基于弯曲成型理论并结合船用管件弯曲成型的实际工况,采用ABAQUS/CAE模块建立了20钢管件的数控弯曲成型有限元模型,对建模过程中的力学模型、几何模型、单元定义、网格划分及其敏感性分析和约束接触设置等步骤进行了详细的说明。通过提取弯曲段横截面的最小壁厚值,与变形前的截面壁厚相比,定义了弯管外侧壁厚的减薄率。同时,通过提取畸变后的管件截面的椭圆长短轴,推导出了截面畸变程度质量指标的计算方法。与实验结果比较,有限元模型的计算结果与实验测量数据之间的相对误差较小,从而验证了有限元模型计算的精确度和可靠性,为管件的弯曲成型加工提供了理论依据,可应用于加工后管件质量的评价。

为提高石油炼化厂管道检修的自动化程度,降低劳动强度和成本,设计了一种工作于内径为(500~600)mm油气管道的检测机器人。提出了利用电动顶杆与压缩弹簧实现主、被动结合的新型变径方式,制作了实验样机,利用WiFi、MEMS陀螺仪及码盘实现管内无线通讯和定位。利用SolidWorks软件完成样机结构三维建模,并在ADAMS环境下分析了机器人在弯管中的行走过程;通过实验验证了设计方案的合理性,测试了机构在水平、竖直管道中的移动特性,评估了定位方案的精度。

应用解析法和有限元法求解了构件受拉压、弯曲、扭转三种基本变形的应力和强度比,并进行了结果的比较分析;采用ANSYS的APDL语言,建立了2MW水平轴风力机复合材料叶片的有限元模型,分析了叶片的模态和静力特性。结果表明应用有限元分析的几何建模,铺层定义,约束以及载荷定义均正确,固有频率、应力和位移的数值结果具有可靠性;当重力作用时,最大位移发生在叶尖处,最大应力位于翼型与叶根的连接处;受风载时,研究了具有竖直向上,向下,水平方向的叶片,最大位移和应力值不同但前者均发生在叶片的尖端,后者均位于叶片中部。

往复泵作为石油石化行业重要的输送设备,通过振动监测手段来保证系统的安全稳定运行具有重要的现实意义。如何对往复泵的非平稳和非线性信号提取特征并进行准确识别是诊断中的关键问题。针对往复泵故障特征的提取,提出了一种利用ICEEMDAN-GRNN神经网络相结合的诊断方法。首先利用ICEEMDAN对采集的原始信号进行分解得到若干个IMF分量,然后计算IMF分量的奇异谱熵并构造特征向量,再将特征向量输入到GRNN神经网络进行训练和模式识别。研究表明该方法可以有效提取往复泵的故障特征并进行准确的模式识别。

不同的铣削加工工艺参数会影响加工表面形貌和表面粗糙度。考虑灰关联分析与神经网络法的各自优点,提出了一种新的基于灰关联神经网络模型进行表面粗糙度预测的模型。首先利用灰关联分析,将各因子与预测目标作关联性的排序,且把不必要的因子剔除,接着进行神经网络的训练及预测。将所提的预测模型运用到铣削加工的表面粗糙度预测中,构建出表面粗糙度预测系统,最后采用两样本T分配假设检验,以此验证该预测系统的有效性与可行性。

针对某MW级风力发电机组风机塔架椭圆形塔门,首先使用Workbench平台建立其有限元模型,并基于初始设计模型进行了强度分析;然后采用SolidWorks对影响塔门应力的全部几何参数进行参数化建模,并通过最优空间填充设计(OSF)方法进行实验设计;接着建立Kriging响应面模型,分析各设计变量对门框质量和等效应力的影响;最后基于遗传算法,以塔门质量及等效应力最小为目标进行多目标优化。结果显示,塔门质量减轻了34.8%,塔门强度安全余量提高了11.4%。

为了深入分析插电式混合动力汽车能量管理控制策略就需要建立准确的插电式混合动力汽车仿真测试模型,分析影响能量管理系统的因素。利用MATLAB/SIMULINK软件基于实验数据和理论模型相结合的方法对插电式混合动力汽车建模,根据插电式混合动力汽车传动系部件的工作特征对应建立各部件的数学模型,并建立了基于规则的能量管理控制策略对整车的动力性与经济性进行计算仿真验证,计算结果表明建立的插电式混合动力汽车仿真模型和能量管理控制策略能够有效确保发动机处于高效区域运行并改善整车燃油经济性,控制策略可靠有效。

钢桥腹板间隙处的出平面变形破坏是钢桥破坏的常见形式之一。通过有限元数值模拟的方法,计算了不同腹板间隙大小,腹板厚度,以及肋板刚度的情况下,腹板间隙处范式等效应力和出平面位移量的分布规律;采用敏感性分析方法,计算了最大范式等效应力和最大出平面位移量对腹板间隙大小,腹板厚度,肋板刚度的敏感性程度。提出参数变化范围内,系统特性对影响因素平均敏感度的概念。研究表明,最大范式等效应力对腹板间隙大小最敏感,最大出平面位移量对腹板厚度最敏感。在实际应用中,采用合适的腹板间隙大小可以使最大范式等效应力最小,通过增加腹板厚度可以同时减小腹板间隙处的最大等效应力和最大出平面位移量,肋板采用较柔性的材料,能够有效减少腹板间隙处的出平面变形。

机械零件表面结构化能够起到减阻耐磨的作用,磨削加工能够有效地加工出规则的结构化表面,基于此,依据生物学叶序排布原理设计了磨粒簇叶序排布砂轮并建立了数学模型。为探讨磨粒簇叶序排布砂轮磨削外圆结构化表面的形成机理,建立了磨粒的运动方程并讨论了实现结构化表面的磨削条件,利用MATLAB仿真了不同转速比γ和叶序参数h,以及磨削深度ap下工件结构化表面的形貌特征;仿真结果表明,转速比γ越大、叶序参数h越小工件周向凹坑数目就越多;磨削深度ap越大,凹坑的周向尺寸越大。

提出了一种新型电磁-碰撞复合阻尼减振方法,通过理论推导,分别建立振动系统在碰撞阻尼和电磁-碰撞复合阻尼作用下的振动力学模型。通过搭建减振实验平台,分别测得相同初始位移激励下的自由振动、加碰撞阻尼的振动以及加电磁-碰撞复合阻尼的振动曲线,验证了理论计算的正确性。实验结果表明与无碰撞振动相比较,振动系统能够在加碰撞阻尼和加电磁-碰撞复合阻尼两种条件下加快减小振动的振幅,其中加电磁-碰撞复合阻尼条件下振幅的衰减速度最快。实验结果验证了这种新型电磁-碰撞复合阻尼能够有效的提高衰减振动的效率。