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基于本征正交分解和动态模态分解的尾涡激振现象瞬态过程的模态分析

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上海交通大学学报 2020年第2期54卷 176-185页

作者：谢海润吴亚东欧阳华王安正上海交通大学机械与动力工程学院

尾涡激振是气动弹性领域的一种常见现象,在上游尾迹的气动激励下会导致流场中结构的强迫振动,该现象会危及被激励结构的完整性和疲劳寿命.本文使用圆柱/叶片的近似模型研究尾涡激振问题.该模型中的圆柱位于上游均匀来流,能够产生特定频... 详细信息

尾涡激振是气动弹性领域的一种常见现象,在上游尾迹的气动激励下会导致流场中结构的强迫振动,该现象会危及被激励结构的完整性和疲劳寿命.本文使用圆柱/叶片的近似模型研究尾涡激振问题.该模型中的圆柱位于上游均匀来流,能够产生特定频率的卡门涡街;叶片位于流场下游,受到圆柱尾迹所施加的持续脉动激励,产生强迫振动.针对尾涡激励的近似模型,通过基于Fluent的二维数值计算,模拟了上游圆柱的脱落涡以及叶片从固定到以本身自然频率振动的瞬态过程,从而提供了流场变化过程的详细信息.基于非定常瞬态结果,采用本征正交分解(POD)和动态模态分解(DMD)分析方法,通过分解与重构叶片附近流场的压力场,提取模态频率及其变化过程,得到了尾涡激振现象的主要流动特征.通过对比两种模态分析结果发现,POD重构在残差处理方面有较大的优势,而DMD在单一频率模态的提取以及变化情况的分析方面更有优势.

关键词：尾涡激振瞬态过程本征正交分解动态模态分解

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直线电机精密运动平台轨迹跟踪控制器设计

光学精密工程 2013年第2期21卷 371-379页

作者：张刚刘品宽张波丁汉上海交通大学机械与动力工程学院

为了实现直线电机精密定位平台的位置和速度的轨迹跟踪控制,本文基于内模控制(IMC)的基本原理,在直线电机精密定位平台参数辨识的基础上,设计了定位平台速度环的模型状态反馈(MSF)控制器和基于位置环PID和速度环MSF的级联控制器。将PID/... 详细信息

为了实现直线电机精密定位平台的位置和速度的轨迹跟踪控制,本文基于内模控制(IMC)的基本原理,在直线电机精密定位平台参数辨识的基础上,设计了定位平台速度环的模型状态反馈(MSF)控制器和基于位置环PID和速度环MSF的级联控制器。将PID/MSF级联控制器与速度/加速度前馈控制(VFC/AFC)相结合,构成了PID/MSF+VFC/AFC的复合轨迹跟踪控制器。该复合轨迹跟踪控制器通过整定速度前馈的增益来改善位置环偏差控制的跟踪滞后现象和动态响应,增加控制系统的稳定性和伺服精度;通过整定加速度前馈的增益在不减小级联控制器位置环增益的前提下,减小速度前馈带来的超调量,提高轨迹跟踪精度。基于MATLAB/dSPACE实时仿真控制平台,实现了某直线电机平台的轨迹跟踪控制。仿真和实验结果表明,该轨迹跟踪控制器的轨迹跟踪精度为±0.028mm,定位精度为±4μm,满足直线电机精密定位平台轨迹跟踪控制的要求。

关键词：永磁同步直线电机模型状态反馈速度/加速度前馈 MATLAB/dSPACE 硬件在回路仿真

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圆锥破碎机的多目标规划设计

机械工程学报 2007年第3期43卷 204-211页

作者：黄冬明武殿梁范秀敏姚福生上海交通大学机械与动力工程学院

为研制符合新型层压破碎工作原理的圆锥破碎机,基于总体平衡模型和散体物料运动学特性,提出圆锥破碎机破碎腔型分层研究模型和腔型优化设计新方法。提出破碎机生产率计算新方法和圆锥破碎机操作模型,建立破碎机腔型优化、生产率优化和... 详细信息

