摘要:电动机作为旋喷泵拖动系统的关键设备,其起动时间直接关系到设备的运行安全与寿命。针对旋喷泵因转动惯量增加而导致电动机面临起动时间过长、起动困难以及温升超限风险等问题,为提升电动机的起动可靠性,结合旋喷泵单轴电机拖动系统结构模型、电动机机械特性与泵类负载特性,建立电动机起动时间与负载转动惯量的微分方程,采用离散分段迭代方法求解起动时间。结果表明,转动惯量与起动时间呈线性正比关系。以RP5010S型旋喷泵(转动惯量为 3.942kg?m2 )配套的 YBX4-200L1-2WF2/30kW电动机为例,通过图解法分析闭阀工况下电动机直接起动的转速一时间关系,得出起动时间为 7.81s, ,满足工程设计要求。该研究结果可为大转动惯量高扬程旋喷泵的电动机选型与起动性能校核提供理论依据。
摘要:为探究非线性因素对单级齿轮传动系统的运动影响,综合考虑齿侧间隙、激励频率等非线性因素对系统的震动影响,考虑齿轮系统的纵向振动位移,采用集中质量法建立纵向位移和扭转位移耦合的非线性动力学模型,并建立相关动力学方程。运用ode45函数对齿轮系统状态方程进行数值求解,结合系统的最大李雅普诺夫指数图分析随激励频率和齿侧间隙变化的分岔和混沌特性,得到以下结论:激励频率在[2.2,3.1]区间变化时,随着激励频率的增加,系统由单周期运动激变为混沌运动,最后又经逆倍化分岔回到单周期运动,对应的李雅普诺夫指数呈现负一正一负的变化;齿侧间隙在[0.06,0.075]区间变化时,随着齿侧间隙的增加,系统由单周期运动激变为混沌运动,经倍化分岔进入4周期运动,最后变为带有短暂周期窗口的不稳定混沌运动,对应的李雅普诺夫指数出现正负交替,在不稳定的混沌区域更是出现频繁正负交替的现象。以上分析结果可为齿轮激励频率的选取、齿侧间隙的设计提供理论依据。
摘要:为解决泵系统节能控制优化过程中多设备协同控制的问题,提出一种基于深度Q网络(DeepQ-Network,DQN)和深度确定性策略梯度(Deep Deterministic Policy Gradient,DDPG)算法的多智能体强化学习泵系统节能控制优化策略。将泵送系统构建为马尔可夫决策过程,采用DQN算法构建泵启停离散动作空间,DDPG算法构建电机转速连续动作空间,并在DQN和DDPG算法中嵌入长短期记忆网络(Long Short-TermMemory,LSTM)用于增强记忆历史运行数据能力,提高智能体训练和控制性能。实验结果表明,基于多智能体强化学习控制的泵系统较人工调控节能 15.81% ,具有较好的节能控制效果。关键词:泵系统;节能;深度强化学习;多智能体
摘要:温度是影响45钢材料力学和热学性能的重要因素。因此,通过开展不同温度下的准静态拉伸等一系列材料力学及热学性能测试试验,研究了温度对45钢材料性能的影响规律。力学性能试验结果表明,在 20~900 (20 °C 内,随着温度的升高,拉伸应力一应变曲线的屈服平台和硬化段逐渐消失,曲线趋于平缓,抗拉强度在 900°C 时降低 90% ,且断后伸长率与断面收缩率显著提升,表明温度升高促进了45钢材料的塑性变形;45钢材料杨氏模量和泊松比在 700°C 时分别降低至常温的 60% 与 28% ,刚度明显降低。热学性能试验表明,在 20~800 (204号 °C 内,热导率在 20~300 (204号 °C 范围内基本保持在常温水平,而后随温度升高有所降低;比热容随温度的升高逐渐增大,在 700°C 时超过常温时的两倍;线膨胀系数整体波动较小,在700°C 时最高。
摘要:顶升机构是挂载车实现负载多自由度调整功能的重要组成部分。基于已知的对称齿轮五杆机构原理及运动特性,在其机构顶部增加与机架平行的第六杆件和一对齿轮副,形成一种稳定单一驱动输入的六杆顶升机构,并为负载垂直顶升提供承载基础。采用几何分析法对六杆机构可工作范围内典型运动形态进行列举和筛选,将规定低点及高点作为输入,收敛出机构杆件参数的求解函数,并绘制出值域范围。在此基础上,采用Cero软件对两种位置的驱动输入模式进行动力学仿真。根据动力学特性对比分析,选择中部水平驱动作为手动驱动的输入方式。仿真分析及样机试验结果表明,基于齿轮对称六杆顶升机构的挂载车可以实现极低点位置负载的多自由度调整,且具有升降范围大、顶升载荷大的特点。
摘要:在高温高压环境下运行的燃气轮机叶片容易发生损伤,进而导致性能下降。激光熔覆作为一种有效的修复手段,其修复效果高度依赖于叶片的精确定位。为此,提出一种基于融合视觉和力觉反馈的叶片自适应定位修复方法。利用模板匹配方法实现对工件在二维水平面的非接触式定位,并设计力觉定位系统,通过恒力推压的方式完成竖直方向的接触式定位。引入基于图像投影的模型位置配准方法,并结合轮廓自适应路径填充策略,实现在欠定位条件下叶片的自适应定位修复。试验结果表明,此方法定位误差小于 0.04mm ,修复精度小于 0.23mm ,能有效恢复叶片尺寸。此方法能够简化工件定位步骤,提高修复精度和效率,为曲面零件的激光熔覆修复提供了一种切实可行的解决方案。
