基于离心机平台的复合环境试验系统综述

为了能够更好地模拟以加速度为基础的复合试验环境,系统总结了离心-冲击、离心-振动、离心-温度、离心-气动等四种以离心机为平台的复合环境试验技术在国内外的研究进展,并重点介绍了其中具有代表性的试验设备的技术特点、复合原理及试验能力,并对以离心机为平台的复合环境试验的未来发展趋势进行了总结和展望。     

适应瞬态高温过载环境的加载装置设计及试验研究

目的地面模拟飞行器再入过程瞬态热-离心环境,预测部组件结构响应,开展典型试验件高过载环境瞬态高温加载装置设计技术及试验研究。方法通过优化石英灯结构强度和生产工艺,改进灯阵夹具和石英灯夹持方式,解决高过载离心环境(80g)石英灯强度和夹具夹持位置灯管易碎问题。结果利用自行研制的适用于高过载环境下瞬态加热装置,对典型试验件进行了高过载高温加载试验,实现了最高温度为600℃,最大加速度为80g的技术指标。结论该研究成果可用于相关飞行器及其部组件地面热-离心复合环境等效性试验考核。     

复合隔振器隔振装置的性能研究

目的为提升隔振装置的隔振性能,研发具有优良隔振性能的隔振装置。方法在20~1600 Hz频段内,利用有限元分析软件对某新型复合隔振器隔振装置进行谐响应分析,并进行整体隔振试验,得出隔振装置在外激励下频域上的振动响应。结果对比分析有限元仿真结果与隔振试验数据,在20~80 Hz内,振级落差大于15 dB,在200~1600 Hz上,振级落差也在24 dB以上,在200~1000 Hz上加速度振级落差仿真和实验的RMS值分别为36.6 dB和38.9 dB,结论该复合式隔振器隔振装置具有优良的隔振性能。     

不同星箭分离方式下整星冲击环境特征分析

目的研究不同星箭分离方式下卫星的冲击环境特征。方法分析采用点源、线源和组合源火工装置完成星箭分离的卫星整星级冲击试验中不同位置测点加速度的实测值,研究其时域谱、频域谱和冲击响应谱特征,对不同星箭分离方式下整星冲击环境特点进行总结。结果三种分离方式下单位长度冲击响应的衰减率均在60%~70%之间。从频谱特点上来说,点源引起的冲击响应频率成分最为丰富,线源和组合源的功率谱分布相对集中。结论不同星箭分离方式下整星的冲击环境有一定的区别,在进行卫星抗冲击设计时,应考虑分离方式的不同。     

近海环境高架段组合道床系统隔振性能跟踪分析

目的 针对北部沿海地区高架段组合道床隔振系统进行跟踪测试研究,研究分析组合道床系统在近海环境下历经4a前后的轨道动态变形和隔振性能分析。方法 采用试验法对普通道床和组合道床的钢轨、道床进行动态变形和振动分析,分别计算出动态变形量及隔振量。结果 相对于普通道床,组合道床钢轨相对于基础的垂向平均变形为3.63～3.72 mm,符合相关技术规范的4 mm安全要求。高架线组合道床在运营4 a后,隔振量变化率为1.88%,表明组合道床在近海环境下具有稳定的隔振性能。结论 组合道床系统仍具有较好的且相对一致的安全性和隔振效果。     

N2流量比对AlCrMoSiN涂层组织结构和性能的影响

目的 减少硬质合金刀具在干式切削时产生的切削热,降低切削温度,从而提高刀具使用寿命。向AlCrSiN涂层中掺杂Mo元素,在涂层服役过程中易生成层状MoO_(3)润滑膜,降低刀面与切屑和工件间的摩擦,实现涂层刀具的自润滑功能。方法 利用高功率脉冲磁控溅射和脉冲直流磁控溅射复合技术制备AlCrMoSiN涂层,改变反应气体N_(2)流量,调节涂层的成分和结构。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜分析AlCrMoSiN涂层的物相成分和微观结构,利用纳米压痕仪、划痕仪和摩擦试验机分别测试涂层的力学性能和摩擦学行为。结果 当N_(2)流量比增大,AlCrMoSiN涂层沿(111)晶面择优生长,衍射峰变得尖锐,(111)和(200)晶面衍射峰向小角度偏移。当N_(2)流量比为16%时,涂层的硬度和弹性模量最大,分别为17.56 GPa和292.31 GPa。当N_(2)流量比为18%时,涂层的临界载荷最高,约为70.6 N,摩擦系数最低达0.54,磨损率为1.3×10^(–3)μm^(3)/(N·μm),此时涂层最耐磨。结论 N_(2)流量比对涂层组织结构有重要影响,随着N_(2)流量比增大,涂层的力学性能与摩擦磨损性能逐渐改善。     

