风力机叶片裂纹尖端温度场数值模拟

基于复合材料力学Tsai-Hill屈服准则推导平面应力条件下复合型裂纹尖端的塑性区。应用热耗散能量理论和ANSYS的热力耦合方法计算塑性区0°与45°开裂角玻璃纤维复合材料的热传导温度场。结果表明:0°与45°开裂角的裂纹温度变化趋势一致;0°开裂角裂纹数值与解析计算结果对比误差在5%内,可以对各向异性复合材料预制微裂纹进行温度场模拟分析计算;45°开裂角裂纹对玻璃纤维复合材料的温度场影响大,得出开裂角越大对复合材料的温度场影响越大。     

絮凝剂用量对尾矿浓密的影响机理

以某铜尾矿为实验对象,每吨尾矿中分别添加阴离子聚丙烯酰胺0、10、25、40和55 g,进行浓密实验.在前期(1 h)尾矿浓密分数随着絮凝剂用量增加逐渐递增,由63.98%增加至68.20%;而后期(12 h)浓密分数则随絮凝剂用量的增加略有下降.结合实验结果,将每吨尾矿中絮凝剂添加量由少至多划分为低含量(0~10 g)、合适含量(10~25 g)、高含量(25~40 g)和超高含量(40~55 g)四个区间,提出了不同区间絮凝剂对尾矿浓密的影响机理,分别体现为部分吸附、吸附架桥、保护和包裹作用.      

细粒全尾动态压密与静态压密机理

采用自制深锥模型进行尾矿浓缩实验,研究了全尾在动态与静态条件下的压密效果.当转速为0.05~0.80r·min-1时尾矿的极限质量分数范围为67.41%~70.73%,而同等条件下静态压密时尾矿的极限质量分数只有55.82%.静态压密主要依靠重力作用;而动态压密时颗粒更加紧密,导水杆形成的通道使多余的水向上移动.理论挤密模型可以反映全尾压密过程,静态压密行为对应于简单立体结构,动态压密行为对应锥体结构.理论计算的两种模型产生的单位高度沉降量为29.32%,实验结果为28.81%,与理论沉降量相差0.51%.      

风力机叶片蒙皮微裂纹早期损伤演化分析

针对风力机叶片在成型过程中会无法避免的存在大量的微裂纹进而导致叶片断裂的问题,分析微裂纹在拉伸条件下温度与应力的变化情况.使用万能试验机对表面含有预制微裂纹的叶片试件进行拉伸试验,同时采用红外热像仪采集试件试验过程的温度场;再利用ANSYS软件对相同结构进行仿真得到其应力场,对比试验与仿真过程中温度与应力的变化情况.结果表明,微裂纹初始扩展过程中,温度升高较为缓慢,而后随着应力的逐渐增加,温度升高更为明显,并在加载后期出现一个大幅度的温度升高现象,且整个过程中温度与应力都呈增加趋势,有助于风力机叶片微裂纹早期损伤的检测,提高风力机的运行效率,保证风力机的健康运行.     

办公建筑室内环境数值模拟

为了研究不同送风方式对某办公建筑会议室室内温度场、污染物浓度场及速度场的影响,利用实际测量的会议室尺寸数据建立数学模型,以监测到的相关参数作为软件模拟的边界条件,通过CFD软件对会议室采用不同送风方式进行数值模拟.分析和比较不同送风方式对会议室内温度场、污染物浓度场和速度场的影响,得出顶送风方式下温度处于23.7~25 ℃之间,甲醛浓度基本低于0.1 mg/m³,风速大部分处于0.013~0.093 m/s之间.结果表明,顶送风方式的送风效果优于侧送风方式.     

风力机叶片裂纹的动态扩展特性研究

首先推导了风力机叶片裂纹尖端塑性区的应力强度因子,确定了影响裂纹扩展的主要因素,然后根据裂纹扩展时的声发射信号特性,探讨了声发射信号的特征提取方法。在试验中分析了不同试件的裂纹形貌特性,并针对采集的裂纹扩展声发射信号,比较了不同小波基函数对声发射信号特征提取的影响,提取了裂纹动态扩展的特征频率,从而建立了声发射特征参数与声发射源之间的关联机制,为风力机叶片状态监测和早期预警提供理论依据。     

非线性系统的改进型迭代学习控制算法研究

针对普通闭环PD型迭代学习控制算法收敛速度慢且收敛精度不高的问题,通过在闭环PD型控制算法中引入动态扩张-收缩因子(dynamic expansion compression coefficient,DECC)的方法,提高闭环PD型算法的收敛速度以及收敛精度。同时将鲁棒控制引入至算法中,进一步提高算法抑制外界干扰的能力。通过构造李雅普诺夫函数证明了在所提改进的控制律作用下的信号是有界且收敛的。最后将改进的迭代学习控制算法应用在一类具有重复运行性质的非线性系统中,证明所提算法是有效的。     

风力机叶片多裂纹扩展声发射信号的特征识别

针对风力机叶片蒙皮多裂纹难以状态识别的问题,根据裂纹扩展释放能量的过程,推导主裂纹扩展AE信号的表达式,从而明晰了主裂纹扩展的AE信号特性及其与应力变化之间的关联。由于多裂纹扩展AE信号为卷积混合模型,提出一种对具有非平稳、非线性特性的卷积混合AE信号特征提取的方法,以输出信号的广义能量作为目标函数得到盲解卷的滤波器迭代式,采用Godard算法通过输出信号与估计值的误差调整滤波器系数,并根据相似系数选择适当的非线性函数以减少采集设备对AE信号的影响。最后在裂纹扩展试验中,预制不同尺寸的多缺陷,对叶片试件同时施加激振载荷和循环载荷,每间隔一定的循环次数采集不同状态的AE信号,同时采用具有非全局性的瞬时频率和特征尺度来识别多裂纹在不同扩展状态下的特征,从而明晰了信号特征与多裂纹生存状态的关联,形成了识别多裂纹复合材料损伤的评价机制。