为研制符合新型层压破碎工作原理的圆锥破碎机,基于总体平衡模型和散体物料运动学特性,提出圆锥破碎机破碎腔型分层研究模型和腔型优化设计新方法。提出破碎机生产率计算新方法和圆锥破碎机操作模型,建立破碎机腔型优化、生产率优化和破碎产品粒度分布优化的计算模型。研究分析基于层压破碎原理的破碎腔型、生产率和破碎产品粒度之间的相互耦合关系模型,建立圆锥破碎机的多目标规划模型,能够为自主研制开发新型、高效、节能的现代高能圆锥破碎机奠定理论基础。

关键词：圆锥破碎机层压破碎散体物料总体平衡模型优化设计

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球形容器内石蜡非约束融化特性实验

化工学报 2019年第7期70卷 2480-2487页

作者：高泽世姚元鹏吴慧英上海交通大学机械与动力工程学院

通过可视化实验研究了球内受空隙影响的石蜡(RT27)非约束融化过程,探讨了球直径、加热温度、初始温度以及相变材料(PCM)填充率对球内非约束融化特性的影响。通过对PCM固液界面演化、固相运动等融化行为的观察发现,受球内空隙影响,非约... 详细信息

通过可视化实验研究了球内受空隙影响的石蜡(RT27)非约束融化过程,探讨了球直径、加热温度、初始温度以及相变材料(PCM)填充率对球内非约束融化特性的影响。通过对PCM固液界面演化、固相运动等融化行为的观察发现,受球内空隙影响,非约束融化过程会出现固相PCM先漂浮后下沉的融化模式。进一步的量化结果表明:增大球直径,固相PCM漂浮时间先增大后减小,总融化时间则持续增大;提升加热温度和初始温度,固相PCM漂浮时间和总融化时间减小;增大PCM填充率,固相漂浮时间和总融化时间先增大后减小。最后,通过对实验数据的无量纲化分析,提出了无量纲总融化时间(受Rayleigh数、Stefan数、PCM填充率、无量纲初始温度影响)关系式。

关键词：相变多相流传热热能存储非约束融化空隙球形容器

TC4铣削中超临界CO2混合油膜附水滴的冷却润滑性能

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中国机械工程 2020年第3期31卷 328-335页

作者：梁旭蔡重延安庆龙陈明上海交通大学机械与动力工程学院

在干切削、超临界CO2(scCO2)以及scCO2与油膜附水滴(OoW)混合三种绿色切削方式下对钛合金进行了铣削试验。通过单因素试验分析了铣削参数和冷却润滑方式对切削力、切削温度、表面粗糙度的影响规律,研究了scCO2与OoW混合冷却方式在钛合... 详细信息

在干切削、超临界CO2(scCO2)以及scCO2与油膜附水滴(OoW)混合三种绿色切削方式下对钛合金进行了铣削试验。通过单因素试验分析了铣削参数和冷却润滑方式对切削力、切削温度、表面粗糙度的影响规律,研究了scCO2与OoW混合冷却方式在钛合金铣削中的冷却润滑性能。结果表明,三种冷却润滑方式下,随着切削速度、每齿进给量和径向切宽的增大,切削力和切削温度均呈现增大趋势;当切削速度进一步增大时,依据高速切削加工理论,切削力和温度有增长变缓和下降的趋势;不同加工参数下,相比干切削和scCO2,scCO2与微量油膜附水滴混合冷却方式能有效减小切削力和降低切削温度,并获得良好的加工表面,具有良好的冷却润滑性能。

关键词：超临界CO2(scCO2) 油膜附水滴:钛合金铣削

离心压气机无叶扩压器非定常流动本征正交分解法

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上海交通大学学报 2019年第12期53卷 1450-1458页

作者：杨晓建胡晨星竺晓程杜朝辉上海交通大学机械与动力工程学院

为了研究带有无叶扩压器的离心压气机内部的非稳定流动特征,针对某离心压气机的非定常数值模拟结果,通过本征正交分解(POD)法分析小流量工况下无叶扩压器内部的非稳定流动.研究结果表明:无叶扩压器的内部流场主要受上游叶轮及下游蜗壳... 详细信息