中国城市居民对青藏高原生态资产的支付意愿——以中国27市为例

青藏高原作为一个独特的生态—地理单元,其多种生态系统服务向周边各个区域供给,这种区域差异有可能引起青藏周边地域居民对其生态系统服务的感知不同,进一步影响生态管理对策的制定。选取27个城市,基于13254份网络问卷,通过支付意愿法探究城市居民对青藏高原生态系统服务感知的区域差异及其原因。结果表明:（1）不同区域支付金额存在显著差异,WTP从高到底为东北—华北地区、东南沿海地区、西北地区、中部地区和西南地区,年平均支付金额分别为1185.7元、1021.1元、1012.3元、957.1元和894.7元。（2）总金额中六项生态系统服务的分配比例依次为水源涵养>碳固定>土壤保持>生物多样性保育>污染物净化>美学景观,其中水源涵养和美学景观的比例区域差异小;土壤保持的比例西南和西北地区较大,距平值为1.68%和1.87%;污染物净化沿海地区、西南和中部地区金额分配比例较大,距平值分别为2.04%、2.20%、2.20%;碳固定和生物多样性保育不具备显著的区域差异性。（3）在支付金额的影响程度上,管理意愿>主观认知>客观情况;其中对国家政策响应的积极性与支付金额关联性最大。（4）生态系统服务类型和城市发展水平对支付金额区域差异起主导因素,水源涵养和美学景观各个区域的影响因素相似,一线城市受个人客观情况影响较小;空间距离仅能影响生物基因保育服务与人均月收入的相互关联。研究结果可以为基于利益相关者生态系统服务需求的青藏高原生态资产价值化与管理提供借鉴。     

絮凝基因的克隆及其絮凝机理分析

分离到1株具有强絮凝特性的芽孢杆菌Bacillus sp. F2,絮凝率达84%,并构建絮凝基因组文库.以絮凝菌F2为实验材料,提取基因组总DNA,经限制性内切酶Sau3AI部分酶切后,与用限制性内切酶BamHI完全酶切的载体PUC19DNA连接,并转化到感受态细胞JM109中.然后将其涂布于含氨苄青霉素的LB培养基上,过夜培养后,经蓝白斑筛选,构建了絮凝基因组文库,该文库包含3.5×10⁴个重组子,经测定文库滴度为3.5×10⁵　pfu/mL.从文库中筛选而获得1株表达絮凝活性的大肠杆菌阳性克隆子FC2.序列分析得出该克隆序列为新的絮凝基因.絮凝试验测定FC2的絮凝率为90%,稍高于原絮凝菌F2,高于受体菌JM109(6.9%).红外光谱分析证明FC2的絮凝有效成分与F2一致,说明FC2絮凝性状遗传于原絮凝菌F2.采用轻敲模式下的原子力显微镜成像技术、Zeta(ξ)电位测定对加入絮凝剂FC2与加入絮凝剂F2、不加入絮凝剂的絮凝微观形貌进行了测定.原子力显微成像显示,加入克隆菌FC2发酵液的高岭土悬浮液(5‰的高岭土水溶液)形成的絮凝体出现较大而且紧密的球形颗粒结构,且表面积粗糙,凹凸程度大,具有大的比表面积和吸附液体悬浮颗粒的能力.向高岭土悬浮液中加入克隆菌FC2发酵液后,絮凝颗粒由不定形且松散的结构转变为密集分布、水平尺寸均匀的球形结构,表明克隆菌FC2发酵液中的凝集素容易以高岭土悬浮颗粒为中心吸附在其表面,而且絮凝试验中絮凝率达90%,从更直观上进一步证实了克隆菌FC2发酵液的除污染效能.Zeta(ξ)电位测定结果表明,离子键作用强度不同,致使絮凝形态存在着差异,为研究生物絮凝剂的絮凝机理提供了有力的依据.     

超重力模拟试验离心机振动特性的回归分析

目的 研究试验离心机轴承座以及主轴振动随运行工况的变化规律,实现不同工况下离心机振动的预测。方法 通过试验方法分别获取不同工况下超重力模拟试验离心机的轴承座以及轴振数据。建立试验离心机的单自由度动力学模型,基于该模型,对不同工况下离心机基座振动加速度以及主轴振动位移进行回归分析。结果 离心机轴承座以及主轴振动基频均随着转速以及不平衡量的增大而增大。回归模型对轴承座以及机室基频振动数据的回决定系数均在0.9以上,对中导以及上导主轴振动位移的回归决定系数在0.7左右,对下导主轴振动位移决定系数小于0.1。结论 回归模型可以很好地解释和预测轴承座以及机室振动基频随着转速和不平衡量的变化规律,可以部分预测中导以及上导处主轴振动位移随运行工况的变化。该分析结果为大型试验离心机振动监测系统的设计以及振动特性的预测提供了参考。     

