分类: 机械工程 >> 机械工程其他学科 提交时间: 2024-04-02
摘要: In this study, first, an orthopedic plate was 3D printed with Polylactic acid (PLA) and coated with polycaprolactone (PCL)/Akermanite (AKT) nano-fibers. The composition included 8 wt.% of PCL and 3 wt.% of nAKT, while diameter of the PCL/AKT nano-fibers was approximately 253 nm ± 33 nm. Thermomechanical properties such as pressure, three-point bending flexural, and thermal conductivity of coated and non-coated specimens were examined and compared. In the next step, the bioactivity of the coated samples was evaluated following a 28-day immersion in simulated body fluid (SBF). Further, scanning electron microscope (SEM) images were taken to assess morphology of nanofibers and apatite formation on samples. By adding PCL to PLA, the maximum pressure force is enhanced by 16.83%. Further by adding nAKT to PLA+PCL sample, the maximum pressure force is enhanced by 4.72%. Further, by adding PCL to PLA, the maximum bending flexural force is enhanced by 21.06%. Further by adding nAKT to PLA+PCL sample, the maximum bending flexural force is enhanced by 21.39%. The results of this study are used to improve modeling of the orthopedic plates.
分类: 机械工程 >> 机械工程其他学科 提交时间: 2024-03-28
摘要: Increasing the transfer (HT) coefficient used in thermal industries is very important. Various methods are used to improve the efficiency of thermal heat HT so that maximum HT takes place in a smaller space. Ethylene glycol (EG) is generally used as an agent for convective HT. EG obtains energy from a hot source and discharges it to the required location. At present, the most consumption of EG is to produce engine cooling fluid. In the upcoming research, the TB of EG fluid in two-dimensional microchannels (MCs) has been investigated using molecular dynamics (MD) simulations, and the effect of variables such as MC dimensions and MC wall temperature (Temp) on the TB of the simulated fluid has been investigated. The results revealed that by increasing the Temp difference of the MC wall from 10 to 50 K, the maximum temperature (Max-Temp) and velocity (Max-Vel) of the target sample increased to 640.94 K and 0.024 Å/ps. It can be concluded that the increase in the cross-sectional area and the wall Temp difference leads to an increase in the HT rate in the MC.
分类: 机械工程 >> 机械工程其他学科 分类: 计算机科学 >> 计算机软件 提交时间: 2022-02-16
摘要: 近年来,数字孪生受到了广泛关注,数字孪生也正在变得越来越复杂。目前的数字孪生案例大多集中在一个特定的场景上,面对多层次多场景的工作环境,甚至模型的交互与耦合,仍缺乏构建复杂数字孪生的方法。本文提出了一种标准化的基于模型分割和组装的复杂数字孪生模型的建模方法。首先,将数字孪生的复杂模型按照4C架构中的层次(Composition)、场景(Context) 、组件(Component)和代码(Code)划分为若干简单模型。层次和场景使数字孪生专注于特定尺度和场景中的有效元素。组件和代码用于开发简单数字孪生模型。其次,通过信息融合、多尺度关联、多场景交互,将数字孪生的简单模型组装成复杂模型。本体模型构建了不同数字孪生中实体的完整信息库。知识图谱在不同尺度的数字孪生之间架起了关系的桥梁。场景迭代实现行为交互和计算结果精度的提高。本文提供了一种可实现的方法来构建复杂的数字孪生模型,并支持组件和代码的复用促进数字孪生的快速开发。
分类: 电子与通信技术 >> 信息处理技术 分类: 工程与技术科学 >> 工程通用技术 分类: 机械工程 >> 机械工程其他学科 提交时间: 2022-02-08
摘要: The spectral leakage (SL) from windowing and the picket fence effect (PEF) from discretization have been among the standard contents in textbooks for many decades. The SL and PEF would cause the distortions in amplitude, frequency, and phase of signals, which have always been of concern, and attempts have been made to solve them. This paper proposes two novel decomposition theorems that can totally eliminate the SL and PEF, they could broaden the knowledge of signal processing. First, two generalized eigenvalue equations are constructed for multifrequency discrete real signals and complex signals. The two decomposition theorems are then proved. On these bases, exact decomposition methods for real and complex signals are proposed. For a noise-free multifrequency real signal with m sinusoidal components, the frequency, amplitude, and phase of each component can be exactly calculated by using just 4m1 discrete values and its second-order derivatives. For a multifrequency complex signal, only 2m1 discrete values and its first-order derivatives are needed. The numerical experiments show that the proposed methods have very high resolution, and the sampling rate does not necessarily obey the Nyquist sampling theorem. With noisy signals, the proposed methods have extraordinary accuracy.
