载荷识别的病态问题往往采用正则化技术处理,不过传统正则化方法所选取的正则化参数是恒定不变 的,导致识别出的载荷精度不是很高.提出了基于Gbbs抽样的结构时域载荷识别方法,将未知载荷和测量噪声假设为 随机变量,建立了载荷识别的多层贝叶斯模型,采用Gbbs抽样法获得载荷的后验值.相比于传统正则化方法,该法具有 本征的自适应正则化性能.数值结果表明,该法可提高载荷识别精度,自适应的正则化参数具有良好的优越性.

为提高含铰间隙平面连杆机构动力学建模与仿真的效率及可靠性,提出了相应的向量键合图法。通过无质量杆-弹簧阻尼元件来描述旋转铰间隙,建立其向量键合图模型。在此基础上,给出了含铰间隙平面连杆机构向量键合图模型的建立方法。针对该类机构向量键合图模型的微分因果环问题,提出了有效的解决方法,克服了其给机构自动建模与仿真所带来的代数困难。应用相应的算法,实现了含铰间隙的机电耦合系统计算机辅助动力学建模与仿真。通过实际算例验证了所述方法的可靠性和有效性。

对含环向表面裂纹有限长充液圆柱壳的耦合振动特性进行了研究。在经典薄壳理论中引入基于断裂力学的线弹簧模型来模拟环向表面裂纹;根据理想流体在柱坐标系下的Helmholtz波动方程,通过添加流体载荷项建立了圆柱壳的耦合振动控制方程,采用波传播法描述耦合系统的振动;经优化迭代法有效地计算对应特定固有频率的轴向波数,在此基础上迭代计算满足特定边界条件和裂纹位置连续性条件的固有频率值。为验证方法的准确性,将计算模型分别退化为真空中完善圆柱壳,真空中裂纹圆柱壳,充液完善圆柱壳,三种情况与文献及有限元方法结果进行对比,验证了方法的准确性;讨论了裂纹深度和裂纹位置参数对圆柱壳固有频率改变的影响。

为研究关节间隙对并联机构动态特性的影响,以3-CP aRR并联机构为研究对象。基于该并联机构的运动学约束,研究了该并联机构的运动学规律,表明该并联机构驱动圆柱副可等效分解为驱动移动副和被动转动副;利用正态分布概率统计模型建立了含间隙转动关节径向和轴向的运动学模型,进而建立了含关节间隙的支链运动学模型;根据关节元素间接触运动学模型,基于Flores接触力模型和修正的Coulomb摩擦模型分别建立了转动关节的法向接触力和切向接触力模型,并基于非完整系统的Lagrange方程法建立了含关节间隙并联机构的动力学模型;通过实例计算详细分析了转动关节间隙对并联机构运动学特性和动态响应的影响;此外,通过与标准正态分布模型参数μ对比,分析了定义关节元素初始接触时的间隙量为μ值时的物理意义。该研究可为其他含关节间隙多体系统的研究提...

推进轴系振动通过轴承基座激发壳体结构,从而引起结构辐射噪声。针对推进轴系横向振动控制问题,提出采用电磁轴承抑制支承振动传递的方法。建立了包含电磁轴承的轴系动力学模型以及相应的轴系横向振动计算方法,分析了电磁轴承等效刚度对轴系振动特征和振动传递的影响规律,从理论上说明了电磁轴承用于刚度控制的可行性。仿真结果表明,轴系横向振动频率随电磁轴承刚度变化而变化,通过改变含电磁轴承的支承等效刚度,可调节轴系在不同转速下运行时的力传递特性,减小螺旋桨振动通过轴系向壳体传递。

对高速转子跌落在保护轴承上的碰撞力进行了理论分析和试验研究。基于Hertz接触理论,建立了转子跌落在保护轴承上的非线性碰撞力模型,并提出了转子跌落在保护轴承上的碰撞力测量方案,设计了碰撞力测量装置;考虑到碰撞力测量装置的非线性影响,运用冲击力锤分别在不同大小的冲击力下对碰撞力测量装置进行了标定,由转子跌落后支撑环的振动加速度信号反推碰撞力。对不同初始转速下转子跌落在保护轴承上的碰撞力进行了试验研究,得到了转子跌落后支撑环的振动加速度信号和转子轴心轨迹;试验结果表明初始转速越高,转子跌落后保护轴承受到的振动冲击越大,越容易出现涡动现象,且转子跌落后0.1s内,保护轴承受到的冲击达到最大值;最后根据碰撞力的试验结果对碰撞力模型进行了评估,识别出了碰撞系统动力学模型中的等效质量me和等效刚度系数ke,...

