针对缸体表面特征以沟槽为主、方向性显著的特点,提出了使用高阶高斯回归滤波预处理与Radon变换相结合对表面的沟槽特征进行提取的方法。高阶高斯回归滤波抑制了边界效应,使得表面数据能被全部用于分析,提高了数据的使用率,同时减轻了异常值对滤波结果的影响,防止了沟槽形状带来的极值对滤波中线提取的干扰。在Radon变换过程中,为了防止沟槽密集处由于特征方向性减弱造成的特征提取困难,将沟槽特征整体的提取简化为对沟槽中心线的提取。考虑到沟槽底部极小值点分布与中心线之间的强相关性,使用深沟槽底部极小值点拟合确定中心线的位置。浅沟槽与轻微划痕也会留下极小值点,对深沟槽极小值点的提取造成干扰,因此引入深度阈值将两者区分。对样本分析后,得到沟槽的主要角度为19.5°、91.1°、165.6°。表面沟槽整体缺陷率为35.95%,大于单条...

采用实验测量和数值模拟的方法,研究了单独切向进气蜗壳和切向进气蜗壳耦合静叶结构的气动性能和流场特性。实验测量了3种出口马赫数下的单独切向进气蜗壳和4种进出口压比下的切向进气蜗壳耦合静叶结构的总压损失系数、出口气流角、质量流量。采用数值求解三维RANS和SST湍流模型分析了实验测量的切向进气蜗壳的流场形态。数值模拟得到的气动参数值与实验值吻合良好,验证了数值方法的可靠性。结果表明:单独切向进气蜗壳与切向进气蜗壳耦合静叶结构的出口气流角的分布与大小基本上不随进气总压的增加而改变,出口气流角在152.0°左右,切向进气蜗壳耦合静叶结构的出口气流角在166.6°左右;与单独切向进气蜗壳相比,切向进气蜗壳耦合静叶结构的出口气流角沿周向的分布更为均匀;单独切向进气蜗壳和切向进气蜗壳耦合静叶结构的总压损失系数...

将古典赫兹理论与现代Majumdar-Bhushan模型相结合,建立了两圆柱分形接触模型。考虑结合部虚拟材料厚度,以及引入圆柱接触面积比,对两圆柱线高副矩形接触面进行了受力分析。数值仿真表明圆柱接触面积比不大于1;外接触时圆柱接触面积比小于内接触时;增加总载荷或减小结合部虚拟材料厚度都将增大圆柱接触面积比;外接触时实际接触面积小于内接触时;实际接触面积随着分形粗糙度、材料硬度或结合部虚拟材料厚度的增加而减小;随着分形粗糙度的增加,产生特定实际接触面积所需要的总载荷增加,微凸体变形量增大;对于给定总载荷,当分形维数从1.4增加到1.5时,实际接触面积相应增大,但当分形维数从1.5增加到1.9时,实际接触面积转而减小;内接触时的赫兹应力小于外接触时的赫兹应力。该研究结果可为进一步研究圆柱齿轮传动的齿面接触疲劳强度计算提...

为研究表面粗糙度（Ｒ）对疲劳强度（△σ）的影响，从Ｆｒｏｓｔ规律△σｍａ＝Ｃ和稳态疲劳门坎关系△Ｋ（ｔｈ）＝２△σ（ａ）（１／２）出发，导出了临界粗糙度的凹槽深度Ｒ０＝Ｃ／△σ０ｍ和长、短裂纹交界点的深度ａ２（ｍ－２）＝（△Ｋ（ｔｈ）／２）（２ｍ）／Ｃ２，当Ｒ小于Ｒ０时，△σ稳定在一极大值△σ０。；当Ｒ在Ｒ０和ａ２之间时，△σ＝（Ｃ／Ｒ）（１／ｍ）；当Ｒ≥ａ２时，△σ＝△Ｋ（ｔｈ）／（２（Ｒ）（１／２））．利用固有裂纹长度ａ０＝（△Ｋ（ｔｈ）／２△σ０）２，可以得到定量关系：ａ０ｍ＝Ｒ０２ａ２（ｍ－２）．计算结果表明其关系与实验结果吻合很好．

为解决现有线性气动力模型对大柔性机翼受发动机推力影响的气动稳定性分析方法的不足,提出了基于计算流体力学(CFD)与Simo几何精确梁模型的非线性气动弹性分析方法。以翼吊式发动机的大展弦比机翼为研究对象,采用横向随动力和集中质量模拟发动机推力和吊挂质量,分别研究了单纯发动机推力和考虑气动载荷联合作用时,发动机推力、结构弯扭刚度比、发动机集中质量以及发动机安装位置等参数对机翼结构颤振特性的影响。数值模拟所采用的大展弦比柔性机翼非线性气动弹性模型耦合了Simo几何精确梁模型和雷诺平均N-S非定常气动力模型,考虑了结构和流场的两场非线性耦合。模拟结果表明:发动机推力对机翼颤振边界影响很大,具体的影响效果取决于上述其他参数的变化;发动机吊舱靠近翼根布置、发动机尽量布置在机翼弹性轴之前、减小机翼弯扭刚...