分类: 机械工程 >> 机械工程其他学科 提交时间: 2018-06-15 合作期刊: 《电气工程学报》
摘要: 超导托克马克聚变实验装置(EAST)的极向场超导线圈发生失超时,超导线圈电阻变化引起的微弱电压信号变化被强噪声淹没。针对该问题,运用快速傅里叶 变化分析线圈电压信号的时频特性。根据分析结果,提出运用经验模态分解(EMD)方法对超导线圈两端电压信号进行分析,得到若干固有模态分量和余项,并得知微弱 信号的能量主要分布在余项中。该方法能够消除环境影响,检测出电压信号的微弱变 化。
分类: 机械工程 >> 机械工程其他学科 提交时间: 2018-06-15 合作期刊: 《电气工程学报》
摘要: 本文在传统配电网评估模型的基础上,建立了新能源配电网的综合评估指 标体系,该指标体系从设备运行状态、供电可靠性、电能质量、经济性以及环保性五 个方面较为全面地对新能源配电网进行综合评估,突出了新能源配电网区别于传统配 电网的特性,同时提出了基于可拓层次分析法的综合评估方法,该方法在传统层次分 析法的基础上考虑了人为判断的模糊性,并且较容易满足判断矩阵的一致性要求。最 后通过算例分析验证了指标体系的全面性和评估方法的适应性。
分类: 机械工程 >> 机械工程其他学科 提交时间: 2018-06-15 合作期刊: 《电气工程学报》
摘要: 通过对配电网单相接地故障暂态过程的分析,提出了对暂态接地电容电流 进行小波包分解,利用能量法提取出能量最大的频带,对各条线路的特征频带利用模 极大值和信号奇异性理论,从而判断出故障线路的新方法。对该方法的选线原理进行 了一定的介绍,仿真实验表明该方法具有精确、可靠、适应能力强等特点,具有重要 的实际应用价值。
分类: 机械工程 >> 机械工程其他学科 提交时间: 2018-06-15 合作期刊: 《电气工程学报》
摘要: 固态变压器作为能源互联网的核心设备具有电压等级转换和隔离的功能, 可以有效地整合分布式可再生能源,但模块级联 H 桥型固态变压器也存在各个 H 桥模 块之间的均压问题。本文首先研究了单相任意单元数级联 H 桥固态变压器的 SVPWM 及其电压平衡控制原理,提出一种固态变压器电压环控制一个 H 桥直流母线电压,然 后通过在 SVPWM 中增加一个新控制环控制其他 H 桥的矢量脉冲宽度,从而使其他 H 桥电压跟随的控制策略来实现各个 H 桥均压的目的。最后通过仿真验证了所提控制策略的正确性。
分类: 机械工程 >> 机械工程其他学科 提交时间: 2018-06-15 合作期刊: 《电气工程学报》
摘要: 对含随机变量的大规模概率潮流问题,若使用 Gram-Charlier 级数展开式逼近随机变量的概率分布,计算量较大。建立考虑风电出力随机性和负荷波动性的概率 潮流模型,并采用 Edgeworth 通过的 Hermite 正交矩阵的递推性降低级数高阶展开的计算复杂度,针对级数变换法高次项被舍去影响逼近精度的问题,采用多重线性化的 方法通过对系统总有功功率的均匀划分,减小因潮流方程线性化时输入的随机变量的 变化范围较大而引起的截断误差。IEEE 39 节点系统的算例仿真结果验证了本方法的有效性。
分类: 机械工程 >> 机械工程其他学科 提交时间: 2018-06-15 合作期刊: 《电气工程学报》
摘要: 核电站厂区大,需要对时的系统多、分布广,而且对精度要求、接口形式 各不相同。因此目前核电站内存在多套对时系统,无法实现时钟信号的共享。为解决 各系统之间时钟相互独立、对时系统重复配置的问题,本文通过分析核电站内的设备 对时方式、精度需求、传输通道,进而采用全厂统一时钟源的对时网络结构。该对时 网络配置高精度、高可靠性的主钟系统和 GPS/ 北斗双模天线,系统可用性大大提高;主钟与二级钟之间由光缆连接,通过设置光缆传输延时提高二级钟的精度。分析结果 表明,该对时网络在可靠性和对时精度方面都有较大提高,实现了技术和经济上的统 一、优化。
