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考虑单向预浸料弯曲性能的有限元仿真

复合材料学报 2024年第7期41卷 3822-3830页

作者：何靓赵安安徐小伟王小凯胡大豹梁彪中航西安飞机工业集团股份有限公司西安710089 西北工业大学机电工程学院西安710072

热固性树脂基预浸料沿纤维方向具有极高的拉伸模量和较小的弯曲刚度,准确描述预浸料的这种力学特性对于成型过程中褶皱等缺陷的预测与抑制、提升成型过程的有限元仿真精度具有重要意义。本文建立了基于纤维方向准确跟踪并考虑非线性剪... 详细信息

热固性树脂基预浸料沿纤维方向具有极高的拉伸模量和较小的弯曲刚度,准确描述预浸料的这种力学特性对于成型过程中褶皱等缺陷的预测与抑制、提升成型过程的有限元仿真精度具有重要意义。本文建立了基于纤维方向准确跟踪并考虑非线性剪切行为的单向预浸料本构模型,并通过共节点壳膜混合单元实现了预浸料高拉伸模量和低弯曲刚度的解耦。同时,以国产AC531/CCF800H单向预浸料为对象,系统测量了未固化预浸料的拉伸模量、剪切模量和弯曲刚度。最后,通过单向预浸料的偏轴拉伸试验和轴向压缩试验分别验证了本文所建立的有限元模型在膜单元和壳单元主导的受力条件下的有效性。

关键词：预浸料拉弯解耦壳膜混合有限元法弯曲刚度

卧式多层热压机变量泵功能特性和液压系统性能

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林业工程学报 2024年第5期9卷 153-160页

作者：花军郑旋张红良杨舒东北林业大学机电工程学院哈尔滨150040 上海秋林机械有限公司上海201800

根据年产10万m^(3)胶合板卧式多层热压机结构、工作原理和热压工艺要求,采用型号VPCLRDU2斜盘式轴向变量柱塞泵作为动力和控制元件,快速油缸与加压油缸采用伸缩式二级油缸结构形式作为执行元件,构建了其双变量泵液压系统。以该液压系统... 详细信息

根据年产10万m^(3)胶合板卧式多层热压机结构、工作原理和热压工艺要求,采用型号VPCLRDU2斜盘式轴向变量柱塞泵作为动力和控制元件,快速油缸与加压油缸采用伸缩式二级油缸结构形式作为执行元件,构建了其双变量泵液压系统。以该液压系统为研究对象,根据VPCLRDU2工作原理建立其仿真模型,设计台架试验,为分析VPCLRDU2效率和控制功能特性,验证其所建仿真模型的准确性奠定了基础;通过VPCLRDU2效率和电液比例、恒功率、恒压控制功能特性研究分析,证明了其具有容积效率、总效率和功能集成化程度高的特性;VPCLRDU2仿真模型与台架试验对比分析结果趋于一致,验证了其所建仿真模型准确、可靠;根据双变量泵液压系统工作原理,建立其液压系统仿真模型,对于不同板坯参数、热压工艺要求,其仿真模型结果验证了该系统能够实现对快速油缸速度、位移和加压油缸压力的控制,满足了胶合板卧式压机热压工艺要求,具有能耗低、稳定性高的特性。

关键词：卧式多层热压机斜盘式轴向变量柱塞泵双变量泵液压系统能耗稳定性

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离心泵浮筏隔振系统设计及其效果分析

机电设备 2024年第4期41卷 44-50页

作者：祁伟栋杨晓一曹杰徐尧上海海迅机电工程有限公司上海201111

以某船多台离心泵为隔振对象,开展浮筏隔振系统设计,并根据设计方案建立浮筏隔振系统的动力学模型。通过模态分析验证筏架、基座以及浮筏隔振系统的各阶模态频率,可避开离心泵主要扰动频率。基于有限元法和统计能量法,计算浮筏隔振系统... 详细信息

以某船多台离心泵为隔振对象,开展浮筏隔振系统设计,并根据设计方案建立浮筏隔振系统的动力学模型。通过模态分析验证筏架、基座以及浮筏隔振系统的各阶模态频率,可避开离心泵主要扰动频率。基于有限元法和统计能量法,计算浮筏隔振系统在各工况下的隔振效果,并与试验结果进行对比分析。结果表明:理论计算值与实测值较为吻合,验证了设计和计算方法的可行性,可为离心泵浮筏隔振系统设计及其隔振效果的工程预测提供技术支撑。

关键词：离心泵浮筏隔振系统模态分析隔振效果

基于第一性原理的静水压对立方相CsPbBr3材料光电性质的影响

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激光与光电子学进展 2024年第9期61卷 373-381页

