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冲击下箱型梁弯曲失效临界载荷的评估方法研究

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振动与冲击 2024年第16期43卷 51-59页

作者：高大威曹嘉俊师桂杰田林雳上海理工大学机械工程学院上海200093 上海交通大学海洋工程国家重点实验室上海200240 上海交通大学海洋装备研究院上海200240 武汉理工大学汽车工程学院武汉430070

箱型梁作为工程应用最广泛结构之一,其结构安全裕度需得到清晰表达。箱型梁通常具有纵横加筋结构,冲击载荷下容易发生局部结构屈曲,但是箱型梁后屈曲失稳路径相对稳定,难以采用现有方法确定其失效对应的临界载荷。以简支钢质箱型梁为研... 详细信息

箱型梁作为工程应用最广泛结构之一,其结构安全裕度需得到清晰表达。箱型梁通常具有纵横加筋结构,冲击载荷下容易发生局部结构屈曲,但是箱型梁后屈曲失稳路径相对稳定,难以采用现有方法确定其失效对应的临界载荷。以简支钢质箱型梁为研究对象,首先研究了非线性有限元建模方法因素的影响,分析不同冲击载荷下箱型梁动态响应的变化规律;其次,根据不同冲击载荷工况计算结果,绘制冲击载荷与箱型梁位移曲线,提出了振幅极值准则和曲率极值准则两种新准则用于箱型梁动态失效临界载荷下限值与上限值的评估;最后,将该准则推广应用于三角形、矩形冲击载荷与落锤冲击作用下箱型梁弯曲失效的临界载荷评估,以及不同梁截面、边界条件和载荷工况下箱型梁弯曲失效临界载荷的评估。该研究结论可为冲击载荷下箱型梁结构安全评估提供基础支撑。

关键词：箱型梁冲击载荷弯曲失效临界载荷

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不同进汽压力下向心汽轮机特性数值仿真

集美大学学报（自然科学版） 2024年第3期29卷 245-252页

作者：程彪陈智洋马婧媛叶榕榕林峰集美大学海洋装备与机械工程学院福建厦门361021 集美大学轮机工程学院福建厦门361021

针对进口压力波动影响背压式向心汽轮机的问题,选取某高转速向心透平,通过调整进口总压模拟工况变化,采取单通道定常数值计算的方式求得不同工况下的数值解并将其无量纲化;预测出向心透平在变工况时的效率特性、通流特性等特性变化规律... 详细信息

针对进口压力波动影响背压式向心汽轮机的问题,选取某高转速向心透平,通过调整进口总压模拟工况变化,采取单通道定常数值计算的方式求得不同工况下的数值解并将其无量纲化;预测出向心透平在变工况时的效率特性、通流特性等特性变化规律,借助流场分布及损失模型,分析出不同工况下热损失的主要形式。结果表明,低压时转子进口攻角偏离较大,攻角损失可以比设计点工况多出近40%;而随着压力增大,攻角逐渐稳定在合适范围内,通道二次流损失和余速损失开始以较大比率增长,余速损失在高压工况下可超出设计点附近工况的5倍。

关键词：汽轮机向心透平攻角损失模型变工况数值仿真

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基于多维空间离散基准的目标检测网络设计

集美大学学报（自然科学版） 2024年第3期29卷 282-288页

作者：郑东强周海峰曾伟民李波王云超集美大学海洋装备与机械工程学院福建厦门361021 集美大学轮机工程学院福建厦门361021

针对目标检测网络中检测头的设计缺少依据,不能对不同数据集进行相应优化的问题,用一至四维的空间离散基准和正样本点(组)分配冲突率模型,提出了相应的设计依据。即基于位置的分配原则中,针对特定数据集的正样本点在4个回归量所组成的... 详细信息

针对目标检测网络中检测头的设计缺少依据,不能对不同数据集进行相应优化的问题,用一至四维的空间离散基准和正样本点(组)分配冲突率模型,提出了相应的设计依据。即基于位置的分配原则中,针对特定数据集的正样本点在4个回归量所组成的空间维度中的分布特点,在不高于指定的分配冲突率的条件下,以减少正负样本不均衡度和系统计算资源为目的,设计出具有最少点数检测头的规律。其本质是一个回归基准编码和正负样本分配设计的过程,进而实现检测性能与资源消耗之间的平衡。得出基于卷积目标检测网络检测头的回归基准可以采用4个回归中的任意组合,但需结合样本分配策略与数据集的正样本分配冲突率进行综合设计的结论。

关键词：目标检测样本分配策略离散位置基准分配冲突率

中高应变速率轧制AZ31镁合金板的抗拉强度预测

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中国有色金属学报 2024年第6期34卷 1998-2007页

