模型进行数值求解,得出了温度场的计算结果,并与试验结果进行了比较。对双层材料离心机转子温度场进行了传热特性分析。     

机械噪声源识别的混合波叠加法

提出了一种稳健声场的全息变换算法——混合波叠加法，它结合了波叠加法和Helmholtz方程最小二乘（HELS）方法的优点，用相对少量的测点数据就可重建任意形状源表面的声场。在半消声室里，运用29个传声器组成的“＋”字形平面传声器阵列，对一运转的电机进行噪声源识别，得到声源的空间声压场分布及声源位置，显示出混合波叠加法在工程实践中广泛的应用前景。     

基于多流场耦合的水力风机的性能预测

针对水力风机运行过程中同时存在水流场和空气流场,常规的单流场数值计算无法直接确定水力风机的工作点及相应性能的难题,基于Fluent的UDF技术设计了一种多流场弱耦合计算方法。该方法实现了水流场和空气流场进程的同步进行和两者之间的数据交换。最后利用该耦合方法对某型水力风机进行了模拟计算,模拟性能与试验性能具有较好的一致性。该方法的提出为后续水力风机的性能优化奠定了技术基础。     

飞行时间质谱宽能量聚焦反射器设计

离子的能量分散是影响飞行时间质谱分辨率的主要因素之一。本研究在Vlasak提出的宽能量聚焦反射器设计方法的基础上,通过同时优化飞行时间反射器各电极间的距离和电压的方法,使宽能量分布的离子具有更好的时间聚焦性能,并采用SIMION软件建立的仿真模型验证该方法的有效性。理论计算和仿真实验表明,本设计方法对极板加工和装配的误差可通过微调极板电压补偿,这有效地降低了仪器研制过程中的机械加工和装配精度的要求,从而进一步提高了方法的实用性。     

基于扫描法的轧辊瞬态温度场准三维建模与仿真

为了准确预报和控制轧辊瞬态热行为,对轧辊瞬态温度场进行了分析和研究。针对轧辊的工作特点,采用基于扫描法的准三维建模方法,从局部二维温度场出发拓展出全局三维温度场。该方法可以准确全面刻画出轧辊温度场的分布,最大限度地对计算过程进行了简化,为轧辊温度场研究提供了合理方案。应用该方法对1450轧机工作辊温度场进行仿真,取得了很好的效果。     

高炉专家系统数据采集及处理方法的研究

针对利用传统的数据采集方法很难满足工业现场数据采集的问题,根据江苏永联钢铁集团公司进行高炉专家系统开发的经验,结合一般工业企业对于数据采集及处理的研究,改进了传统的利用OPC采集工业现场数据的方法,提出了采用IO Server中间数据采集层的数据获取方法。并针对高炉数据复杂、干扰大的特点,研究了高炉数据特性,给出了数据处理的主要方法。研究结果表明,利用此种方法采集数据具有较强的适用性和很高的稳定性,为高炉专家系统的发展提供了较为实用的参考价值。     

Measurement and simulation of the voltage distribution and the electric field on a glass insulator string

The electric field and voltage distribution in glass insulators used to support high-voltage lines are very important for their performance. In this paper, a 150 kV glass insulator was simulated. A three-dimensional electric field analysis program has been used for the calculations. The electric field and potential distributions in the vicinity of the insulator was examined. Finally, in order to validate the accuracy of the method, the simulation results were compared to corresponding experimental results with satisfactory agreement. The small deviation between the simulation and the experimental results shows that the simulation methodology is a useful tool for the calculation of the potential in this problem.     

狭缝节流空气静压轴承局部气膜流场的直接数值模拟

采用3阶精度的迎风格式及2阶精度的中心差分格式,直接求解二维非定常N-S方程组,研究狭缝节流空气静压轴承压降恢复之后区域的流场特性。使用雷诺方程计算相同位置气膜中心处的流场状态,并与直接数值模拟方法的计算结果进行对比。结果表明:雷诺方程与N-S方程在计算域内计算结果基本一致,两者压力偏差为0.173%,速度偏差为1.217%;流场压力、密度沿气流方向逐渐减小,但在气膜方向几乎不变;流场速度、压力梯度沿气流方向逐渐增加,速度在流场出口处达到最大值;直接数值模拟方法得到了流场的温度变化,即整个流场的温度变化很小,温度整体呈上下高、中心低的分布,而雷诺方程无法计算得出整个流场的温度变化情况;采用雷诺方程计算轴承压降恢复之后区域的流场是合理的。     

三维微型梳齿的静电结构耦合特性研究

为了解微机电系统中,静电结构耦合作用对微梳齿结构性能发挥的复杂作用,对三维微梳齿驱动器的静电结构耦合特性进行了研究,用有限元方法仿真和分析了耦合作用在3个方向上对梳齿结构静电力或位移的影响。结果显示出3个方向的耦合作用都随着电压增大而增大,不同方向耦合作用对静电力和位移的影响不同,其中x方向上的作用最为显著,考虑梳齿在不同情况下的耦合作用对梳齿结构的设计、驱动电压的选择等有指导意义。     

显示驱动器LM3914及其在锅炉模拟仿真系统中的应用

锅炉仿真培训系统对锅炉工的培训显得尤为重要。利用LM3914显示驱动器设计模拟热水锅炉汽包水位动态显示，通过胜利油田检测中心现场应用，取得了良好的效果。