作者：何薇武向农张毅闻上海师范大学信息与机电工程学院上海200234 上海师范大学数理学院上海200080

考虑到同一模型下立方相CsPbBr3材料的光电性质覆盖不全的问题,基于第一性原理深入研究了静水压对材料结构和光电性质的影响。研究结果表明:随着静水压从0增加到7 GPa,CsPbBr3的带隙从1.80 eV减小至0.74 eV,Cs—Br和Pb—Br的键长分别减... 详细信息

考虑到同一模型下立方相CsPbBr3材料的光电性质覆盖不全的问题,基于第一性原理深入研究了静水压对材料结构和光电性质的影响。研究结果表明:随着静水压从0增加到7 GPa,CsPbBr3的带隙从1.80 eV减小至0.74 eV,Cs—Br和Pb—Br的键长分别减小0.31?和0.22?,原子之间的耦合作用增强;当静水压为7GPa时,CsPbBr3的静态介电常数、静态折射率和静态反射系数分别增大8.7%、5.0%、12.0%,电子的跃迁程度和迁移速率增加;当CsPbBr3落在低能区时,静水压可以同时使介电函数虚部、消光系数、吸收系数、导电率和损失函数等参数的边缘能量从0.94eV减小到0.69eV,导电率增加17.7%,消光系数平均增加11.5%;当CsPbBr3落在高能区时,静水压可使损失函数平均增加20.6%;另外,在紫外可见光和近红外区域内静水压使得CsPbBr3的吸收系数分别提高为原始的1.1和4.7倍,对光的吸收能力增强。这些特性能够拓展材料的应用范围。

关键词：光电性质 CsPbBr3 第一性原理静水压

基于深度强化学习的网联混合动力汽车队列控制

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机械工程学报 2024年第2期60卷 262-271页

作者：郭景华李文昌王班王靖瑶厦门大学机电工程系厦门361102 同济大学汽车学院上海201804 厦门大学自动化系厦门361102

针对网联混合动力汽车队列具有混杂非线性、多动力源混合驱动等特点,提出基于深度强化学习的队列分层控制策略。首先,设计了队列模型预测控制器,基于车车通信获取的车辆状态求解约束条件下满足多性能目标的队列车辆最优期望加速度。其次... 详细信息

针对网联混合动力汽车队列具有混杂非线性、多动力源混合驱动等特点,提出基于深度强化学习的队列分层控制策略。首先,设计了队列模型预测控制器,基于车车通信获取的车辆状态求解约束条件下满足多性能目标的队列车辆最优期望加速度。其次,为提高车辆的燃油经济性,将发动机最优工作曲线和电池特性曲线作为专家知识嵌入深度强化学习算法中。然后,通过分析电池荷电状态、车辆车速以及车辆加速度对智能体动作值的影响来阐明基于深度强化学习(Deep Q network,DQN)的队列能量管理策略是如何根据动作值实现对队列中车辆多系统动力输出之间的协调控制。最后,设计了以电池荷电状态、瞬时燃油消耗率为自变量的奖励值函数,利用最小化损失函数,采用梯度下降法对DQN网络参数进行更新,通过深度强化学习算法实现网联混合动力汽车队列的能量管理控制。试验结果表明,所提出的队列控制策略可以动态规划出队列中车辆期望加速度,实时合理的分配发动机功率与电机功率,最终实现队列中车辆的节能行驶。

关键词：网联混合动力汽车队列深度强化学习模型预测控制节能行驶

攻角对临近空间飞行器侧喷射流红外辐射特性影响数值模拟

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红外与激光工程 2024年第1期53卷 83-93页

作者：吕蓉牛青林王晓冰中北大学机电工程学院山西太原030051 散射辐射全国重点实验室上海200438

临近空间飞行器侧喷射流干扰效应对目标红外辐射特性规律影响受到广泛关注。文中以典型锥柱裙飞行器为研究对象,预测飞行器典型飞行工况(20 km@5 Ma)不同攻角下的绕流场、侧喷流和壁面温度,结合窄谱带模型处理高温气体辐射物性参数,采... 详细信息

临近空间飞行器侧喷射流干扰效应对目标红外辐射特性规律影响受到广泛关注。文中以典型锥柱裙飞行器为研究对象,预测飞行器典型飞行工况(20 km@5 Ma)不同攻角下的绕流场、侧喷流和壁面温度,结合窄谱带模型处理高温气体辐射物性参数,采用视在光线法求解辐射传输方程,分析攻角对侧喷流的复燃及目标在不同谱带和不同观测角度下红外辐射特性的影响。结果表明:随着攻角由负转正射流复燃程度降低,α=10°较α=-10°偏低176%;侧喷流在2.7μm和4.3μm两个特征峰值波段辐射显著,其他波段内目标辐射主要来源于本体;目标辐射强度在俯视观测角度下随攻角由负转正而减小,在侧视观测角度下攻角出现引起辐射强度降低,α=±10°较α=0°偏低6.8%。该研究可为临近空间飞行器侧喷射流相关的目标特性识别提供理论参考。