作者：朱必武蒋昊刘筱郭鹏程魏福安徐从昌李落星湖南科技大学机电工程学院高功效轻合金构件成形技术及耐损伤性能评价湖南省工程研究中心湘潭411201 青海大学部省合建盐湖化工大型系列研究设施西宁810016 湖南大学重庆研究院重庆401135 集美大学海洋装备与机械工程学院厦门361021

本文采集了不同轧制温度、应变速率以及压下量等三个工艺参数下中高应变速率轧制的AZ31镁合金抗拉强度的27组样本,通过惯性权重、学习因子的改进和引入变异操作对PSO-BP神经网络进行改进,并与BP、PSO-BP神经网络对比,进行抗拉强度的预... 详细信息

本文采集了不同轧制温度、应变速率以及压下量等三个工艺参数下中高应变速率轧制的AZ31镁合金抗拉强度的27组样本,通过惯性权重、学习因子的改进和引入变异操作对PSO-BP神经网络进行改进,并与BP、PSO-BP神经网络对比,进行抗拉强度的预测。结果表明:BP神经网络不能预测AZ31镁合金抗拉强度的非线性变化,PSO-BP神经网络和改进的PSO-BP(IPSO-BP)神经网络均能较好地预测AZ31镁合金抗拉强度的非线性变化;这三个模型中IPSO-BP神经网络预测最为准确,相较于PSO-BP神经网络,其平均绝对误差从15.3764降低至3.4288,平均相对误差从5.94%降低至1.32%,均方误差从251.3662降低至20.7199,相关系数从0.7753提高至0.8937;通过Pearson相关性计算判断出应变速率、压下量对抗拉强度的影响均大于轧制温度,而应变速率与抗拉强度呈负相关关系,压下量与抗拉强度呈正相关关系。

关键词： AZ31镁合金神经网络轧制工艺抗拉强度 Pearson相关系数

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具有花瓣形结构的弯管抗冲蚀特性研究

机械科学与技术 2024年第6期43卷 975-983页

作者：郭姿含张军黄金满集美大学海洋装备与机械工程学院福建厦门361021 集美大学福建省能源清洁利用与开发重点实验室福建厦门361021 厦门安麦信自动化科技有限公司福建厦门361021

冲蚀破坏是气固两相流弯管中的常见问题,其直接关系到管路系统的正常运行及管道寿命。针对此问题,提出一种内壁具有花瓣形的弯管结构,以提高弯管的抗冲蚀特性。采用CFD-DPM方法对该弯管结构气固流动特性进行了分析。分析结果表明:不同... 详细信息

冲蚀破坏是气固两相流弯管中的常见问题,其直接关系到管路系统的正常运行及管道寿命。针对此问题,提出一种内壁具有花瓣形的弯管结构,以提高弯管的抗冲蚀特性。采用CFD-DPM方法对该弯管结构气固流动特性进行了分析。分析结果表明:不同位置花瓣形结构具有与普通弯管相同的“V”形冲蚀分布;当位于颗粒壁面第一次碰撞之前,可以改变颗粒轨迹并在背部形成循环区,一定程度上抑制冲蚀;花瓣形结构最佳抗冲蚀位置为θ=20°且该位置不随流速和颗粒质量流量的变化而变化,相比于不具有花瓣结构的普通弯管,抗冲蚀性能提高17.27%。这种结构可提高弯管的抗冲蚀性能,延长管道寿命。

关键词：冲蚀 DPM 气固两相流结构优化花瓣形弯管

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基于正交试验的医用微管挤出工艺参数优化

塑料 2024年第3期53卷 7-14页

作者：张子林刘焕牢胡伟康何优广东海洋大学机械工程学院广东省海洋装备及制造工程技术研究中心广东湛江524088

为得到多腔医用微管挤出成型的最佳工艺参数组合,提高微管制品质量,进行了医用微管挤出模具设计,并且,采用Polyflow有限元软件进行数值模拟。通过正交试验,分析注气压力p、入口流量Q及牵引速度v对医用微管内外轮廓椭圆度、直径及月牙腔... 详细信息

为得到多腔医用微管挤出成型的最佳工艺参数组合,提高微管制品质量,进行了医用微管挤出模具设计,并且,采用Polyflow有限元软件进行数值模拟。通过正交试验,分析注气压力p、入口流量Q及牵引速度v对医用微管内外轮廓椭圆度、直径及月牙腔壁厚的相对误差的影响,采用极差分析得到最佳工艺参数组合注气压力p为25 Pa、入口流量Q为540 mm3/s、牵引速度v为36 mm/s。最后,采用最佳工艺参数组合进行医用微管挤出成型实验。结果表明,数值模拟与挤出成型实验结果均满足医用微管制品尺寸精度公差要求,并且,两者各项误差的差值均小于5%。与无工艺参数挤出成型相比,引入注气压力和牵引速度作为工艺参数后,挤出成型的微管截面形状及尺寸精度均得到了优化,挤出制品质量得到了提高。

