桥式起重机定位防摆改进型自抗扰控制

为解决严重外界干扰下桥式起重机长距离运输过程中定位困难、消摆时间长的问题,根据起重机先加速、再匀速、后减速的远程运输特点,利用两段Sigmoid函数,设计了可按需调整各阶段速度且高阶连续的新型跟踪微分器;采用Sigmoid函数构造了增益时变且连续可微的扩张状态观测器,使其具有“大误差小增益,小误差大增益”特性,克服了经典ESO增益在切换点处的突变问题,抑制了观测信号的微分峰值现象,实现了位移和摆角控制回路间的解耦;利用tanh函数改进了误差反馈控制律,避免了大扰动下的控制量饱和问题;综合形成了适用于起重机长距离运输、且能最大程度抑制振动和冲击的改进型自抗扰控制器,并对闭环系统的稳定性进行了严格的理论证明.仿真及实验结果表明,改进型自抗扰控制器在大干扰影响下可全过程平稳且基本无摆地将负载搬运到目标位置.     

三维热弹性接触问题的互补方程及有限元解法

通过定义接触面滑动屈服函数和流动势函数,得出了热接触边界的互补方程.基于虚功原理和接触单元技术,推导了热应力作用下三维弹性接触问题的有限元方程,在该方程中引入了接触伪荷载,以反映接触状态变化对荷栽项的影响.在遮代求解过程中采取每作两次迭代进行一次加速的策略,显著提高了求解效率.     

回转窑托轮与轮带的接触应力及轮带的性能分析

用接触力学方法推导了托轮与轮带接触应力的计算公式，利用ANSYS的二次开发功能，开发了托轮与轮带的有限元建模程序，建立了回转窑托轮与轮带的有限元分析模型。应用接触力学和有限元方法对2号窑的托轮轮带的接触应力进行了计算，表明这两种方法都有较高的计算精度。有限元法计算结果表明：在滚动接触过程中，轮带应力呈复杂交变状态，在与托轮的接触区内，出现了明显的应力集中，这使接触面表层易出现楔状掉块、开裂等接触疲劳破坏；在轮带回转过程中，每一点的变形均呈现凹凸交变的复杂状态，从而迫使筒体的变形凹凸交变，严重时导致窑衬松动脱落。     

回转窑内物料动态安息角的确定

根据回转窑内物料在重力、离心力、摩擦力综合作用下的受力平衡条件,推导了物料动态安息角的计算公式,该公式不仅为计算物料轴向运动速度及回转窑传动功率提供了重要参数,而且为衡量物料偏置程度提供了一个准确的尺度。     

流域网格中嵌入式复杂声源的时域传播仿真

针对声学商业软件较难模拟任意形状、时变复杂声源的声辐射问题,使用有限体积法在时域内求解无声源项亥姆霍兹(Helmholtz)方程,将复杂声源嵌入到有限体积单元节点,推导了由给定声源表面声压或振动位移得到速度势公式,提高了声源处理的灵活性和计算效率。该方法允许对初始场问题及复杂时变声源声辐射进行仿真。对常见声源及二阶圆柱体声源声辐射进行了数值模拟,结果与解析解及商业软件结果进行了对比,误差均小于15%。程序具有良好的封装性及通用性,可以灵活地对不同声源进行组合,得出任意复杂声源时域的传播规律,为复杂声源声辐射等线性声学问题的研究提供了一个可靠的平台。     

回转窑支承系统构件等寿命模糊优化研究

以支承系统各构件疲劳寿命相当为优化目标,考虑接触应力、滚圈变形、托轮、托轮轴配合面不脱开等约束条件的模糊因素,建立了支承系统构件等寿命模糊优化模型,并引入广义最大最小法,对模型进行求解.结果表明:优化后滚圈、托轮、托轮轴的疲劳寿命比较接近,且载荷大于2000kN时,滚圈疲劳寿命有较大幅度的提高.     

基于离散单元法的回转窑物料崩落运动及接触力链研究

考虑颗粒物料的离散性质,采用离散单元法建立物料的运动模型,模拟物料的塌落和滚落运动过程,并分析物料颗粒之间的接触力分布及力链结构.结果表明：滚落模式的颗粒相互碰撞剧烈;滑移与塌落的分界线呈幂函数曲线,物料填充率过小易导致滑移;强力链约占力链总数40%,分布在物料底层近90%的厚度区域,而物料表层10%厚度为弱力链区域;塌落、滚落运动中颗粒的崩落主要发生在力链易断裂的弱力链区域;力链近似对数正态分布,切向力是导致力链断裂和表层颗粒崩落的因素.     

回转窑托轮与轴过盈配合的接触有限元数值仿真

根据回转窑托轮与托轮轴的结构特点及现场运行的实际情况 ,用接触有限元法建立了托轮与托轮轴过盈配合的有限元力学模型。针对托轮和托轮轴的 3种不同配合状态 (H8/s7,H8/t7和H8/r7) ,用ANSYS6 .1进行了接触有限元数值仿真 ,得出了托轮与托轮轴在这 3种不同配合状态下的应力分布规律及变形情况 ,找到了托轮轴断裂的主要原因 ,确定了托轮和托轮轴最佳的过盈配合形式 ,为托轮和托轮轴的优化设计提供了依据     

回转窑力学机理的研究进展及展望

回转窑力学机理的研究主要集中在温度场、支承力计算、构件的应力及变形三个方面，它们是回转窑运行状态好坏的决定因素。在充分分析国内外在这三方面研究成果的基础上，提出了在回转窑力学机理研究中存在的问题和发展的方向。     

回转窑活套滚圈的弯矩及弯曲应力分布研究

针对活套滚圈的结构特点,推导了滚圈弯曲应力的计算公式,得出了滚圈在不同支承载荷及支承角下弯曲应力的变化规律．为滚圈在其预期使用寿命期内的可靠性预测打下了基础．也为滚圈支承角优化提供了依据。