摘要:鉴于螺栓预紧力控制的复杂性和重要性,本研究致力于优化扭矩一预紧力公式,以提升螺栓预紧中扭矩控制的精度和稳定性。通过系统研究螺纹几何参数、摩擦系数、螺栓加工质量等因素对扭矩一预紧力关系的影响,为公式修正奠定理论基础。在此基础上,引入考虑个体差异的修正系数 xi ,建立适用于不同螺栓和螺母的预紧力一扭矩修正公式。通过实际拧紧试验验证,该修正公式展现出高度的准确性和稳定性。基于预紧力一扭矩修正公式,提出一种间接式预紧力控制方法,该方法显著提升了装配质量的均一性,提升幅度超过 50% ,最高近 80% ,对不锈钢螺栓的拧紧质量改善尤其显著。此外,研究发现仅对螺纹接触面进行 MoS2 润滑也可在一定程度上提高装配质量的均一性。
摘要:针对核燃料微球传统人工装填效率低下的问题,提出一种基于微球倾倒原理的自动化装填方法,系统探究微球装载板孔深参数对燃料固定效果的影响规律。通过建立核燃料微球与盲孔装载板的三维力学模型,构建微球受力平衡方程,推导出临界脱落条件与孔深的理论关系。采用离散元EDEM仿真技术对 0.20mm 工 0.30mm 7 0.4mm 三种典型孔深参数进行微球堆积行为模拟,结合力学分析确定孔深参数优选范围。基于仿真结果搭建自动化装填试验平台,设计多孔位同步装填机构实现微球均匀分布,开发视觉检测系统实时监控装填质量。实验结果表明:当装载板孔深为 0.30mm 时,在保证微球外露体积的同时,可以满足装填率超过 95% 的设计要求。研究证实基于力学建模与EDEM离散元仿真的参数优化方法可有效指导核燃料装载板设计,提出的自动化装填方案为核电站燃料组件制备提供了新的技术途径。
摘要:列车制动距离计算主要采用单质点计算方法,即将整列列车简化为一个具有总质量、速度和受力特性相结合的质点,进行整体运动规律的计算分析,与列车实际运行工况存在较大差别。对此,提出基于多质点模型的列车制动距离计算方法,借助列车纵向动力学分析思路,建立列车制动系统仿真模型,将各车辆制动力分别作用于对应车辆上,利用联合仿真方法计算列车制动距离。首先通过AMEsim软件对机车空气制动系统和货车空气制动系统建模,并进一步搭建出列车制动系统模型,接着使用Simulink软件建立列车多质点纵向动力学程序,采用AMEsim和Simulink联合仿真进行列车制动距离计算。使用该方法对两种常见制动工况进行了制动距离计算,并将紧急制动计算结果与线路试验结果进行对比。结果表明,基于制动系统建模的多质点模型计算结果与实际结果较为贴近。
摘要:建立某高速列车一轨道系统的轮轨耦合有限元模型、精细化轴箱螺栓模型和螺栓疲劳寿命分析模型,研究轮轨高频振动对轴箱盖螺栓疲劳寿命的影响。基于实测的高速列车轴箱垂向振动加速度数据,分析轮轨耦合振动对轴箱振动加速度的影响,计算螺栓在实测轴箱垂向振动加速度下的动力响应,确定轮轨高频振动对轴箱螺栓疲劳损伤的影响。研究结果表明,实测轴箱垂向振动加速度在 600Hz 处的显著峰值与轮轨耦合共振有关;轴箱振动越剧烈,螺栓应力响应振幅也越大;螺栓在 500Hz 以上频率段的总损伤占 11~985Hz 频率范围内总损伤的 90% 。因此,轮轨高频振动对轴箱螺栓的疲劳损伤影响显著,应严格控制轮轨短波长不平顺,避免高频轮轨振动引起的轴箱螺栓损伤。
摘要:GIS断路器的声纹信号通常具有多种频率成分及复杂的非线性特性,采用直接分析的方式往往只能捕捉到其中的部分特征,从而降低了故障诊断的效率。因此,提出基于声纹特征EMD提取的GIS 断路器机械故障诊断方法。采用EMD算法对GIS断路器声纹信号进行处理,将复杂信号分解为多个IMF分量。基于分解后的声纹信号,利用均方根能量和线性判别分析提取关键特征,并通过Relief-F算法筛选出最具分类效能的特征集合。依据提取的声纹信号特征,确立边缘诊断特征阈值,并引入分类算法模型评估测试样本与已知故障样本的匹配程度,实现对GIS断路器机械故障的诊断。实验结果表明,该研究方法能够在模拟的多种GIS断路器机械故障类型中准确匹配实际诊断类型,并且在不同故障严重程度下均展现出较快的诊断速度,显著提升了诊断效率。
摘要:介绍了机载LRM模块液冷测试设备的结构设计和热设计,叙述了内部液冷循环和外部液冷循环的设计细节,通过工作模式切换,满足小型化和高散热要求。结构方面以机载LRM模块液冷测试设备为例介绍了机载液冷设备模块化设计、结构刚强度、防水密封性和表面防护的设计要点,并设计了一种液体与外界完全隔离的金属波纹管膨胀罐,满足 .55~85°C 温度范围内液体的热胀冷缩需求,让液冷系统在重力方向不固定的振动、冲击环境下正常工作。热设计方面分别对内部液冷循环和外部液冷循环进行了计算和仿真,介绍了一种采用6SigmaET进行风、液双流体综合仿真的方法,并对测试设备实物的散热效果进行了实际测量。测量结果表明,该测试设备的设计可以满足机载LRM模块生产调试、环境试验和可靠性试验时的散热要求。该测试设备已经进行了实际应用,在应用中满足设计要求。