摘要：目的 研究脑组织在不同应变率下的压缩力学性能和本构模型。方法 使用电子万能试验机对猪脑组织白质和灰质开展准静态压缩和中速压缩试验,获得脑组织不同应变率下的应力-应变曲线。采用Ogden本构模型对试验曲线进行拟合,确定本构模型参数,并在有限元软件中进行仿真验证。结果 脑组织应力-应变曲线呈现非线性特征,具有较强的应变率相关性和敏感性。压缩至0.6应变时,在5×10^(-4)~5×10^(-2) s^(-1)应变率下,白质和灰质的应力分别增加102%和129%,在1~1.5 s^(-1)应变率下则分别增加50.7%和54.6%;1.5 s^(-1)应变率下白质、灰质应力比5×10^(-4) s^(-1)应变率下分别增加347%、413%。Ogden模型拟合下的R~2>0.99,仿真结果与试验结果误差在15%以内,验证了模型的有效性。结论 研究结果有助于实现对脑组织变形的预测,为建立更加科学合理的人体模拟靶标以及在设计和改进颅脑防护装备上提供准确的理论依据。

摘要：针对风力发电机变桨轴承往复运转的行程短,转速低,故障信息微弱,故障诊断困难的问题,提出了一种基于多层窄带局部峰值因子的变桨轴承故障特征提取方法。首先,使用编码器零位信号对原始信号进行分割重构,去除往复换向过程中非平稳信号和冲击的影响;然后,构建多层窄带滤波器组,设计并使用谐波局部峰值因子代替传统的谱峭度作为滤波频带的评估指标,进行滤波频带的优化选择;最后,基于选取的最优滤波频带对重构信号进行带通滤波和解调,基于平方包络谱的峰值频率及其幅值提取故障特征。设计了一种非整周往复运转轴承故障模拟试验台,用于变桨轴承故障信号的模拟和多层窄带局部峰值因子方法验证,结果表明,在基于谱峭度的滤波频带选取方法无效的情况下,多层窄带局部峰值因子方法可以有效提取变桨轴承振动信号中的故障特征。

摘要：Ta/Ta_(0.5)Hf_(0.5)C层状复合材料是一种极具潜力的耐超高温结构材料,但抗热冲击性能鲜有报道。设计以超高温等离子火焰对复合材料进行脉冲考核,测试了材料考核过程中的温升数据及考核前后的微观组织和宏观形貌变化。在此基础上,利用有限元软件模拟了材料考核过程中的热应力分布,并指导开展了应力循环加载试验,分析了材料的抗热冲击机制。结果表明,复合材料经等离子火焰脉冲考核120次无裂纹生成。考核过程中,复合材料内部最大热应力数值约为207MPa。复合材料自身的高强度和优异的抵御裂纹扩展能力是其优异抗热冲击性能的主要原因,其经210MPa应力循环加载120次后,强度和韧性保留率分别高达70.1%和73.9%。

摘要：针对硫酸锰生产制造中设备类型多样、布局分散、参数众多等特点,以及装备所处的高温、高压、化学环境的复杂性,现有的监控技术只能在现场进行生产作业的监控,为提高生产设备的运行效率,减少运维成本,基于可编程控制器(PLC)、以太网通信、各类传感器以及Java设计硫酸锰生产APP远程监控系统。采用Java语言构建服务器端程序,通过Modbus TCP通讯协议与PLC进行数据传输,对设备各种运行参数进行采集和存储,通过上位机Android APP对运行状态数据进行显示,实现随时随地监控硫酸锰生产系统的设备工作状态和生产情况,解决了监控系统终端便携性差的问题,全面提高了硫酸锰生产监控系统的安全性与硫酸锰分厂的综合管控水平。

摘要：为增强现有防护装备的性能,设计了一种由聚脲(polyurea,PU)、凯夫拉(Kevlar)和泡沫组成的人体胸部复合防护结构。采用LS-DYNA对胸部复合防护结构在爆炸冲击波与破片冲击下的力学响应进行了数值模拟,分析了防护结构排布类型以及厚度对胸部防护的影响。结果表明:在单独爆炸冲击波作用下,防护结构的不同排布类型对抗爆效果影响较小,PU-Kevlar-泡沫排布结构抗爆效果较好,比透射压力峰值最大的Kevlar-PU-泡沫结构的峰值减小了2.42%;在爆炸冲击波与破片联合作用下,PU-Kevlar-泡沫排布结构防护效果较好,比透射压力峰值最大的PU-Kevlar-PU-泡沫结构的峰值减小了18.49%;适当增加结构的厚度可降低爆炸冲击波与破片联合作用对人体胸部的损伤,但继续增加厚度对防护性能的增益有限。