振动-离心复合下土工离心机的 工作模态试验分析

目的获得离心机静止及不同运行状态下的动态特性。方法通过离心机常规模态试验,采用SIMO识别方法,利用力锤产生瞬态激励,计算出激励点与响应点之间的频响函数,通过模态拟合,得到结构的模态参数(频率、阻尼和振型)。进行离心机工作模态试验,测量结构响应并经放大变换,选择2个以上参考点进行互谱分析,获得工作模态参数。结果离心机静止时前两阶模态为绕y轴和绕x轴偏摆,频率分别为3.23、9.94 Hz,本身一阶弯曲频率为11.17 Hz。不同转动加速度下,离心机一阶工作频率为转动频率;二阶工作模态振型为绕y轴偏摆,频率随着转速的升高而增大。结论通过模态试验分析,获得了该离心机静止及不同运行状态下的模态参数,可为有限元模型修正、结构设计及优化提供参考。     

基于FDS的CI柜体随机振动加速试验方法

目的 在实验室内更加真实地模拟牵引变流器(CI)柜体的超高斯振动环境.方法 采用疲劳损伤谱(FDS)的等效疲劳损伤原则,基于超高斯信号对该柜体进行振动试验加速方法的研究.提出疲劳载荷谱的概念及其计算方法,将采集的平稳超高斯加速度信号,基于时域的方法计算其FDS,进而转换成用于振动台试验的加速度功率谱密度,对CI柜体进行随机振动加速试验.结果 在保证与原始损伤当量一致的基础上,完成了对CI柜体的振动试验,未出现任何疲劳失效.结论 该试验方法与传统的高斯振动试验相比,尽管选择同等的加速试验时间,但其更能真实地反映出CI柜体所承受的超高斯振动环境,进一步精确地检验产品的耐久性能.     

离心机吊篮耳轴扭矩测试技术

在进行离心试验前,需要对离心机吊篮进行配平。对于大质量试验件,经常由于其质心位置尺寸不够准确,难以进行精确配平,当加速度载荷很大时,离心机吊篮耳轴会承受很大的不平衡扭矩。针对离心机吊篮转轴结构的特殊性,提出采用粘贴应变片、根据测点应变计算扭矩的测量方案,并进行了测量原理分析和试验验证。     

基于单线振动台的角振动试验系统研究

目的 考核陀螺类产品在角振动环境下的适应性。方法 开发基于单线振动台的角振动试验系统,该系统以线角转换原理为依据,设计铰接机械结构,将线振动台的平动自由度转换为转动自由度。以角振动控制原理为依据,设计控制流程,实现闭环控制。结果 开展了角定频试验和角扫频试验,对系统的控制效果进行了验证。对比了线参数控制和角参数控制2种方法,结果表明,角参数控制法具有更高的控制精度。由于闭环控制的作用,角参数控制法可通过驱动电压的调整直接影响角参数值,从而抵消了部分由于系统连接、解耦或振动引入的误差。结论 该角振动试验系统解决了双台角振动旋转半径受限、线能力受限等问题,克服了摇摆台频带过窄的问题,为角振动试验提供一种新的实施方法。     

振动离心复合试验系统发展概述

以电动振动台和压电激振器与离心机复合发展为主线,系统总结了以离心机为主体的振动离心复合环境试验系统发展历程以及国内外发展现状,重点介绍了电动振动台与离心机复合的关键技术及难点。最后介绍了振动离心复合环境试验系统发展趋势及展望。     

振动夹具的测试方法研究

振动试验夹具是将振动台的运动和能量传递到试验件上的连接装置,夹具动力学特性的好坏直接影响着试验结果的可信程度。探讨了振动夹具的一般设计要求,提供了一种通用的夹具测试方法,并以某型外挂挂飞振动夹具测试过程为例加以说明。     

某离心机模型辨识与仿真

目的辨识某离心机的加速度控制模型,并开展控制系统仿真和优化。方法实测某离心机运行时的转速、电压、电流等,对保载和加速状态的电流进行拟合,进而分析保载阻力、等效转动惯量等模型参数。建立离心机加速度控制系统Simulink仿真模型,进行仿真试验。结果基于辨识的模型参数进行仿真的结果与真实系统试验的结果很接近,为控制系统优化、各种试验能力和误差预估提供了可信的模型。结论采用的辨识方法可行,辨识的参数正确,离心机仿真模型运行快速正确,可供相关离心机辨识和仿真参考。