检索结果-南通市图书馆

面向子午流道过水断面面积线性化的叶轮参数化优化方法

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推进技术 2024年第10期45卷 86-95页

作者：李嘉张留阳邹学奇陈璇贾秋生长安大学工程机械学院陕西西安710064 中国航发湖南动力机械研究所湖南株洲412002 北京动力机械研究所北京100074

基于Bezier曲线控制点确定离心叶轮子午流道轴面型线的方法存在经验性强、设计效率不足等问题,因此,提出一种基于子午流道过水断面面积线性化的参数化优化方法。首先,给出一种离心叶片的全流程参数化水力设计方法。其次,以子午流道过水... 详细信息

基于Bezier曲线控制点确定离心叶轮子午流道轴面型线的方法存在经验性强、设计效率不足等问题,因此,提出一种基于子午流道过水断面面积线性化的参数化优化方法。首先,给出一种离心叶片的全流程参数化水力设计方法。其次,以子午流道过水断面面积线性化为目标,基于二阶Bezier曲线完成叶轮的轴面优化设计。最后,采用上述方法对某型燃油离心叶轮进行优化设计及CFD仿真验证。结果表明:所提出的参数化设计方法能够有效实现离心叶轮的全流程水力设计,并保证了设计效率和精度;此外,相比原型叶轮,优化后其扬程提高了1.05%,效率提高了1.34%。上述结果验证了所提出的参数化优化方法具有一定的可信度。

关键词：燃油泵离心叶轮过水断面参数化 CFD仿真

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基于时间敏感网络的列车通信网络实时流量调度优化

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铁道科学与工程学报 2024年第1期21卷 58-69页

作者：梁晨贺德强任子阳靳震震杨卫峰广西大学机械工程学院广西南宁530004 中车株洲电力机车研究所有限公司湖南株洲412001

随着轨道交通智能化的发展,列车控制与监测产生的高带宽实时数据对列车通信网络提出了更高的要求。时间敏感网络可作为兼具高传输速率、高确定性和高兼容性的下一代列车通信网络解决方案。然而,实现时间敏感网络确定性通信机制的流量门... 详细信息

随着轨道交通智能化的发展,列车控制与监测产生的高带宽实时数据对列车通信网络提出了更高的要求。时间敏感网络可作为兼具高传输速率、高确定性和高兼容性的下一代列车通信网络解决方案。然而,实现时间敏感网络确定性通信机制的流量门控调度设计难以拓展到实际场景规模。因此,针对车载网络流量特性,提出一种基于改进增量式调度策略和改进灰狼优化算法的列车通信网络流量门控调度生成方法。首先,基于列车通信网络流量和拓扑结构建立门控调度系统模型。然后,为提高调度生成效率,提出了基于增量式调度的单帧简易调度(Single Frame Simple Scheduling,SFSS)策略,弥补了门控调度模型在计算速度方面的不足。其次,为提高灰狼优化算法的寻优性能,引入了粒子群优化算法、Logistic混沌映射策略和反正切函数,提出了改进灰狼优化(Improved Grey Wolf Optimization,IGWO)算法,改善了实时周期性流量的实时性能和带宽占用。最后,利用SFSS策略和IGWO算法对列车通信网络门控调度系统模型进行测试和求解,通过实验验证所提出调度生成方法的可行性和有效性。实验结果表明,与其他方法相比,提出的门控调度生成方法在计算精度和计算速度方面具有更大的优势,流量调度的平均端到端时延降低为57μs。研究成果能够满足列车通信网络流量调度的需求,可有效地实现时间敏感网络确定性通信在列车中的应用和改善。

关键词：列车通信网络时间敏感网络流量调度增量式调度改进灰狼优化算法

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核电水下检测机器人的双闭环适应性控制

机械科学与技术 2024年

作者：孙文泓洪昭斌陈水宣王少敏厦门理工学院机械与汽车工程学院福建省绿色智能清洗技术与装备重点实验室

由于环境的复杂性，核电站水下检测对工具的空间灵巧作业能力与稳定性有较高的要求。针对此难点，提出利用球形水下机器人对核电站水下结构进行检测的研究方案。建立球形水下机器人欠驱动的动力学模型，并将其分为独立的姿态子系统和与... 详细信息

由于环境的复杂性，核电站水下检测对工具的空间灵巧作业能力与稳定性有较高的要求。针对此难点，提出利用球形水下机器人对核电站水下结构进行检测的研究方案。建立球形水下机器人欠驱动的动力学模型，并将其分为独立的姿态子系统和与姿态子系统强耦合的位置子系统。鉴于两个子系统的优先计算等级，提出一种混合式的双闭环控制策略，利用改进的自抗扰控制来控制内环姿态子系统，同时外环位置子系统的控制方法采用径向基神经网络滑模自适应控制。通过李雅普诺夫理论分析，证明了该控制器的稳定性。最后，对所提出的控制策略进行了仿真实验和样机实验，实验结果表明：所设计控制器具有优越的自主性、抗扰性和机动性。