摘要：针对涡轮增压器转子系统运行过程中频繁启停机、工作转速区间跨度大、转速变化快等条件下振动难以控制的问题,基于人工自愈工程理念,研究全转速范围油膜间隙与转子系统振动响应特性,提出采用压电陶瓷调节浮环轴承外油膜间隙改变系统阻尼从而实现转子系统振动快速、准确的控制。以某型汽油机涡轮增压器转子系统为例,分析推导出轴承油膜阻尼系数与其间隙的三次方成反比特性。构建不同外油膜间隙下浮环轴承转子系统动力学有限元模型,进行时域和频域非线性瞬态响应分析,得到全转速下的通频振幅和振动瀑布图,找出低中高三个转速段下转子系统最小振动幅值所对应的最佳油膜间隙,从而构建出油膜间隙与振动响应的映射矩阵。设计基于压电驱动下轴承座的外油膜间隙调节装置,采用分转速段振动主动控制策略,搭建相应的振动控制模拟试验装置,验证该控制系统的轴承间隙调节时间小于10 ms,最大位移误差小于0.5μm,可满足实时振动控制的要求。该方法可为高速转子机械振动控制提供新的思路。

摘要：为满足现代航空发动机“更紧凑的级间距、更高的经济性和更低的噪声”的设计目标,低压涡轮轴向间距设计得越来越小。然而,较小的轴向间距将严重影响涡轮的气动性能及动静干涉噪声,这对流动及噪声控制方法提出了更高的要求与挑战。为此,采用大涡模拟结合FW-H方程研究了不同轴向间距情况下,上游静叶尾缘采用短、长锯齿结构时,一级低压涡轮叶栅动静干涉噪声及气动性能的变化规律。结果表明:轴向间距的缩短会导致低压涡轮气动性能恶化,下游动叶前缘受到更强的逆压梯度和“逆射流”效应,从而增大动静干涉噪声;上游静叶采用锯齿尾缘结构,产生于锯齿根部的微射流可以抑制“逆射流”效应,消除分离泡,削弱非定常干涉效应,提升气动性能,降低动静干涉噪声;较短轴向间距情况下,长锯齿尾缘静叶降噪效果更好,相较于原型静叶,长锯齿尾缘静叶可降低尾迹亏损47.71%,流量提升8.65%,总压恢复系数提升0.88%,在1BPF (Blade passing frequency)和2BPF处单音噪声分别降低8.7dB和11.8dB,降低A记权声压级9dB。在缩短轴向间距情况下,静叶尾缘采用仿生锯齿结构,能同时实现气动性能的提高和噪声的降低。

摘要：为了提高驰振压电风能采集器的性能,提出具有气动性能改进可能性的曲面阻流体设计,并进一步通过翼翅和附加端盖改进曲面阻流体的气动性能。通过FLUENT仿真和实验研究揭示了翼翅和附加端盖对曲面阻流体气动性能的影响规律。仿真与实验结果表明,翼翅和附加端盖曲面能够显著提高驰振压电风能采集器的气动与俘能性能,有效拓宽了其工作风速范围。

摘要：文中以某钢厂3800 mm粗轧机滑块式万向联轴器为研究对象,基于灵敏度分析,采用整体尺寸优化技术,寻找结构各尺寸变量的最佳组合,从而减小结构整体应力。建立联轴器的三维有限元模型,并对其进行了极限工况下的静强度分析。分析结果表明:在扁头的圆弧根部、叉头的滑块槽根部和进油孔与弧形面根部有较大应力。通过灵敏度分析,确定了结构各尺寸变量对结构整体应力影响程度,选择灵敏度较大的4个尺寸变量作为设计变量,以叉头虎口应力最小为优化目标,同时约束叉头和扁头应力在适当范围内,对联轴器进行尺寸优化。根据优化结果对结构进行重新设计及强度对比分析。结果表明:轧机整体平均应力减小,最大减幅约70 MPa,说明优化后的结构尺寸配合更科学和更合理,有效提高了联轴器强度。

摘要：为探究周期性节径凸起结构对串列双圆柱体钝体杆件干涉噪声的降噪效果与降噪规律,在0.55 m×0.4 m声学消声风洞开展了串列双圆柱降噪实验,设计了8种不同参数的周期性节径凸起结构,实验研究了4种不同来流速度(雷诺数为0.4×10^(5)~1.6×10^(5))下周期性节径凸起结构对串列双圆柱干涉噪声的影响。研究表明:周期性节径凸起结构可以减弱甚至完全抑制单音峰值噪声的产生,最大峰值噪声降噪量可达近30 dB,总声压级最高降噪量可达18.1 dB。不同工况状态下,各种参数化结构对噪声抑制能力有所不同,均存在最佳值,其中凸起高度为(0.1D~0.15D)、凸起间距为0.5D左右(D为基准圆柱直径)的周期性节径凸起结构在较广工况范围下都具有较好的降噪效果。周期性节径凸起结构的引入,不仅改变了串列双圆柱对应的峰值特征频率和涡脱落频率,而且抑制圆柱杆件卡门涡街的产生。