可重复使用运载器金属热防护系统的历史与发展动态分析

随着重复使用运载器的研制和发展,金属热防护系统的发展从简单到复杂;金属热防护系统的优点使得其在热防护系统中的地位日益提高。这里总结了金属热防护系统的历史发展历程,描述了其典型细节设计,提出了其存在的问题,展望了金属热防护系统的发展方向,为未来设计提供借鉴。     

热环境下的金属热防护系统的动力学特性研究

研究了金属热防护系统(metallic thermal protection system,简称MTPS)在典型RLV再入热载荷作用下的动力学特性.首先,针对MTPS在热载荷作用下的动态响应问题,结合数值算例验证了有限元分析方法的可行性和正确性;其次,基于MTPS的有限元传热分析模型,计算了热环境下结构的瞬态温度响应;最后,使用有限元的分析方法对笔者建立的MTPS简化模型在热应力场和结构场耦合下的结构动力学特性进行了研究分析,给出了典型再入热环境下结构的固有振动频率随加热时间的变化曲线.计算结果发现,材料弹性模量等参数的变化比热应力场对MTPS结构固有频率的影响更大,热应力场对结构固有频率的影响最高达到10.3％的比例.     

精密数控机床主轴系统热动态特性分析与研究

解决了因主轴热变形引起的数控机床加工精度下降的问题,建立了精密数控机床主轴径向和轴向动态热变形的计算机精细数值计算模型和主轴热误差动态预报理论模型,以期揭示温度变化对精密数控机床加工精度的影响机理,为精密数控机床综合误差补偿提供理论依据和技术支撑。本文采用理论分析、数值计算和试验研究相结合的方法,利用有限元方法的数值特点和实际工况实时测量数据的可靠性,为数控机床主轴系统热态特性研究提供理论与实际的依据。     

基于BP神经网络的不确定性动态Job-shop调度研究

针对作业车间调度的不确定和动态问题,围绕设备故障、订单追加、紧急订单插入3种典型的不确定性情况提出1种基于BP神经网络的重调度方法。当生产过程中发生不确定性事件对原先调度方案产生巨大扰动时,通过已构建且训练好的BP神经网络快速进行响应并生成1个重调度方案,保证整个生产过程高效、有序、稳定地运行。通过仿真实例验证了可行性。     

考虑质量不确定性的再制造系统动态瓶颈分析

针对再制造系统中存在的多重不确定性使瓶颈工位具有动态性,给瓶颈工位的预测与改善带来困难的问题,以再制造系统为研究对象,考虑因回收件质量不确定导致的再制造率、零件退出率及加工时间的动态变化,提出有效产出时间这一瓶颈指数;采用离散事件仿真模拟系统运行过程,获得各工位瓶颈指数的实时数据,实现动态瓶颈的可视化;采用正交试验方法研究回收件质量与瓶颈工序及系统性能的内在联系。以车床主轴再制造系统为例,完成动态瓶颈分析的案例研究。结果表明:回收件质量的不确定性对系统瓶颈及其他性能有显著影响。所提瓶颈指数和动态瓶颈分析方法为再制造系统的设计和瓶颈分析提供了有效的依据。     

室内动态/稳态热环境下外围护结构热湿传递的差异分析

通过WUFI系列软件对上海某典型房间进行建模,比较了室内动态热环境和稳态热环境下的空调负荷;并利用模拟计算的室内温湿度数据,对外围护结构热湿传递进行了模拟。模拟结果表明:动态热环境下通过墙体的湿流量比稳态工况小,空调负荷更低。     

基于一维传热的机床热动态特性分析

以传热学的理论为基础,以机床进给系统滚珠丝杠为例子,分析了热弹性现象产生的原因及其重要特征:频率保持特性、热变形的实时和整体性以及相移特性,并通过一维传热试验进一步验证了热动态特性的存在及变化规律。认为随着时间的增长,温升-热变形之间的关系会逐渐趋近稳态,但不可能获得绝对的稳态,因此热弹性效应环是不封闭的;在传热过程中,随着传热距离的增加,温度衰减很快,近点的热弹性效环应比远点的宽。提出了热动态特性包括温度响应特性和热变形响应特性的观点,认为热弹性现象是热动态特性中热变形响应特性导致的,并定义了能描述热动态特性的特征参数。     