分类: 机械工程 >> 机械工程其他学科 提交时间: 2018-06-15 合作期刊: 《电气工程学报》
摘要: 霍尔传感器是特高压直流输电系统中旁路断路器特有的分合闸位置传感元 件,在同一极中单阀组运行状态下解锁另一阀组的过程中起到重要作用。本文分析了 一起由于霍尔传感器故障造成阀组解锁不成功的案例,提出对霍尔传感器进行定期校 验的改进建议。
分类: 机械工程 >> 机械工程其他学科 提交时间: 2018-06-15 合作期刊: 《电气工程学报》
摘要: 提出了一种应用于高压场合的三相线电压级联型高频链矩阵整流器(LVC-HLFMR)拓扑,该拓扑由基于 HLFMR 单元模块的三相线电压级联型变换器、高频变压器、单相整流器构成,可直接与三相系统相连,具有开关数量少、省略直流储能环 节及结构紧凑等优点。分析了 HLFMR 的调制策略,在此基础上提出了针对三相桥直 接级联结构特点的 HFLMR 改进换流策略,解决了采用常规换流时出现的负载开路问题,以及变换器工作状态切换至零矢量时的瞬时相间短路问题,仿真结果表明所提拓 扑的正确性及改进换流策略的有效性。
分类: 机械工程 >> 机械工程其他学科 提交时间: 2018-06-15 合作期刊: 《电气工程学报》
摘要: 针对 IEEE 次同步谐振第一标准测试系统,提出抑制次同步谐振的可控串补 (TCSC)方案。利用 PSCAD/EMTDC 仿真软件,建立 TCSC 及其控制仿真模型,仿真研究得到能抑制次同步谐振的可控串补和固定串补组合方案。采用开环阻抗控制策略 对 TCSC 抑制次同步谐振的性能进行仿真验证。
分类: 机械工程 >> 机械工程其他学科 提交时间: 2018-06-15 合作期刊: 《电气工程学报》
摘要: 针对变频空调用功率因数校正(PFC)电路中的电感在运行时存在局部过热、温升较高的情况,本文采用电磁热耦合仿真对其进行了优化设计。通过有限元分 析,搭建了 PFC 电感三维电磁热场的仿真模型,利用电磁仿真计算得出 PFC 电感的功率损耗,并将其作为热源进行了热场模拟。通过改变绕组的匝数和磁心的尺寸,模 拟了四组不同的设计方案,分别进行了磁场 - 热耦合分析,从中给出了优化设计方案。 实际运行表明,优化后的 PFC 电感有效降低了温升和损耗,设计方法对于其他电感器件的设计具有参考价值。
分类: 机械工程 >> 机械工程其他学科 提交时间: 2018-06-15 合作期刊: 《电气工程学报》
摘要: 为了提高风力发电机叶片故障的识别率,利用支持向量机建立风力发电机 叶片故障和特征参数之间的非线性关系。在蜂群算法中引入一种动态柯西因子,动态 调节蜂群寻优过程中的搜索步长,提高蜂群算法的扰动能力,避免蜂群陷入局部搜索,采用这种动态柯西蜂群算法对支持向量机的参数寻优,建立动态柯西蜂群算法优化的 支持向量机模型。采集南方某风场风力发电机叶片的四种工况下的特征数据训练此模 型并进行故障诊断,诊断结果表明改进后的蜂群算法优化支持向量机模型能够提高风 力发电机叶片的故障识别率,具有一定的工程参考意义。
分类: 机械工程 >> 机械工程其他学科 提交时间: 2018-06-15 合作期刊: 《电气工程学报》
摘要: 智能电网技术的发展给高压开关设备智能化提出了新的要求和挑战。本文 依据高压开关智能化要求,自监测、自诊断和自控制能力,设计真空断路器智能化过 程中触头系统电磨损在线监测装置。该装置触头系统磨损量计算采用改进的开断电流 累计加权方法,其中权值的选择和磨损总量的计算依据电寿命曲线采用最小二乘法拟 合得到,该法具有通用性,可应用于不同型号的真空断路器;加权积分系数 K,采用 训练好的 LM-BP 神经网络,进行动态预测,使 K 值的选择更加符合工程实际;采用燃弧时间感应器对燃弧时间进行采集,且给出燃弧时间感应器的安装位置和采用的屏 蔽措施;硬件处理核心采用 TMS320F2812 微处理芯片,主要负责算法处理、上位机通 信和 CAN-BUS 控制器局域网通信;短路电流采用罗氏线圈进行采集,且设计电流处 理电路,并给出 2812AD 采样校正办法;最后给出触头系统磨损量在线监测软件流程和设计时应注意的关键技术。
