大型航天器结构-控制-光学一体化建模与微振动响应快速计算方法

目的控制大型航天器一体化模型的计算成本。方法分别使用状态空间法和附加刚度法建立结构-控制-光学一体化模型,并求解微振动响应。使用稀疏矩阵LU分解法和迭代法求解线性方程来加速微振动响应的求解速度。结果对某大型航天器建立一体化模型,并求解微振动响应,总耗时10.35 s,其中使用迭代法计算2794个频率点耗时7.20s,使用稀疏LU分解法计算6个频率点耗时3.15s。结论数值算例证明了该方法的高效性,是适用于实际工程中大型航天器微振动预示的高效算法。     

某海洋平台上海水篮式过滤器事故分析

目的研究分析东海某一海上平台海水用篮式过滤器发生的腐蚀和堵塞事故原因。方法从海洋平台海水系统用篮式过滤器的原理、工艺流程、材料选择、滤网精度,滤芯设计、人工操作等多方面进行分析。结果受内压滤芯结构要优于受外压滤芯结构,如果过滤精度选择过高,会增加压差,造成滤芯堵塞。结论篮式过滤器滤芯单元应采用多滤芯的受内压结构,过滤精度应根据下游用户要求来确定。     

基于双热阻模型的典型芯片封装热分析及评估方法

目的研究基于双热阻模型的芯片封装热分析及评估方法,并对比分析芯片封装不同建模方式对热分析结果的影响。方法采用双热阻模型建立某ECU产品的芯片封装模型,并与"集总参数法"建模法的计算结果进行对比分析与评价。根据案例中典型的实测环境(试验箱),建立等效环境模型,并进行对比分析。结果采用双热阻模型建模的器件热仿真结果更精确,且能较好地反映芯片封装的实际热分布,从而便于发现芯片散热措施的热设计缺陷。集总参数法在应用与芯片封装建模分析时,计算误差相对较大,且无法准确表现芯片的实际散热情况。另一方面,是否建立实测环境的等效模型对计算结果影响较大。结论双热阻模型能较好地适用于芯片封装简化建模,在应用于封装芯片热分析时具有更高的精确度,且参数获取难度不大,具备较大的工程应用价值。     

管道力学分析中阀门刚度计算分析研究

目的得到理想的阀门外径和壁厚数据。方法通过振动力学,推导出频率与阀门刚度的关系,并采用Matlab软件求解方程组,得到阀体和阀杆各自刚度,进一步分析得到管道计算中所需要的外径和壁厚。结果经过工程实例验证,对于柔性阀门,理论计算与SYSPIPE管道应力分析软件得到的结果误差较小。结论将管道中的柔性阀门的振动简化为两自由度k-m振动模型是合理的,理论计算结果较为理想,可应用于工程分析中。     

基于二级近似的航天器结构的模型修正方法

目的基于航天器结构自由度数大且结构复杂,直接对有限元模型修正计算效率低的问题,利用二级近似方法来提高有限元模型修正的计算效率。方法根据特征向量建立Ritz空间推导出频率响应及其敏度的一级近似计算公式,利用近似函数二级近似计算结构参数变化后的动刚度矩阵,通过多重优化流程消除近似计算引入的误差。结果通过两个数值算例进行验证,该方法提高了结构模型修正的计算效率。结论该方法适用于航天器结构的模型修正。     

一种适用于研究深压延成形极限的三维延性损伤模型

本文的目的是给出一种基于连续体损伤力学的新型延性断裂模型以及在金属成形,特别是在板料深压延中的应用。损伤与等效应变呈线性关系,而且三轴性对其有较大的影响该模型既适用于比例加载时预测理论成形极限,也适用于任意加载路径时进行数值计算。     

氨荒酸膦酸树脂滤器的制备及其在AAS分析中的应用

本文介绍了氨荒酸膦酸树脂过滤器的制备方法，以及应用该过滤器分离与富集地面水、海水中Ｃｕ、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｃｄ多元素的适用条件。实际样品中的Ｃｕ、Ｐｂ、Ｚｎ、Ｃｄ等重金属离子经过过滤器过滤，被吸附在树脂滤层中，用少量酸洗脱，以ＡＡＳ测试，结果稳定、准确度高。此过滤器在痕量分析中具有很高的应用价值。     

