[成形过程仿真优化与集成计算材料工程]限定加热管布局的快速热循环注塑成形模具电加热系统优化

针对管道布局、最大允许能耗给定条件下快速热循环注塑成形（RHCM）注塑模具型腔表面快速均匀加热的问题，提出以单根加热棒热流密度为设计变量，以模具型腔表面升温效率和温度分布均匀性为目标，结合有限元模拟、响应面设计以及多目标粒子群优化技术来优化RHCM模具电加热系统。与优化前相比，加热系统优化后，模具型腔表面最大温差降低63.4%，加热系统总能耗降低9%。对比了不同注塑成形工艺条件下成形的平板塑件表面质量，结果表明，相对传统注塑成形（CIM）工艺，RHCM工艺将制品表面粗糙度Ra从320 nm降低到118 nm，并有效抑制了制品表面熔接痕、缩痕等缺陷；发现制品表面粗糙度与型腔表面对应点温度成负相关，说明优化后的型腔表面温度分布更有利于提升制品表面质量。     

避免加速度倍频激励共振的凸轮从动件运动规律设计

提出了一种运用有限傅里叶级数进行凸轮从动件运动规律设计的方法,运用该方法可有效减小或避免凸轮机构运动产生的某倍频激励恰与所作用对象的固有频率相近或相等而产生较大的倍频振动或共振。凸轮从动件运动规律依据工艺运动要求设计,常用有高次多项式等,通过对其周期运动进行频谱分析,可得其加速度幅值频谱;结合考虑激励对象的动态特性,在满足凸轮从动件运动规律工艺运动要求的条件下,选择去掉该凸轮从动件运动规律加速度幅值频谱中那些易引起倍频激励共振的项,得到改进设计后的运动规律,进而达到通过改变激励源频谱特性来减小激励对象振动的目的。进一步通过对改进后的凸轮从动运动规律的有限傅里叶级数的项数及系数进行优化,可使其能更好地满足给定工艺运动要求。     

基于变分模态分解与快速谱峭图的齿轮箱滚动轴承故障特征提取

针对齿轮箱的滚动轴承故障信号因噪声干扰,难以进行有效提取的问题,提出了基于变分模态分解与快速谱峭图相结合的轴承故障特征提取方法。首先,利用变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)将振动信号分解成若干个本征模态分量(Intrinsic Mode Function,IMF),通过相关峭度计算选取故障信息最突出的分量信号;然后,利用快速谱峭图自适应地确定带通滤波;最后,对滤波后的信号进行平方包络谱分析,提取出故障信息。通过公开数据分析和齿轮箱轴承故障实验,证明了该方法的有效性和可行性。     

最大相关峭度反褶积与傅里叶分解方法相结合的滚动轴承故障诊断

针对强背景噪声环境下滚动轴承故障特征难以提取的问题,提出一种基于最大相关峭度反褶积(MCKD)与傅里叶分解方法(FDM)相结合的滚动轴承故障诊断方法。首先采用MCKD对振动信号去噪、提取与故障相关的冲击成分;其次,采用FDM对去噪信号进行分解,得到若干个瞬时频率具有物理意义的傅里叶固有频带函数和一个残余分量之和;第三,依据各个模态与去噪信号的相关性提取包含故障信息的最优模态分量,并对它们进行重构;最后,计算重构信号的包络谱,从谱图中读取故障信息。将所提故障诊断方法应用于滚动轴承故障仿真和实验数据分析,并通过与现有方法进行对比,结果表明,该方法优于所对比的方法。     

深调峰工况下锅炉虚假水位预测

  [目的]  火电机组深调峰工况运行“虚假水位”现象严重影响机组安全运行，准确预测虚假水位出现时刻和幅度能够优化控制系统设计。  [方法]  研究思路为:将实际水位看作真实水位和虚假水位两部分的叠加，先根据能量平衡和物质平衡建立汽包水位模型计算出真实水位，再用实际水位减真实水位得到虚假水位，然后利用小波分析燃料量、汽包压力等信号与虚假水位信号在不同时间空间尺度下的相关性。  [结果]  通过对某600 MW机组深调峰负荷段运行数据进行分析，发现通过机理建模有效消除了给水流量和蒸汽流量对虚假水位信号波动的影响；在0.062 5 Hz至0.125 Hz频段，燃料量和汽包压力分别与虚假水位信号呈强相关性。  [结论]  可以辅助判断虚假水位的产生及其波动幅度。