动态应变时效影响下热采井套管用80SH钢的高温低周疲劳行为

在温度为20,120,250,350,450℃和应变幅为0.5%,0.7%,1.0%,1.5%,2.0%条件下对热采井套管用80SH钢进行低周疲劳试验,研究了在动态应变时效(DSA)影响下的低周疲劳行为;基于低周疲劳试验数据,建立DSA影响下低周疲劳寿命与应变幅间的关系模型。结果表明:80SH钢在350℃时具有显著的DSA特性,此时80SH钢在高温低周疲劳过程中出现显著的二次硬化行为,导致晶粒内的位错塞积,阻碍裂纹的扩展,出现循环硬化,从而在疲劳断口中形成解理台阶和大量的二次裂纹;在DSA显著温度区间,疲劳寿命与弹性应变在双对数坐标系中呈双线性关系,而与塑性应变仍呈线性关系;Manson-Coffin线性模型和Basquin双线性模型的叠加能够较好描述DSA影响下80SH钢疲劳寿命与应变的关系。     

同轴双光束调制热透镜的理论研究

利用菲涅耳衍射理论提出了一种同轴双光束调制热透镜的理论模型,给出了探测面的热透镜信号表达式。计算了同轴双光束调制热透镜信号的横向分布,并分别讨论了激励光和探测光腰斑大小、样品位置和探测距离对信号的影响。     

焊接动态热应变云纹测试技术的研究——铝合金移动热源焊接热应变规律的特点分析

本文采用高温热应变云纹测试技术进行了铝合金移动热源加热平板中心熔敷焊接热应变过程的研究,通过试验获得了铝合金焊接动态热应变云纹图象的照片,用专用的焊接云纹条纹图象数据处理方法对条纹进行处理,获得了铝合金焊接动态热应变规律并分析了其特点。该试验研究结果为进一步定量地考虑焊接过程中各种力学现象（如焊接热裂纹、热应变脆化等）打下了基础,为建立材料焊接热应变数据库提供了可靠的技术数据。     

动力稳定装置道床耦合系统动态特性理论模拟与试验研究

针对动力稳定装置与轨道复杂的耦合特性,基于键合图理论建立动力稳定装置-轨道耦合系统.为更加贴切动力稳定装置的实际工作状态,对动力稳定装置持续作业期间的自由度问题,轮轨间Hertz非线性接触特性与轮轨接触角度问题以及轮轨间间隙传动问题做出具体分析.并结合键合图理论与Euler梁理论建立动力稳定装置与轨道耦合系统完整的键合...     

面向客户的随机动态生产管理模式研究

分析了在湍流的、动态不确定性生产环境下的生产特点,提出了面向客户的随机动态生产管理的管理模式,并从结构、运行方式和生产计划、生产过程跟踪及调度等方面进行了初步的研究与探讨,建立了生产过程控制结构模型。在此基础上研究了通过生产过程控制结构模型,实现动态生产环境信息与生产计划制定和生产过程控制／调度的集成机制,为企业在先进制造模式下的运作提供了新的技术方法。     

随机参数智能桁架结构在随机力下的闭环控制动力响应分析

针对随机参数压电智能桁架结构研究了基于概率的结构闭环控制系统动力响应分析模型与方法。利用振型迭加法导出了结构的物理参数、外荷载幅值以及闭环系统控制力同时具有随机性时 ,结构动力响应随机变量的数字特征计算表达式。通过算例考察了智能结构物理参数、外荷载幅值以及控制力的随机性对结构闭环控制系统动力响应的影响 ,并获得了一些有意义的结论     

双重公差原则同轴度误差评定的不确定度研究

为了全面地分析影响产品合格性的可能因素,使零件在满足可装配性的情况下降低加工成本,基于双重公差原则同轴度误差评定方法,对零件的依从不确定度进行了研究.根据规范不确定度的定义,充分考虑其组成因素中的提取、拟合和滤波规范,通过极差法求得相应的规范不确定度分量,并合成规范不确定度;采用正交设计的方法,根据优化后的测量方法评定...     