分类: 机械工程 >> 机械工程其他学科 提交时间: 2018-06-15 合作期刊: 《电气工程学报》
摘要: 传统的感应耦合电能传输(ICPT)系统中,松耦合变压器接收线圈 Rx 的 半径与发射线圈 Tx 到接收线圈 Rx 之间的距离 h 的最佳比例系数,即径距比 γ 的求取,是通过系统建模来推出 Tx 和 Rx 间的互感值,并辅以大量实验来获得的。针对这种缺 少理论依据并浪费人力、物力的问题,本文提出了一种通过仿真观察 Rx 中电流密度变 化规律来获得 Rx 半径与 h 比例系数的最佳值的设计方法。首先求取单管 ICPT 系统之 一次侧并联、二次侧并联(PP)结构下的系统去耦等效电路模型,据此推导出 Rx 上 的电流密度和互感 M、系统传输功率的关系;并通过公式分析,确定 Rx 电感 L1 与 Tx 电感 L2 的比值 a 和系统的耦合系数 λ 的取值,来确定在不同频率下 L1 和 L2 的值,从 而建立仿真模型,利用有限元仿真软件对 γ 的最优值进行研究。相比于通过线圈互感值来优化线圈的方法,本文中的电流密度可以通过软件直接观测到,形象而且直观, 节省时间和成本,有效提高设计效率。综合仿真结果确定了松耦合线圈最佳径距比 γ ,该参数与企业通过生产实践总结出的经验值相吻合。
分类: 机械工程 >> 机械工程其他学科 提交时间: 2018-06-15 合作期刊: 《电气工程学报》
摘要: 不均匀气隙结构的异步起动永磁体同步电机是针对普通异步起动永磁同步 电机由于气隙磁场谐波复杂而导致的运行过程中转矩脉动大、电磁噪声高等问题提出 的,此结构电机的永磁体退磁情况与普通电机有较大不同。本文基于永磁体内各处的 磁场矢量基本相同的原则,利用永磁体内部一点的磁密表征整个永磁体在运行过程中 磁密的变化,对不均匀气隙结构异步起动永磁体同步电机永磁体工作点展开了理论研 究与有限元仿真。分析了影响电机退磁的因素,研究了施加不同负载与转动惯量时永 磁体的磁密变化情况,得到电机稳态运行时和起动过程中永磁体工作点的变化规律,提出了获得永磁体磁密最小工作点的研究方法。
分类: 机械工程 >> 机械工程其他学科 分类: 计算机科学 >> 计算机应用技术 提交时间: 2017-12-26
摘要: 现有行星齿轮箱故障诊断方法存在不足:一是传统方法复杂,且不能有效诊断行星齿轮故障类型。二是基于卷积神经网络的方法主要用于诊断齿轮箱故障,很少用来诊断行星齿轮箱。为有效诊断复杂的故障类型和变工况,本文首次提出了故障树形结构、工况并列结构和多SoftMax卷积神经网络。故障树形结构能统一处理各种复杂故障类型,还能查看各个节点的诊断效果。工况并列结构能处理变工况,预测转速和载荷。采用实验室行星齿轮箱的振动数据,进行了一系列测试,表明了本方法能够准确诊断行星齿轮箱复杂故障和变工况,准确率达97%,验证了多SoftMax卷积神经网络强的泛化能力,以及故障树形结构的优势
分类: 机械工程 >> 机械工程其他学科 分类: 计算机科学 >> 计算机应用技术 提交时间: 2017-12-26
摘要: 现有轴承故障诊断方法存在不足:传统方法数学计算复杂,诊断效果不佳,且一般只诊断故障位置,难以诊断载荷及故障大小。现有的利用卷积神经网络的方法,使用传统卷积神经网络,一个网络只能输出一个属性,不能同时诊断多个属性,为了同时诊断故障位置、故障大小及载荷,首次提出了一种多属性卷积神经网络,并应用于轴承故障诊断,直接利用一维振动信号对多属性卷积神经网络进行训练。优势在于克服了传统方法的缺点:能获得故障属性任意组合的诊断结果,网络参数更少,方法简洁,泛化能力强,准确率高。采用西储大学的轴承数据,进行了一系列测试,表明本文方法能准确地诊断轴承故障的多个属性,准确率高,同时有很好的泛化能力。