进化论动态参量自适应消噪算法

由于以输出信号平均能量的倒数为适应度函数、以及定值克隆系数和定值匹配系数的因素,制约了传统进化论自适应消噪算法的收敛特性,影响了传统进化论自适应算法降噪的有效性。针对该问题,提出了基于动态适应度函数的进化论变系数自适应消噪算法。新算法中,匹配系数与进化代数相关联,克隆系数由进化代数和适应度值决定,并采用动态适应度函数,改善了滤波器的收敛特性和噪声抑制能力。模拟仿真分析表明,新算法较同类进化论算法有较快的收敛速度和良好的消噪效果。物理台架实验数据验证了该算法对故障信号的有效提取能力。     

齿轮粗糙界面时变啮合刚度算法与特性分析

基于粗糙界面的分形接触模型,引入曲面接触系数来表征齿轮在啮合过程中曲率和基体变形对啮合界面微凸体分布函数的影响,提出了一种考虑齿轮啮合界面粗糙形貌的齿轮时变啮合刚度修正算法,获得了表面形貌参数、材料特性参数和输入转矩对齿轮时变啮合刚度特性的影响规律。结果表明,齿轮时变啮合刚度随着表面粗糙度的增大而减小,随着材料强度和输入转矩递增。     

基于频谱能量的材料晶粒尺寸表征方法

研究了利用超声频谱能量对材料晶粒尺寸进行表征的方法。通过不同的热处理方式获得了不同晶粒尺寸的奥氏体不锈钢材料,再分别利用衰减系数法、声速法和频谱能量法对材料的晶粒尺寸进行表征。结果表明:频谱能量法得到的衰减系数与平均晶粒尺寸呈非线性关系,晶粒尺寸的预测误差在4%~15%以内,优于传统的分析方法,证明了新方法的有效性。     

动力系统非连续单一叠加结构界面变形与能量损耗特性

振动与其能量通过多层叠加结构的非连续界面的传递机理和损耗特性是一项研究较少的难题,考虑其结构界面粗糙度影响的更少.通过建立"单层绝对光滑金属板一刚性平面"和"单层粗糙金属板一刚性平面"的单界面模型,采用有限元方法,对加载与卸载过程中,具有不同界面形态、不同塑性材料特性和界面摩擦的单层模型界面的接触力和变形进行计算,研究了单一界面上的接触力一变形关系,以及由塑性变形与界面摩擦引起的能量损耗特性,获得描述单一界面能量损耗与接触变形的关系表达式.为研究振动和能量在多层叠加结构的非连续粗糙多界面上的传递机理和损耗特性提供了基础.     

垃圾焚烧炉二次燃烧的数值模拟

针对城市生活垃圾焚烧发电的排放问题,以重庆市某垃圾焚烧炉为原始模型,采用计算流体动力学(CFD)方法对炉膛内气体的二次燃烧过程进行了数值模拟.利用标准k-ε湍流模型对气相湍流运输进行了模拟,并利用Monte-Carlo 热辐射模型计算了辐射传热特性,获得了当施加不同边界条件时炉膛内气体的温度场、浓度场以及气体在炉膛内的停留时间分布等,并对其抑制二噁英产生的效果进行了评价.结果表明:进口边界混合气体中CO的含量和气体速度对燃烧效果有重要影响.当CO含量为5%、气体速度为1.58m/s时,燃烧效果较好,并能有效抑制二噁英类剧毒物质的产生.通过对垃圾焚烧炉二次燃烧的数值模拟与仿真,可获得和预测炉膛内气体燃烧的状况,并为焚烧炉的设计和改进提供一定的参考.     

金属内部裂纹的超声衰减特性与近表面缺陷识别

建立了包含裂纹缺陷的二维金属板模型.采用有限元方法,对具有不同深度裂纹的材料内部超声波场进行计算,获得了不同裂纹深度金属材料上表面的回波信号,分析了裂纹深度对超声波传播特性的影响规律.进一步分离提取不同阶次底面回波的频谱特征,获得了由裂纹缺陷引起的超声衰减系数随频率的变化关系.最后提出了通过底面回波频谱图辨识近表面裂纹缺陷的方法.      

粗糙界面法向接触振动响应与能量耗散特性研究

粗糙界面的法向接触振动与能量耗散特性对描述界面动力学机理具有重要的理论和实际意义。本文通过建立粗糙界面法向接触振动的动力学模型,提出了其法向接触振动响应特征量和振动能量耗散量的计算方法。基于粗糙表面的三维分形模型描述,构造了粗糙界面的接触力-变形关系式,并与Hertz接触模型的力-变形关系进行了对比分析;建立了粗糙界面接触振动系统的动力学方程,计算了不同表面形貌粗糙界面系统每周期的振动能量耗散率和累计能量耗散率;分析了粗糙界面法向接触振动的响应特征与能量耗散特性,从理论上对界面法向微动能量耗散的实验结果进行了解释,为描述接触界面的动力学机理提供了理论依据。     

金属材料内部非金属夹杂超声检测的数值模拟

在金属材料内部夹杂物的超声检测中,如何通过检测获得的回波信号辨识夹杂物的属性和位置,一直是其重点和难点问题.通过建立包含夹杂物缺陷的二维金属板模型,采用有限元数值模拟的方法,对材料内部超声波场进行计算,获得了两种最典型的夹杂物Al₂O₃和TiN,以及二者在材料内部不同深度时的超声回波信号.研究了夹杂物类型和夹杂物深度对超声回波时域波形以及对界面波、夹杂物缺陷回波和底面回波频谱分布的影响规律.      

非连续粗糙多界面接触变形和能量损耗特性研究

非连续多层叠加结构的粗糙界面接触形变与能量损耗特性一项研究较少的难题。本文在单一界面能量损耗特性研究的基础上,通过建立“多层粗糙金属板--刚性平面”的多界面模型,采用有限元方法,对加载与卸载过程中,具有不同界面形貌、不同塑性变形行为和界面摩擦的多层叠加模型粗糙多界面的接触力和变形进行计算,研究了多层叠加结构粗糙界面上的接触力-变形关系,以及由塑性变形与界面摩擦引起的能量损耗特性,构造了描述粗糙多界面上接触力-变形关系表达式,计算了多层粗糙界面的能量传递损耗率,分析了多层叠加结构的非连续粗糙多界面接触变形机理和能量损耗特性。     

摩擦片非线性损伤累积计算与寿命预测

摩擦片是车辆传动系统的重要部件,持续性的制动或者离合使得摩擦片承受较大范围的冲击载荷,需要对该工作环境摩擦片进行寿命预测.提出了一种基于冲击非线性损伤累积的摩擦片损伤计算方法,即:设定应力门槛值,对超过应力门槛值的冲击衰减应力曲线积分,进行非线性损伤计算.理论计算与试验结果对比表明:该方法可用于摩擦片损伤计算和寿命预测,效果良好.