利用调度优化模型研究原油调合方案的可行性

针对某沿海炼油企业拟投用原油调合系统以稳定混炼原油的性质,设计方案要求将部分码头罐的操作模式由混储改为单储的情况,采用约束规划与数学规划复合建模,实现了码头至厂区大容积长输线模拟,建立了该企业的原油调度优化模型并研究了设计方案的可行性。针对240h调度周期、10种可加工原油、3艘到港油轮的复杂工况进行了优化计算。结果表明:该设计方案具备可行性,且油轮仍可实现到港即卸油,蒸馏装置混炼油种也可长时间保持稳定;模型的优化计算时间较短(小于15min),且对长输线收付及存油情况模拟准确,复合建模方法满足工业应用要求。     

附加气室空气弹簧隔振的振动筛动力学建模与分析

附加气室空气弹簧在两个气室之间设有节流元件,可吸收振动的能量,具有良好的阻尼特性。作为一种新型隔振元件,附加气室空气弹簧能缩短振动筛过共振区时间,减小共振振幅及附加倾摆运动,提高振动筛运行的平稳性。分析振动筛二自由度动力学模型,并求解运动学微分方程,发现振动筛实际振动方向角不等于激振力作用方向角,振幅和抛掷指数也可用单自由度模型表征;利用热力学和流体力学理论建立附加气室空气弹簧的线性模型,得到其刚度阻尼的表达式,基于此,推导出附加气室空气弹簧的振动筛动力学模型,并建立运动学微分方程;搭建附加气室空气弹簧隔振系统和振动实验台,测试实验台的运动学参数;在MATLAB/Simulink环境下对所建动力学模型进行仿真研究,并与实验台测试结果进行了比较分析。结果表明:模型仿真振幅为5.321 mm,实验测试的稳态振幅为5.372 mm,二者误差仅为1%,具有较高的准确性。模型仿真结果显示:电机转速对振幅影响较小,对抛掷指数影响较大,随着电机转速由840 r/min增加到990 r/min时,振幅由4.549 mm降为4.427 mm,抛掷指数由3.6上升到4.9;改变隔振系统的初始气压可以调节振幅,当初始气压由0.1 MPa增加到0.6 MPa时,振幅由4.446 mm增加到6.159 mm;节流孔直径对振幅的影响不明显,当节流孔直径由2 mm增加到20 mm时,振幅由4.443 mm变为4.467 mm;通过改变电机转速和隔振系统初始气压组合,可以使试验台振幅在4.45～6.16 mm、抛掷指数在3.46～6.16内变化,实现对振动筛的调节。     

船用螺旋桨的逆向建模研究

为了缩短船用螺旋桨的再设计周期,降低再设计难度,针对船用螺旋桨提出了一种基于逆向设计软件Geomagic Design X和三维建模软件UG的逆向建模方法。详细介绍了螺旋桨的逆向建模过程和主要操作流程,通过比较放样和面片拟合生成叶片NURBS曲面的方法和原理,得到一种合适的叶片曲面作为叶片重构的基础。采用Geomagic Quality软件对螺旋桨进行整体精度分析,结果发现螺旋桨重构模型和螺旋桨点云数据之间的偏差在允许范围之内,验证了此螺旋桨逆向建模方法的可行性,同时为类似的逆向建模提供了思路。     

发动机多楔皮带轮旋压工艺的研究

针对发动机多楔皮带轮大变形成型工艺问题,对塑性变形理论、多楔皮带轮材料本构模型及材料间摩擦类型等方面进行了阐述,对多楔皮带轮旋压过程中的毛坯、旋轮、芯模、尾顶进行了三维建模与装配,并对各零件之间的相对运动进行了分析。根据皮带轮楔型结构特征,基于Deform软件和刚塑性模型,提出了采用冲压和4道旋压工艺的多楔皮带轮成型方案。进行了有限元数值仿真,分析了各道旋压工序的实时动态应力应变状态及成型缺陷。通过模具试制和实际加工,对冲压和4道旋压工艺的方案进行了验证。研究结果表明:多楔带的齿槽和齿状填充饱满,加工的工件外形尺寸与零件图基本吻合,成型效果较好;该旋压工艺方案能较好完成多楔皮带轮成型加工。     

基于MAYA参数化建模的FLUENT设计与应用

由于μDMFC结构尺寸的减小致使CO2气体容易阻塞阳极沟道,影响沟道内的气液输运。含气率作为评估沟道气液输运特性的标准之一,但是目前的后处理过程难以直接获取蛇形沟道沿程截面含气率,因此针对FLUENT后处理进行二次开发。该二次开发程序通过GUI传递模型特征参数,基于MAYA的可视化交互环境进行参数化模型的实时显示,并以日志文件作为接口实现MAYA和FLUENT间的数据传递从而实现参数化建模,进而获取沟道沿程截面含气率数值。最后基于二次开发软件研究了一种新型流场板结构,并发现改变双层流场板沟道侧壁面润湿特性能有效改善沟道气液输运特性。此处理方法不仅为研究燃料电池沟道输运特性提供了有效的数据获取手段,也为研究气液两相流动现象提供了解决思路。     

[可靠性建模及试验技术]重型机床液压元件油液污染退化量分布剖面可靠性建模

针对重型机床液压系统故障频繁且多与油液中的固态颗粒污染物相关的问题，进行了油液污染趋势变化试验。通过时域分析获得了油样颗粒数的有量纲和量纲一参数，通过Q-Q图和K-S检验分析有量纲参数，污染颗粒数是退化量服从正态分布的退化数据。进行了油液污染与环境相关性分析试验，采用相关系数法分析得到，颗粒数变化量与一定范围内的温度、流量、压力的相关性小；将液压元件分为管路、阀、过滤器三类，用直径5 μm左右的颗粒和直径大于15 μm的颗粒分别研究管路及阀件的堵塞和磨损情况，以过滤器过滤精度大小的颗粒研究过滤器的堵塞情况，设定ISO4406标准20/17级对应的颗粒数为阈值，利用退化量分布建立了液压元件单一故障模式的可靠性模型；利用竞争失效模型将上述模型融合为多故障模式下的可靠性模型。     

基于SysML的嵌入式软件系统建模与验证方法研究

嵌入式软件系统由于广泛采用分布式异构网络,使得软件系统复杂性呈现几何增长,因此需要在系统设计的论证阶段,对系统需求和设计方案进行正确性和充分性验证,进而发现系统性设计缺陷,避免可能引发或导致的严重系统性问题。为此,提出一种基于SysML的嵌入式软件系统结构与行为需求建模方法。通过对嵌入式软件系统的结构和逻辑行为进行层次化建模,并利用Modelica离散与连续融合的仿真特点,在系统需求论证阶段,基于建立的仿真模型对系统关键功能指标进行仿真,结果表明,该方法对系统需求论证具有可行性。     

软土地层小净距重叠隧道施工技术研究

依托工程实例,对重叠隧道施工技术进行了分析,通过分析模型和实际施工中面临的风险,推荐了"先下后上"的施工顺序,并给出了施工中需采取的措施与建议。通过采取一系列措施,该区间顺利完工,其经验可供类似工程借鉴。