针对局部投影降噪算法中邻域相点的质心选取问题,分析了邻域质心的选取对降噪效果所产生的影响. 提出了一种高阶邻域质心的选取方法,利用高阶多项式对邻域质心进行了更为精确地估计,更好地适应了吸引子的几何 形状,进一步抑制了噪声,提升了局部投影算法的降噪效果.通过数值仿真信号进行了验证,并与同样基于相空间重构的 非线性时间序列降噪方法做了对比,说明了高阶局部投影算法的优越性.最后将其运用于工业现场的风机轴承故障诊断 中,从频域成功地提取出了滚动轴承的故障特征.

为研究高地应力下爆破荷载和动态卸载效应对破岩效果和损伤破坏范围的影响,在理论上分析了在爆破荷载和动态卸载作用下裂隙区和弹性区岩石应力分布和破裂特征。基于断裂力学和可释放应变能的岩石损伤破坏准则计算了岩石破碎块度d和岩石损伤破坏范围Rd。计算结果表明,当初始地应力达到50 MPa以上,炮孔半径为42 mm,2号岩石改性铵油炸药耦合装药起爆后原岩中积聚的弹性应变能释放后可以达到裂隙区破碎能的16%以上。高地应力卸载后在爆腔腔壁将产生一个径向拉应力,在裂隙区边缘拉应力为2 MPa,最大拉伸位移为0.24 mm,在弹性区由于卸载径向拉伸应力的作用促使其聚积的应变能沿径向释放,使弹性区形成新的损伤破坏,损伤破坏区厚度为0.03 m。随着爆腔半径和裂隙区半径的增大,动态卸载释放的能量和损伤破坏区的厚度也将随之增大。

为了研究叶轮与导叶匹配对高比转速轴流泵水力性能的影响,以-台比转速为1 500 r/min的轴流泵为研究对象,选取了叶轮与导叶的7个几何参数进行正交试验优化设计.为拓宽其高效运行范围,本次优化以三个工况点（0.8 Q d、1.0 Q d、1.2 Q d）的加权平均效率为优化目标,采用 L 18 （3 7）正交表设计了18组方案.在ANSYS CFX 14.5中采用SST k-ω 湍流模型对各方案进行定常计算.通过极差分析得到了各参数对目标影响的主次顺序并获得了最优参数组合.结果表明：优化后轴流泵加权平均效率提高了4.68%,大流量下效率提高十分明显,而设计扬程基本不变;叶轮与导叶的动静匹配对轴流泵水力性能有重要影响.

疲劳寿命是风电齿轮箱一个非常重要的性能。在风机整体分析、齿轮箱动力学分析和齿轮疲劳损伤分析的基础上提出了风电齿轮箱在随机风载下的疲劳损伤计算模型,其中风机整体分析用于获取齿轮箱在随机风载下的输入扭矩和输出转速,齿轮箱动力学分析是根据输入扭矩和输出转速计算各个齿轮之间的动态啮合力以及转速,齿轮疲劳损伤分析是将齿轮动态啮合力转化为弯曲和接触应力载荷块,依据线性损伤累计理论计算各齿轮的弯曲和接触疲劳损伤。在讨论部分,利用提出的疲劳损伤计算模型计算了在平均风速为11.5 m/s和18 m/s,湍流密度为14%的风况下,各齿轮的弯曲疲劳和接触疲劳损伤,找到了各级齿轮中最危险的齿轮,对风电齿轮箱排错具有指导意义。