响应面法对PBGA封装元器件的有限元模型修正

目的利用特殊设计夹具来模仿PCB板的典型插入式固定方式,通过响应面法对安装有PBGA的菊花链PCB板有限元模型进行修正。方法有限元模型经过三次响应面修正,每一个修正阶段都计算仿真前三阶频率与相对应的模态试验结果相对比,建立两个目标函数,并利用多目标遗传算法来缩小仿真分析与模态试验结果。结果有限元模型得到了有效的改善。结论响应面法可以从实际出发来提升有限元模型准确度。     

饱和多孔介质中胶体运移模拟方法研究进展

阐述了国内外针对胶体在饱和多孔介质中运移模拟方法的研究进展：胶体在多孔介质中由于对流和弥散作用发生运移,而由于表面沉积和筛滤作用滞留在多孔介质中,通常采用含有滞留项的对流弥散方程对胶体的运移行为进行宏观描述,并通过拟合得到胶体运移和滞留的宏观参数,但是对流弥散方程是对试验曲线的宏观描述,无法解释其背后的微观机理;胶体的运移和滞留作用由胶体的微观受力决定,包括胶体在水中的布朗运动和有效重力,胶体-胶体/胶体-固相表面之间的相互作用以及流场作用在胶体上的力3个部分;为了实现从微观受力到宏观参数的升尺度计算,研究者们提出了胶体过滤理论及其后续的修正方法对沉积速率等宏观参数进行预测,然而现有方法通常基于简化的流场,忽略了多孔介质复杂孔隙结构和表面特性的影响;孔隙结构模型是多孔介质孔隙结构的简化模型,基于该模型能够从胶体在多孔介质中的微观力学分析出发,预测胶体的宏观运移行为,然而已有研究中尚未全面的考虑胶体在多孔介质中运移和滞留的多种作用.本文总结了该领域待解决的问题,包括建立考虑微观机理的对流弥散方程,发展考虑多孔介质孔隙结构的胶体过滤理论以及完善基于孔隙结构模型的胶体运移模拟方法.     

单纤维过滤阻力与惯性捕集效率数值分析

采用数值方法求解了描述交错排列纤维模型过滤器绕流特征的Navier-Stokes方程,并计算分析了纤维表面粒子的惯性捕集效率和单纤维过滤阻力.结果指出,在填充率C0.045时,Happel过滤阻力模型与数值结果十分吻合,优于Kuwabara模型给出的估计;当纤维填充率00.08时,Kuwabam模型的预测结果与数值结果更接近.通过追踪粒子的运动轨迹计算了单纤维的惯性捕集效率,讨论了过滤风速、粒子密度和填充率对粒子惯性捕集效率的影响.结果表明,粒子的惯性捕集作用存在某一临界粒子直径,小于临界直径的粒子将不被捕集;根据数值分析结果,分别给出了一个可适用于单纤维阻力估计的关系式和惯性捕集效率的计算公式,其适用参数范围为St≤10(StokeS数)和0.01C0.1.     

基于"骨架构建体"的污泥板框脱水影响因素、改性机理及其节耗分析研究

分析了影响污泥板框脱水性能的关键因素以及基于"骨架构建体"的污泥调理改性机理,并结合宝山污水处理厂板框压滤脱水单元的现场实践,从运行角度对其展开节耗分析.论文认为:(1)今后应加强其他类型"骨架构建体"的理论与实践研究,以期为污泥脱水单元的节能降耗奠定基础;(2)该厂现状水质条件下,调整石灰投量、挤压脱水时间分别为0.24 kg/kgDS、35 min时可得到良好污泥脱水效果,同时节约污泥处理成本约21.4%.     

民用飞机机体连接结构动刚度计算分析及试验验证

目的通过分析和试验得到民用飞机机体连接结构动刚度。方法通过理论分析,得到动刚度的推导公式,并运用有限元分析软件进行频响分析,进而得到连接结构动刚度。运用锤击法得到动刚度试验数据,并进行试验验证。结果试验结果受信号衰减的影响,低频范围内较难得到静刚度结果,但可以通过分析模型得到。试验刚度结果开始波动较大,但在高频范围趋于稳定,最终稳定在分析刚度值左右。当动刚度分析结果受频率影响变化不大时,可以采用动刚度分析均值来作为不同频率下的刚度值。结论通过频响分析得到民用飞机某种结构的动刚度变化曲线,并通过动刚度试验进行了试验验证,分析对比结果表明,有限元分析可以较为准确地得到机体支持结构动刚度,并用于工程实际。     