设计了一种无阀压电泵驱动的集成式微混合器,其中无阀压电泵采用三棱柱阻变高度流道式结构。利用等效电路模型研究了无阀泵的流动特性,并应用Fluent软件对无阀泵及Y型微流道进行了系统仿真分析,确定了无阀泵和Y型微流道的结构参数,并优选出了系统控制参数。在实验室内制作了微混合器样机,并进行了脉动和混合效果实验,结果表明当入口流量为0.7mL/min、脉动频率为100Hz时,流道内脉动效果明显,由此验证了该微混合器具备良好的工作性能。此项研究可为无阀压电泵在微流控领域的应用提供借鉴。

针对传统固定瓦轴承无法根据实际工况调节轴承参数的问题,提出了一种椭圆度可调滑动轴承结构。该轴承结构基于机械传动原理,将主动控制应用于流体轴承,可以在不同转速下,根据转子实际的振动情况调节轴承椭圆度,通过改变油膜厚度来抑制转子的振动,使转子加速过程中的振动幅值始终保持在安全范围内。通过有限元法建立了转子轴承系统模型,用于计算转子加速过程的动力学响应,并通过改变该椭圆度可调滑动轴承的油膜间隙,分析了椭圆度对转子加速过程振动响应的影响。研究发现经过临界转速区域时,转子属性表现为柔性转子系统,这时通过减小椭圆度、增大油膜间隙能有效抑制转子的振动;远离临界转速区域时,转子属性表现为刚性转子系统,这时通过增大椭圆度来减小油膜间隙也能有效地抑制转子的振动。

基于分形理论,建立了粗糙表面加卸载接触力学模型,推导出了单个微凸体弹性、弹塑性以及塑性变形的存在条件,获得了对应条件下微凸体加、卸载的力学表达式。根据加载终点与卸载起点真实接触面积和总接触载荷不变规则,对传统的微凸体面积密度分布函数进行变换,分别给出了加、卸载接触过程中不同频率指数微凸体的面积密度分布函数,最终得到了加、卸载接触过程中粗糙表面真实接触面积与总接触载荷之间的关系。结果表明在一个加、卸载接触循环内,粗糙表面加、卸载接触的力学性质取决于微凸体频率指数的范围;当微凸体的最小频率指数[WTBX]nmin与临界弹性频率指数nec的关系满足nmin+5≤nec时,粗糙表面在整个加卸载接触过程中呈现弹性性质;当nmin>nec、接触下压量大于微凸体自身临界下压量发生弹塑性变形时,在相同的总接触载荷条件下,卸载过程...

由于缺乏绕组振动在油中的传递模型、传递特性以及相应的仿真研究,根据波动理论,建立了油中振动的传递模型,利用多物理场耦合软件,建立了磁场-结构-流体的耦合分析模型,对一台单相10/0.4kV的双柱式、连续饼式绕组的电力变压器进行了仿真和实验研究。结果表明：油箱中的压力波动来自于高低压绕组振动产生压力波的线性叠加,高压绕组和高低压绕组引起的箱体表面油压分别位于-0.2-0.39Pa之间和-0.15-0.39Pa之间;低压绕组在油中传递时容易受到外侧绕组的阻碍,因此油箱表面受高压绕组振动影响较大;油箱表面振动取决于绕组振动的辐射压力场与油箱本体振动特性,加速度最大值为1.1mm/s^2,集中在与高压绕组距离最近的区域,因此选择测点时应当尽量选择油箱表面离绕组较近的平板区域,以获得较大的振动响应。

为了实现转子不停机平衡,研究了一种自适应主动平衡算法。基于单平面影响系数平衡方程,通过引入增益因子提高平衡迭代过程稳定性,并引入遗忘因子实现影响系数在线估计,构建了单平面在线自适应平衡算法的数学模型。为验证所提出的平衡算法的有效性,设计了一种含有永磁体的电磁圆环形主动平衡头,通过线圈电磁场与永磁体间的磁力作用驱动配重盘步进转动,依靠磁阻最小原理自锁。针对所设计的电磁平衡头,提出了一种单盘转动平衡策略,对平衡补偿量相位进行了校正。开展了不同不平衡量和转速下电主轴主动平衡试验,获得了平衡过程的时域波形、振幅下降率、平衡步数和配重盘终位置。试验结果表明：不平衡量为24.59gcm∠180°时振幅降低42.65%,不平衡量为24.59gcm∠285°时振幅降低37.8%;转速为2 400rmin^-1时振幅降低40%,转速为3 000rmin^-1时振幅降低60%。...