单圆盘转子系统动力可靠性理论研究

从单圆盘转子系统的不平衡响应出发 ,提出了转子系统的激振 -固有频率干涉模型 ,建立了单圆盘转子系统不平衡响应可靠性计算理论 ,分析了设计参数对单圆盘转子系统动力可靠度影响的灵敏度 ,使得有可能在设计阶段估计转子系统不发生共振的可靠度。     

双输入行星齿轮传动系统的动力学分析

为了提高减速器的可靠性,对其进行了冗余设计,并用动力学分析软件ADAMS对其两种工作状态进行了仿真,得到输出速度曲线和接触力曲线,通过分析曲线可知减速器在不同工作状态下的性能。建立了双输入行星齿轮传动系统的动力学物理模型,通过求解方程得出系统的固有频率,并采用有限元模态分析方法加以验证,为使外部激励的频率避开齿轮系统的固有频率提供参考依据。     

有阻尼双质量弹簧系统的理论建模及性能分析

基于现代控制和机械动力学的相关理论,以有阻尼双质量弹簧系统为研究对象,根据系统遵循的物理规律建立系统的状态空间模型并绘制系统的模拟结构图,全面反映系统各状态变量间的关系及变量的变化情况,揭示了系统的内部特征。应用状态空间分析法判定了系统既能控又能观,实现了对系统内在性质的深化认识。采用振型叠加法定量研究了系统的动态特性,计算了系统低阶固有频率、主振型及系统在简谐激励力作用下的位移响应,进一步认识了系统的运动特性。     

陶瓷球轴承的热弹流润滑分析

建立陶瓷球轴承热弹流润滑的数学模型,利用多重网格法和逐列扫描法,得到陶瓷球轴承的点接触热弹性流体动力润滑完全数值解,并与普通轴承计算结果进行比较。结果表明:转速与载荷会对陶瓷轴承的接触区的压力、膜厚、温度产生影响,其中随着转速的增加,最小膜厚增加,摩擦因数减小,滚动体表面温度下降,而随着载荷的增加,最小膜厚减小,摩擦因数增大,滚动体表面温度上升;在相同的工况参数下,陶瓷球轴承的油膜压力低于普通轴承,膜厚高于普通轴承,轴承内圈、滚动体、中层油膜的温升小于钢质轴承,因而陶瓷轴承的润滑性能更好,使用寿命更长。     

双转子-支承-机匣耦合系统碰摩振动响应分析及试验验证

以某型航空发动机双转子试验器为研究对象,采用Newmark-β数值积分方法求解系统的动力学响应,在考虑高低压转子中介轴承的耦合和机匣的弹性变形及其运动的基础上,建立了碰摩故障双转子-支承-机匣耦合系统动力学模型,理论分析了转速、转子偏心量和碰摩刚度对转子系统动力学特性的影响并进行了相关试验。研究结果表明：发生碰摩故障时,转子和机匣测点频谱分析图中会出现转子的倍频和组合频率,可将其作为判断系统发生局部碰摩的特征信号;随着转子偏心量和碰摩刚度的增大,碰摩幅值响应愈加明显,碰摩程度亦愈加严重;机匣测点振动量值存在衰减,后续理论建模过程中应考虑传递过程的衰减。本研究结论可为碰摩故障机理的探究和碰摩故障的诊断提供参考。     

碟式太阳能热发电双轴跟踪控制系统研究

针对碟式太阳能热发电中的双轴跟踪系统,采用视日运动轨迹跟踪结合太阳光传感器闭环跟踪的混合跟踪方法,提高了跟踪精度并降低了成本。基于LabVIEW开发平台,详细阐述了双轴跟踪实验装置硬件的搭建和控制软件的设计过程,并通过实验验证了控制方法的正确性和可行性。