离心状态下吊篮系统有限元模拟

目的研究吊篮在离心载荷下的力学行为,尤其是强度和刚度性能。方法通过精细化模拟吊篮系统各部件间的接触关系,在对某离心机吊篮初始设计方案进行模拟分析的基础上,开展吊篮的强度性能研究,对吊篮结构的整体布局、主要部件强度考核和降低局部应力集中等多方面开展计算分析。结果在指定工况下吊耳与配重板之间的局部接触导致的应力集中,致使安全系数达不到强度要求。结论提出改进措施,改进设计后的吊篮结构强度得到了较大的提高,满足吊篮设计的强度要求。     

某梁结构静动联合加载疲劳研究试验件设计与分析

目的解决工程结构在交变静载荷和动载荷联合作用下的疲劳寿命预估难题。方法拟设计一梁结构试验件,方便施加静力与动载荷,并具有合适的疲劳寿命,用于静动联合加载下疲劳寿命预估研究。并采用名义应力法计算出静载荷作用下结构的寿命,采用频域法计算动载荷单独作用下结构的寿命,再以线性损伤累积理论为基础,以载荷块为单位来计算静动载荷联合加载下的寿命。结果初步给出试验载荷,得到静动载荷联合加载下危险点的寿命为1225 s。试件在1 h之内失效,满足设计要求。结论通过该方法,可以用来校核试件的实际寿命,以设计试件。     

频域子结构方法在力学环境预示中的应用研究

目的利用频域子结构方法(FBSM,FRF Based Sub-structuring Method)对结构的力学环境进行准确高效地预示。方法分别对处理子结构间为刚性连接和弹性连接两种问题的FBSM进行理论推导。为了验证FBSM的正确性,设计连接为刚性连接和弹性连接两种算例结构,并将FBSM对算例结构频响函数的计算结果与有限元方法(FEM,Finite Element Method)的对应计算结果进行对比。其中,弹性连接利用空间梁单元进行等效,并将该等效方法与利用六自由度标量弹簧的等效方法进行对比。结果对于刚性连接和弹性连接两种情况,FBSM对频响函数的计算结果均与FEM的对应计算结果吻合程度良好。此外,空间梁单元的结点刚度矩阵为非对角阵,与六自由度标量弹簧相比,可更为准确地等效工程实际中的弹性连接。结论FBSM可对结构的力学环境进行准确高效的预示,且在处理具有弹性连接结构的力学环境预示问题时,可采用空间梁单元等效弹性连接。     

岩土工程施工中酸碱污染地基土检测方法研究

在岩土工程施工中对酸碱污染地的基土进行承载力学分析和受力检测,为指导岩土工程施工的开凿深度、混凝土配比等提供数据参考。提出基于刚度软化传递力学分析的岩土工程施工中酸碱污染地基土检测方法。构建酸碱污染地基土的本构力学分析模型,根据等效弹性应力和屈服强度关系计算酸碱污染地基土的延性力学参量,根据基土的承载力徐变关系得到酸碱污染地基土的承载屈服分布模型,实现酸碱污染地基土检测的力学检测。     

生物滴滤塔净化挥发性有机废气动力学模型研究

通过对生物滴滤塔净化VOCs废气过程的分析,建立了动力学模型,简化处理后得出了基于生物降解为一级反应动力学和零级反应动力学的污染物浓度沿填料层高度变化的方程,并通过实验数据对方程进行了验证,结果表明基于生物降解一级反应动力学的方程能较好地与实验数据吻合,但常数ξα/Q却随入口浓度Cgi的增大而升高。最后,采用实验数据回归出了ξα/Q随Cg变化的曲线。     

数字滤波法在点源和非点源污染负荷分割中的应用

以分辨流域点源和非点源污染负荷为研究目标,在傅立叶分析的基础上,提出了从污染负荷时间序列中分辨点源和非点源污染负荷的新方法——数字滤波法,探讨了数字滤波方程的参数与滤波次数的关系,并将该方法应用到东江流域COD_Mn负荷的分割上. 应用实例表明,分割的点源和非点源负荷系列曲线符合点源和非点源负荷的产生特点,使用者能够在污染负荷分割过程中通过滤波参数的选取比较方便地加入自己的经验. 一般取较大滤波参数时,只需要3次滤波就能得出较满意的结果.