为了研究带有无叶扩压器的离心压气机内部的非稳定流动特征,针对某离心压气机的非定常数值模拟结果,通过本征正交分解(POD)法分析小流量工况下无叶扩压器内部的非稳定流动.研究结果表明:无叶扩压器的内部流场主要受上游叶轮及下游蜗壳的影响;POD法成功地捕捉到了叶片扫描频率所对应的射流-尾迹结构以及低频率的非稳定流动模态;非稳定模态的特征频率为221.04 Hz,周向存在多个扰动,并且该扰动以径向波动为主,在周向并不传播;非稳定模态的重构结果可以直观地展示失稳流动的发展过程;流场快照的采样频率对POD法所获得的结果有所影响.

关键词：离心压气机无叶扩压器本征正交分解非稳定工况

面向汽车入厂物流系统的订单量协同模型及其算法

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上海交通大学学报 2019年第10期53卷 1159-1164页

作者：张璇陈峰上海交通大学机械与动力工程学院

针对汽车入厂物流中的订单协同问题,建立了混合整数规划模型,提出了启发式算法和分支定界法,并采用数值实验验证了模型和算法的可行性.结果表明:启发式算法和分支定界法的计算速度和结果均优于CPLEX求解数学模型;协同订单量可有效降低... 详细信息

针对汽车入厂物流中的订单协同问题,建立了混合整数规划模型,提出了启发式算法和分支定界法,并采用数值实验验证了模型和算法的可行性.结果表明:启发式算法和分支定界法的计算速度和结果均优于CPLEX求解数学模型;协同订单量可有效降低总成本.

关键词：入厂物流订单量协同混合整数规划优化算法

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基于点云数据的复杂型面数字化检测技术研究

计算机集成制造系统 2005年第5期11卷 727-731,737页

作者：张学昌习俊通严隽琪上海交通大学机械与动力工程学院

针对设计制造流程中复杂型面检测难的问题,建立了由数据获取、点云与计算机辅助设计模型匹配及偏差分析组成的数字化测量系统。采用格雷码加相移技术的三维非接触式光学测量技术,获取了待测零件的表面数据。为满足光学三角法要求,在测... 详细信息

针对设计制造流程中复杂型面检测难的问题,建立了由数据获取、点云与计算机辅助设计模型匹配及偏差分析组成的数字化测量系统。采用格雷码加相移技术的三维非接触式光学测量技术,获取了待测零件的表面数据。为满足光学三角法要求,在测量机构中采用了定制光栅,提出了具有小扰动的改进最邻近点迭代算法进行点云与计算机辅助设计模型的准确匹配。在偏差分析中采用多分辨率层次分析法对测量点云与计算机辅助设计模型进行比较,为设计人员及时提供了精度分析数据,使设计制造检测成为一个反馈系统。以某型号轿车车灯配光镜为例,验证了该系统的可行性。

关键词：非接触测量点云匹配数字化检测偏差分析

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双马达驱动转台中框的模态与变形分析

上海交通大学学报 2010年第8期44卷 1130-1134,1139页

作者：董景龙陶建峰刘成良上海交通大学机械与动力工程学院

为了分析双马达驱动系统的输出力矩对考虑弹性的转台中框变形的影响,采用ANSYS有限元工具对转台中框进行了模态分析.利用ADAMS软件的柔性模块,基于模态的线性叠加方法,研究了双马达输出力矩在同步和不同步驱动情况下的转台中框变形响应... 详细信息

为了分析双马达驱动系统的输出力矩对考虑弹性的转台中框变形的影响,采用ANSYS有限元工具对转台中框进行了模态分析.利用ADAMS软件的柔性模块,基于模态的线性叠加方法,研究了双马达输出力矩在同步和不同步驱动情况下的转台中框变形响应,分析了转台框架变形的原因.仿真结果表明,合理地施加双马达输出角加速度以及保证双马达输出完全同步转矩可以有效抑制转台中框的变形.

关键词：双马达驱动转台中框模态分析扭转变形