关键词：球形水下机器人动力学径向基神经网络滑模自适应控制自抗扰控制稳定性

双支点对转轴承腔两相流动及换热特性的数值研究

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推进技术 2024年第7期45卷 171-181页

作者：曹逸韬吕亚国朱泽韬李宛蓉刘振侠西北工业大学动力与能源学院陕西西安710129 中国航发湖南动力机械研究所湖南株洲412002 中小型航空发动机联合研究中心湖南株洲412002 北京动力机械研究所北京100074

为探究双支点对转轴承腔两相流动及换热特性,利用耦合的CLSVOF两相流方法开展数值研究,对比高低压轴同转、对转形式下的轴承腔流动及换热特征,重点探讨对转条件下,高低压轴转速及双侧供油流量对轴承腔壁面油气分布特征与换热特性的影响... 详细信息

为探究双支点对转轴承腔两相流动及换热特性,利用耦合的CLSVOF两相流方法开展数值研究,对比高低压轴同转、对转形式下的轴承腔流动及换热特征,重点探讨对转条件下,高低压轴转速及双侧供油流量对轴承腔壁面油气分布特征与换热特性的影响。结果表明:不同转向下轴承腔壁面油膜形成过程类似,滑油在壁面以油滴、油矢、油带形式分布;同转形式下壁面流线旋向相同,对转形式下壁面流线旋向则相反,对转提高了轴承腔壁面剪切力及湍流强度,平均换热系数相对提升了16.47%;对转转速越大或转速比越高时,壁面滑油体积分数增大而油膜厚度降低,油膜流速平均增加72.95%,双侧供油量或供油流量比越大时,壁面滑油体积分数与油膜厚度均上升,油膜流速平均增加31.02%;增加转速与供油流量均可提高壁面热流密度,增大换热系数,采用双支点对转形式布局能够一定程度提高轴承腔换热性能,有利于保障发动机的安全可靠运转。

关键词：双支点轴承腔对转两相流动及换热换热系数 CLSVOF方法

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陶瓷基复合材料构件内嵌孔加工工艺研究进展

复合材料学报 2024年第8期41卷 3987-4003页

作者：罗潇刘小冲曾雨琪李坚徐友良李龙彪中国航发湖南动力机械研究所株洲412000 西北工业大学材料学院西安710072 南京航空航天大学民航学院南京211106

陶瓷基复合材料是一种典型的难加工材料,除了各向异性的特点外,其硬度仅次于金刚石和立方氮化硼。航空发动机热端部件内嵌孔(气膜孔等)是陶瓷基复合材料部件的基本结构,对陶瓷基复合材料构件制备成型和服役性能的发挥具有重要意义。本... 详细信息

陶瓷基复合材料是一种典型的难加工材料,除了各向异性的特点外,其硬度仅次于金刚石和立方氮化硼。航空发动机热端部件内嵌孔(气膜孔等)是陶瓷基复合材料部件的基本结构,对陶瓷基复合材料构件制备成型和服役性能的发挥具有重要意义。本文给出了陶瓷基复合材料热端部件内嵌孔的分类及用于加工陶瓷基复合材料内嵌孔的方法,包括常规机械加工方法、超声振动辅助加工方法、激光加工方法等,阐述了上述加工方法的加工原理、工艺特征、工艺参数的选取及加工缺陷特征、形成机制等,给出了不同直径、深径比陶瓷基复合材料内嵌孔加工工艺的建议。

关键词：陶瓷基复合材料内嵌孔加工方法机械加工超声振动辅助加工激光加工

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基于数据驱动的主燃油计量装置故障诊断

推进技术 2024年第5期45卷 226-235页

作者：龚秋婷陈毅刘渊陈国顺王奕首厦门大学航空航天学院福建厦门361102 厦门航空有限公司福建厦门361006 中国航发湖南动力机械研究所湖南株洲412002

为建立主燃油计量装置的故障诊断方法,提出一种基于快速存取记录器(QAR)数据的燃油计量参数估计模型建模方法,并结合液压机械控制装置工作原理,给出了基于燃油计量参数残差设计的主燃油计量装置故障诊断方案。设计基于系统辨识的燃油计... 详细信息

为建立主燃油计量装置的故障诊断方法,提出一种基于快速存取记录器(QAR)数据的燃油计量参数估计模型建模方法,并结合液压机械控制装置工作原理,给出了基于燃油计量参数残差设计的主燃油计量装置故障诊断方案。设计基于系统辨识的燃油计量活门位置(FMVP)估计模型,采取降阶处理策略以提高模型的估计精度和动态响应速度,在此基础上给出基于多项式拟合的燃油流量(FF)估计模型。结果表明:所建立的FMVP模型估计残差不超过±2%,FF估计模型残差不超过±5%;该方案能够有效地诊断出燃油计量活门故障、线性可变差动位移传感器故障和热式流量计故障。该方案结构简单,不需要大量的调试技术,提高了故障检测精度,具有工程应用前景。

关键词：航空发动机燃油计量活门传感器故障诊断模型降阶 QAR数据

考虑率效应的Ladeveze本构模型在复合材料损伤失效中的研究

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应用数学和力学 2024年第7期45卷 864-874页

