摘要：传统新产品开发过程中,需要进行产品试制以对产品性能进行检验。但是这种方法对特大型结构件进行设计验证不仅成本非常高,而且设计周期长,有时甚至无法实现。在能源危机的情况下,特大型结构件设计面临的一个重要挑战是如何在减轻自身质量的前提下具备足够的负载能力。文中通过对特大型螺旋桨翻转机结构件的尺寸与拓扑优化的案例研究,提出了一种特大型结构件快速设计与优化的解决方案。该方法利用ANSYS结合HyperMesh软件的尺寸优化和拓扑优化功能,首先对初始设计方案结构进行尺寸优化处理,在满足刚度与强度的前提下,再对其进行拓扑优化修改模型结构,从而减小结构自身质量77%。这种虚拟实验与结构优化技术的结合方法缩短了设计周期、节约了成本,为特大型结构的设计优化提供了技术借鉴。

摘要：在分部加热式(partial heating)超临界CO_(2)布雷顿循环(PHSCBC)的基础上,提出了一种新型的超临界与跨临界动力循环组合系统,并建立了热力学模型。探究了透平、压缩机进口温度、循环最高与最低压力、回热度以及分流比对PHSCBC的影响,基于遗传算法分别对PHSCBC与组合系统进行了参数优化。在532℃的热源条件下,PHSCBC的热效率可达29.34%,可将废气利用至146.42℃,其损失主要发生在气体冷却器。与PHSCBC相比,组合系统的净输出功提升了12.90%,可以接近30%的热效率回收全温度区间的废气余热,具有广泛应用于船舶主机废气余热回收的潜力。

摘要：针对混凝土结构被动监测中的压电陶瓷(也称锆钛酸铅,Pb-based lead zirconium titanate,简称PZT)传感器信号的多功能特性,提出了PZT传感器不同用途信号的提取方法。根据不同功能信号的频率范围差异,通过小波Mallat分解,得到用于反映结构整体动态信息的振动信号以及局部断裂破坏引起的声发射信号,通过与加速度传感器和声发射传感器信号比较,验证了提取方法的正确性,并将该方法应用到钢筋混凝土框剪结构模型地震破坏试验的实时监测中。试验结果表明,应用该方法提取到的振动信号能准确测得结构主频率等结构的动态信息,声发射信号部分能清楚捕捉局部损伤引起的能量释放情况。应用该方法可准确提取出结构的振动信号和声发射信号,利用同一PZT传感器能够实时评估和监测结构的整体动态特性和局部损伤状况。

摘要：垃圾转运车是用于城市生活垃圾中转站转换容器工作状态和运输容器的一种专用车辆,其中改变容器工作状态由翻转架实现。分析了翻转架工作过程的危险工况,得出了危险工况下的臂架受力情况;建立了翻转架的结构优化模型并在Optistruct软件环境下进行优化求解,经验证得出的最优臂架尺寸符合架体的应力和变形要求。

摘要：针对液压传动型风能发电装置的马达转速恒定输出问题,从提高风力发电机输出电压稳定性的角度出发,应用AMESim-Simulink联合仿真的方法,建立了风机模型、定量泵-变量马达液压系统数学模型,并应用模糊控制策略,定性地研究了该风力发电系统液压马达速度输出特性.研究结果表明:该新型发电系统在原理上可行;用液压系统取代传统的传动系统,通过调节模糊控制器,可实现马达稳定的速度输出,从而有利于提高发电机电压的稳定性.该研究内容为提高新型风力发电系统设计品质提供了参考依据.

摘要：传力机架是运载火箭箭体与发动机连接的关键部件,负责将发动机推力载荷有效的传递至箭体,其结构的轻量化设计不仅可以保障火箭发动机的推重比、提高火箭的稳定性,还可以为我国未来可重复使用式火箭的研究提供一定的参考.本文在移动可变形组件(moving morphable component, MMC)的框架下,提出了一种解决传力机架结构轻量化设计的方法.在该方法中,机架结构的拓扑通过一组具有显式几何信息的组件来表示,这使最终优化布局可以被少量的设计变量所描述.通过分析传力机架结构设计的特点和要求,以刚度最大化为目标,体积分数(保证结构重量)为约束,建立了基于MMC显式拓扑优化方法下的问题列式.同时搭建了可对工程中传力机架结构轻量化设计的平台,并进行相应结构的拓扑优化.在两种载荷工况(即零位状态和摇摆状态)作用下,最终优化结果在中间推力载荷区域与锥段相连位置之间,所形成的较大翼板结构增强了传力机架的抗弯能力.通过与传统机架结构的对比,证明了本文所提出方法在传力机架结构轻量化设计方面的有效性.

摘要：引射器的性能受几何尺寸影响,相关设计方法给出的结果差异较大,存在设计点偏离严重的问题.针对小膨胀比煤层气气井引射需要,利用基于气体动力学理论的索科洛夫经验公式对引射器进行初步设计,并通过CFD方法对其关键结构尺寸进行数值优化,得到关键结构参数如喷嘴间距、混合室直径、混合室长度及扩压室长度等对引射器性能的影响规律.对比分析理论设计和模拟优化得到的引射器几何尺寸,发现CFD方法优化后的引射器等熵效率较理论设计高出13%左右,并通过实验验证引射器在偏离设计工况时,等熵效率急剧降低,表明数值模拟设计的引射器效率最高,在工程上为偏离设计工况的引射器设计提供了参考.

摘要：为了提高多输入多输出(MIMO)不稳定系统控制器的鲁棒性与节能效果,以大连海事大学教学实习船“育鲲”轮在波浪上纵摇和升沉运动的数学模型为研究对象,将数学模型的分子分母具有不稳定零极点过程使用根轨迹成形技术以及引用数学工具加权矩阵将其根轨迹拉到左半平面.之后运用闭环增益成形算法设计控制器的思路,以成形后的模型用一阶闭环增益成形算法设计鲁棒控制器,再引入双极性S函数驱动的非线性反馈代替原有的误差线性反馈.从仿真结果可以看出,在模型产生摄动时,非线性反馈控制改进了升沉和纵摇,控制能量大幅减少,对模型干扰具有鲁棒性能.该方案求解过程简单,并且整个系统控制器与被控对象物理意义明确,设计所得的控制器阶次较低,且补充完善了MIMO不稳定系统的控制器设计方法.

摘要：建立了基于收缩管和扩张管整流特性的无阀微泵的整体模型,借助流阻系数对整个微泵内部流体进行分析,得到微泵扩张效率的表达公式.通过数值计算,得到微泵关键部件扩张管元件的扩张比、扩张角以及泵腔高度的优化参数.

摘要：通过对离心泵常用密封工作原理、适用范围的对比介绍,以及对造水机系统高压浓海水泵工作环境和性能要求的分析,将高压浓海水泵轴封设计为机械浮环组合密封。经运转试验及实际应用证明,该密封设计满足高压浓海水泵的工作环境和高性能要求。造水机系统高压浓海水泵轴封的组合设计为高温、高压、高速、耐腐蚀离心泵的轴封设计提供了一种新的设计方法。