关键词：临近空间飞行器侧喷射流喷流干扰效应红外辐射攻角

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煤矿掘进机自定位截割控制方法及试验研究

中国机械工程 2024年第7期35卷 1318-1329页

作者：刘送永吴洪状程诚宋明江崔玉明中国矿业大学机电工程学院徐州221116 苏州大学未来科学与工程学院苏州215222 中国煤炭科工集团太原研究院有限公司太原030006 江苏师范大学机电工程学院徐州221116

开展了掘进机自定位截割控制方法及试验研究,提出了掘进机自定位截割控制策略,使用基于单目视觉与深度学习的掘进机机体六自由度位姿检测方法,以及具有规定性能的双层模糊自适应反步控制方法实现了掘进机自定位截割,并将其用于机体任意... 详细信息

开展了掘进机自定位截割控制方法及试验研究,提出了掘进机自定位截割控制策略,使用基于单目视觉与深度学习的掘进机机体六自由度位姿检测方法,以及具有规定性能的双层模糊自适应反步控制方法实现了掘进机自定位截割,并将其用于机体任意位姿下的截割头循迹跟踪控制。在掘进机两种不同的机体位姿下进行了截割头循迹跟踪控制试验,试验结果显示最大轮廓误差分别在48 mm和52 mm(约2.14%与2.32%)以内,验证了提出的掘进机自定位截割控制方法的有效性。

关键词：巷道掘进机位姿检测轨迹跟踪控制自定位截割

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钠冷快堆钠-空气热交换器风阀流热固耦合研究

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核动力工程 2024年第3期45卷 206-212页

作者：高博张宇景孙宝平刘盛兰州交通大学机电工程学院兰州730070 兰州长信电力设备有限责任公司兰州730101

针对核电钠冷快堆钠-空气热交换器风阀在高温工作环境下存在的叶片卡涩现象和阀体强度失效问题,设计了一种双叶片钠冷快堆钠-空气热交换器风阀。利用流热固耦合方法对该风阀在不同开度下的流场流动特性、阀体温度分布、阀体变形及应力... 详细信息

针对核电钠冷快堆钠-空气热交换器风阀在高温工作环境下存在的叶片卡涩现象和阀体强度失效问题,设计了一种双叶片钠冷快堆钠-空气热交换器风阀。利用流热固耦合方法对该风阀在不同开度下的流场流动特性、阀体温度分布、阀体变形及应力情况进行了研究。结果表明:①风阀在开度45°以下时,流体通过风阀前后会产生明显的速度梯度和压力梯度;②局部温差越大的区域热应力值越大,最大应力为206.94 MPa,出现在框架侧密封板边缘处,最大应力值符合材料强度要求;③阀体变形及应力主要为受热引起的热变形和热应力,风阀最大变形量为3.3368 mm且框架变形量在各个方向均大于叶片变形量,新设计的风阀不会产生叶片卡涩现象。

关键词：钠-空气热交换器风阀流热固耦合热应力

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某型机翼燃油箱晃动分析及防晃结构优化

航空动力学报 2024年第8期39卷 293-301页

作者：唐祚旻姜春英鲁墨武裴秀果殷思羽沈阳航空航天大学机电工程学院沈阳110136 沈阳航博自动化科技有限公司沈阳110045 沈阳多元机电设备有限公司沈阳110164

针对某型多隔仓机翼整体燃油箱,基于流体体积(VOF)方法模拟燃油晃动自由液面变化,分析了燃油箱在多工况下的燃油晃动特性;根据分析结果,选取肋板溢油口构型,串油孔直径与肋板数量为设计变量,以燃油质心相对位移幅值为优化目标,设计正交... 详细信息

针对某型多隔仓机翼整体燃油箱,基于流体体积(VOF)方法模拟燃油晃动自由液面变化,分析了燃油箱在多工况下的燃油晃动特性;根据分析结果,选取肋板溢油口构型,串油孔直径与肋板数量为设计变量,以燃油质心相对位移幅值为优化目标,设计正交实验设计,通过极差分析与方差分析法对油箱肋板构型进行优化,得出最优肋板构型。结果表明:VOF法可以准确有效的模拟燃油流动特性,燃油箱肋板可有效抑制燃油晃动;优化肋油箱与初始油箱对比,平均燃油质心相对位移幅值降低66.54%,最大位移幅值降低46.43%;燃油质心位移得到有效控制,机翼油箱的防晃效果得到提升。

关键词：液体晃动机翼整体油箱流体体积(VOF)方法正交实验肋板结构优化