作者：黄宗峥米栋欧阳志高贺象黄兴周威蒋蓝蓝郭早阳马良颖中国航发湖南动力机械研究所湖南株洲412002 哈尔滨工业大学(深圳)理学院广东深圳518055

为研究单向纤维增强复合材料在单轴载荷作用下的承载特性与失效模式差异,对复合材料单向板承载时的塑性累积与损伤演化等力学响应进行了有限元预测.首先,引入基于2D连续介质损伤理论的Ladeveze本构模型,并将其看作平面应力问题.考虑材... 详细信息

为研究单向纤维增强复合材料在单轴载荷作用下的承载特性与失效模式差异,对复合材料单向板承载时的塑性累积与损伤演化等力学响应进行了有限元预测.首先,引入基于2D连续介质损伤理论的Ladeveze本构模型,并将其看作平面应力问题.考虑材料塑性行为的影响,并假定塑性强化为各向同性强化,利用FORTRAN编程语言对LS-DYNA进行二次开发,编写了基于Ladeveze损伤本构模型的用户材料子程序.利用LS-DYNA建立复合材料单向板的有限元仿真模型,研究了其在承受纵向拉伸、纵向压缩、横向拉伸,面内剪切等载荷下的典型失效行为,并与试验结果进行了对比,然后对所编写子程序的有效性进行了验证.最后,引入对数型率相关修正函数,对复合材料承受不同应变率载荷下的破坏行为进行了预测,研究了单向纤维增强复合材料率效应敏感度与承载组分之间的关系.

关键词： Ladeveze本构模型损伤演化率效应塑性

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脉冲激光烧蚀CFRP材料工艺优化

激光技术 2024年第1期48卷 83-91页

作者：蔡颂宋金潮王遥遥陈达邓凯汤迎红李琦武昌工学院智能制造学院武汉430065 湖南工业大学机械工程学院株洲412007

为了研究20 W纳秒激光对碳纤维复合材料(CFRP)烧蚀的工艺质量,采用单因素实验方法及光切法进行了理论分析和实验验证,得到了扫描速率、峰值功率、离焦量对材料表面加工质量的影响规律,并对0.5 mm CFRP材料板进行了烧蚀实验。结果表明,... 详细信息

为了研究20 W纳秒激光对碳纤维复合材料(CFRP)烧蚀的工艺质量,采用单因素实验方法及光切法进行了理论分析和实验验证,得到了扫描速率、峰值功率、离焦量对材料表面加工质量的影响规律,并对0.5 mm CFRP材料板进行了烧蚀实验。结果表明,调整激光器的离焦量,让激光的焦点与材料平面在同一高度,可使扫描线宽最小,减少了材料烧蚀的热影响区,提高了激光能量利用率;设定激光扫描速率为220 mm/s和峰值功率为10 W,可得到大小为3.50μm的CFRP最小表面粗糙度平均值,其中粗糙度数据稳定性样本方差最佳,约为0.133μm 2,在此条件下可得到良好的加工表现。此研究为脉冲激光加工CFRP材料工艺研究提供一定参考,并为脉冲激光加工复合材料工艺应用打下了一定的实践基础。

关键词：激光技术碳纤维复合材料脉冲激光激光烧蚀加工工艺

ZL114A铝合金本构关系与失效准则参数的确定

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爆炸与冲击 2024年第1期44卷 86-105页

作者：谭毅杨书仪孙要兵郭小军湖南科技大学机电工程学院湖南湘潭411201 西北工业大学动力与能源学院陕西西安710129 中国航发南方工业有限公司湖南株洲412002 中国航发湖南动力机械研究所湖南株洲412002

针对航空发动机机匣材料ZL114A铝合金,构建描述该材料在较大温度范围下大变形及失效行为的材料模型。通过万能试验机及分离式霍普金森压杆试验装置测试ZL114A铝合金在常温准静态、高温和高应变率下的力学性能,分析温度和应变率对材料流... 详细信息

针对航空发动机机匣材料ZL114A铝合金,构建描述该材料在较大温度范围下大变形及失效行为的材料模型。通过万能试验机及分离式霍普金森压杆试验装置测试ZL114A铝合金在常温准静态、高温和高应变率下的力学性能,分析温度和应变率对材料流动应力的影响。采用有限元程序和优化算法反求25~375℃内材料的硬化参数,结合高应变率(1310~5964 s^(-1))下材料的动态行为关系,构建包含塑性应变、温度及应变率的经验型本构模型。开展缺口拉伸、缺口压缩等试验并建立相对应的有限元模型,获取材料在不同应力三轴度下的失效应变,标定分段形式的Johnson-Cook(J-C)失效准则参数。通过不同温度下的平板侵彻试验和数值模拟验证失效准则及其参数的有效性。结果表明,ZL114A铝合金具有明显的应变硬化、温度软化及高应变率强化特性;具有应力饱和特征的Hockett-Sherby(HS)硬化模型较为准确地描述材料大变形下的力学行为;构建的材料本构关系可以描述ZL114A铝合金在大应变、宽温度、高应变率下的力学行为;分段形式的失效准则具有预测不同温度下材料失效行为的能力。

关键词： ZL114A铝合金本构关系反求失效准则侵彻