关键词：医用微管挤出模具设计数值模拟正交试验工艺参数

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谷朊粉对大豆分离蛋白膜理化性质的影响

中国粮油学报 2024年第5期39卷 79-85页

作者：江睿钊石林凡任中阳杨燊张玉苍翁武银集美大学海洋食品与生物工程学院厦门361021 厦门市海洋功能食品重点实验室厦门361021

为利用枧水处理的谷朊粉(WG)改良大豆分离蛋白(SPI)膜性质,考察了m_(WG)∶m_(SPI)分别为0∶10、1∶9、2∶8、3∶7、4∶6时对复合膜理化性质的影响,测定膜的微观结构、蛋白结构、机械性能等理化性质。扫描电子显微镜结果显示添加的WG主... 详细信息

为利用枧水处理的谷朊粉(WG)改良大豆分离蛋白(SPI)膜性质,考察了m_(WG)∶m_(SPI)分别为0∶10、1∶9、2∶8、3∶7、4∶6时对复合膜理化性质的影响,测定膜的微观结构、蛋白结构、机械性能等理化性质。扫描电子显微镜结果显示添加的WG主要聚集在复合膜下表面,当m_(WG)∶m_(SPI)超过2∶8时膜的下表面网络结构会遭到破坏。根据傅里叶变换红外光谱和十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰氨凝胶电泳的结果,发现WG会阻碍SPI分子之间的交联。SPI膜的抗拉伸强度和断裂伸长率分别为6.60 MPa和54.91%,伴随WG的添加抗拉伸强度逐渐下降而断裂伸长率逐渐上升。复合膜的水蒸气阻隔能力和上表面接触角随着WG比例的增加而增大。当m_(WG)∶m_(SPI)增加到2∶8时,WG/SPI复合膜的b*值达到了18.72的高值。差示扫描量热法的结果表明,在m_(WG)∶m_(SPI)为1∶9时,复合膜的热稳定性最高。研究结果表明适当添加枧水预处理的WG能提高SPI膜的部分物理性质,这将为SPI膜理化性质改良提供新的途径。

关键词：大豆分离蛋白谷朊粉枧水复合膜水蒸气透过率

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基于CFD的池塘循环水养殖集污装置排污性能研究

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集美大学学报（自然科学版） 2024年第3期29卷 201-210页

作者：曹志翔许志龙黄种明高贾顺集美大学海洋装备与机械工程学院福建厦门361021 集美大学轮机工程学院福建厦门361021 厦门海洋职业技术学院福建厦门361102

为了研究一种应用于海水池塘循环水养殖系统集污装置的排污性能,采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)方法对集污装置流场进行数值模拟,研究颗粒释放位置和粒径大小对集污装置颗粒去除效果的影响。结果表明:释放位置接... 详细信息

为了研究一种应用于海水池塘循环水养殖系统集污装置的排污性能,采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)方法对集污装置流场进行数值模拟,研究颗粒释放位置和粒径大小对集污装置颗粒去除效果的影响。结果表明:释放位置接近引水槽底面时,随颗粒释放位置深度的增加,集污装置底部出口的颗粒去除率增大;由于重力和流场等因素作用,底部出口颗粒平均停留时间随释放位置深度的增加而呈现先减小后增加的趋势;粒径较小的颗粒主要从集污装置上部出口流出,且平均停留时间较短;集污装置底部出口的颗粒随着颗粒粒径增大,去除率增大,颗粒平均停留时间逐渐减小;当粒径超过150μm时,颗粒在集污装置内平均停留时间有所增加。

关键词：海水池塘循环水养殖集污装置计算流体力学颗粒去除

基于SolidWorks的装载机专用轮胎拆装机械手有限元分析及优化设计

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唐山学院学报 2024年第3期37卷 18-24页

作者：胡星晔陶求华福建船政交通职业学院机械与智能制造学院福州350007 集美大学海洋装备与机械工程学院福建厦门361021

以5 t装载机23.5-25规格轮胎为研究对象,利用SolidWorks软件建立了轮胎拆装机械手初始三维模型,并通过SolidWorks Simulation对夹爪和悬臂部分进行负载模拟仿真与应力静态分析。依据有限元分析结果对机械手初始三维模型进行结构优化和... 详细信息

以5 t装载机23.5-25规格轮胎为研究对象,利用SolidWorks软件建立了轮胎拆装机械手初始三维模型,并通过SolidWorks Simulation对夹爪和悬臂部分进行负载模拟仿真与应力静态分析。依据有限元分析结果对机械手初始三维模型进行结构优化和可靠性验证,通过增加肋板和加强筋减小了悬臂端部的形变,避免了悬臂容易发生弯曲断裂的问题,同时兼顾了因机械手自重增加而导致的成本升高问题。经过优化的机械手三维模型具有经济性、安全性和可视性等优点,为有效预防机械手工作过程的失效及提高生产率提供了有益借鉴。

关键词：轮胎拆装机械手负载模拟仿真有限元分析结构优化