集中质量法

摘要： 为提升振动固井技术的应用效果和固井效率,提出一种水平井套管柱基频的求解方法。基于动力学相似理论推导获得水平井套管柱基频的相似比,通过传递矩阵数值求解方法进行试验模型的基频计算,并通过试验对该方法进行正确性验证分析;依据基频相似比,结合传递矩阵计算方法实现原型水平井的基频计算。结果表明通过传递矩阵法,能够对水平井缩比模型基频进行求解,计算结果与缩比模型振动试验结果吻合较好,计算与试验误差小于10%;随着离散质量点数增加,求解精度大幅度增加,误差从114%、89.9%、44.1%缩小至2.3%;成熟的动力学相似理论与经过验证的传递矩阵法相结合,无需实体模型即可实现对原型井基频的求解,通过该方法可缩短技术周期,降低成本。

摘要： 核电站拦污网是滨海核电冷源安全的重要保障,在波流作用下拦污网将产生大变形和大位移。本文构建了取水明渠的流场计算模型,采用多孔介质模型对拦截设施进行模拟,获得了取水明渠内部的流场分布特征;进一步采用集中质量法构建了水流作用下拦污网动力响应的数值模型,分析了取水明渠的拦污网及其锚绳系统的最大张力。通过数值模拟的方法,分析了取水明渠的海生物堵塞分布特征,研究了桩基式平面网衣宽度对拦污网及其系泊系统张力分布的影响,研究结果表明:取水明渠拦截设施所在横截面的海生物堵塞存在显著的不均匀性,拦污网的最大张力随着网衣宽度的增加而线性增加。

摘要： 在三维势流理论的基础上通过边界条件和控制方程分析流体入射势、辐射势、绕射势等3种速度势,引入悬链线法和集中质量法建立关于浮托安装进船、浮托安装退船、驳船就位停泊等3个阶段的驳船船缆耦合运动模型。当波浪方向为270°时停泊就位阶段最大系泊缆张力达176.67 t,对应的系泊缆为左舷艉部,此时安全因数最小(2.16),系泊缆设计张力为185.20 t。在进船阶段艉部系泊缆张力在3个阶段依次减小,舯部和艏部系泊缆张力在3个阶段依次增大。集中质量法求得的和MOSES软件得到的进船和退船系泊缆张力误差分别为2.3%和5.6%。研究设计的浮托驳船安装系泊运动计算模型适用于不同工况下的系泊缆张力。

摘要： 系泊问题是近岛礁中型浮式结构物设计和应用过程中需关注的关键问题之一。根据近岛礁平台作业区域的地质、地形特点和环境条件,采用张紧式系泊形式,基于集中质量法对该浮体系泊系统开展数值模拟研究,分析平台的六自由度运动、系泊缆张力和锚抓力等定位性能。研究发现:在给定的环境条件下,张紧式系泊系统的张力在近岛礁平台运动过程中呈现出稳定的特性,系统的定位性能较好;在采用张紧式系泊系统开展系泊作业时,其锚点张力较大,在设计过程中需注意选用合适的锚桩,确保系泊系统具有足够的锚抓力。

摘要： 针对联合组网拦截无人机过程中,柔性网短时高动态非线性特性,建立柔性网力学模型与空中展开动力学模型.结合柔性网拦截目标过程中需要考虑的约束条件,提出评价联合组网捕获方法性能的评估指标,基于分解的多目标优化算法对多网联合组合发射参数进行优化设计.通过仿真试验获取了约束条件下两网联合组合发射、三网联合组合发射、四网联合组合发射的优化配置参数,对算法模型进行了合理有效性校验.该算法可为柔性网空中联合组网关键参数设计提供理论参考.

摘要： 采用集中质量法,建立了水下锚系观测系统的运动方程,编制MATLAB程序在时域内计算分析了锚系在布放过程中的姿态变化、动态张力变化及速度变化,并对比分析了四种锚系型式和3种海底底质刚度对锚系最终入土深度的影响.研究表明:(1)锚系在布放过程中,第一阶段姿态变化幅度较大,触底时,锚系各节点的张力达到最大值,动态张力变化幅度较大,设计锚系需要选取足够强度的系留缆索;(2)海底地质刚度越大,入土越浅,但同时会引起硬性冲击,在设计锚系时,需要充分调研当地海域的情况,据此合理设计锚系;(3)在锚系浮力满足回收的前提下,合理增设小浮球组可以有效减小入土深度,还可以进一步提高锚系回收的可靠性,降低着底冲击力.

摘要： 曲轴的非刚体特性决定了扭转振动是不可避免,在设计中必须要加以考虑的因素.针对某四缸发动机扭转振动特性进行分析,采用集中质量法对曲轴轴系进行扭转振动建模,获取系统的特征方程,分别应用并对比了二自由度和六自由度当量系统方法,获取轴系的自振频率和振型,并获取低谐次的共振转速;采用非接触式试验测试,对比曲轴系统试验数据和理论分析数据,获得校准后的发动机轴系扭振计算模型,对比了两种求解模型结果的差异性,并对理论计算结果进行修正.结果 可知:二自由度和六自由度当量系统法均可对曲轴轴系的自由振动特性进行分析,二者的误差在4％以内;在发动机的转速范围内,对于该发动机轴系的主谐次和次主谐次,存在多个共振转速,需要设计专门的扭转减振器进行控制;基于扭转振动实验测试,对曲轴轴系的扭转振动模型进行修正,可以显著提高二自由度和六自由度当量系统法获得的轴系自由振动特性的准确性,二者的误差控制在0.5％以内;同时模型分析与试验测试结果基本一致,表明分析模型的可靠性,为实际设计提供重要参考.

摘要： 针对上部设置消防水箱的转运站结构,将消防水箱设计为调谐液体阻尼器水箱,采用Housner教授提出的集中质量法,利用MIDAS Gen中的连接单元建立TLD水箱减震模型,分析了不同质量比下TLD水箱结构的减震效果.此外,对比设置TLD水箱前后的结构相关地震响应,主要包括结构模态、层间位移、基底反力、塑性耗能,评价了TLD水箱减震结构在罕遇地震作用下的抗震性能.数值计算结果表明,当TLD水箱质量比介于3.5％～4.0％之间时,通过合理设置水箱尺寸及水深,TLD水箱减震结构的地震响应小于水箱按质量块考虑的结构和无水箱结构,因此,在抗震设计时可不考虑地震时水箱内水晃动所带来的不利影响,可按照无水箱结构进行抗震设计.

摘要： 对潜标定位布放中的抗漂移技术进行研究。在满足总浮力需求的前提下,从提高回收可靠性的角度出发,针对4种潜标结构方案,采用集中质量法建立潜标的数学模型,对比分析浮力部件、海流速度和海床底质对水平漂移量的影响。仿真结果表明:增加浮力部件会增大水平漂移量,而改变浮力部件的安装位置对水平漂移量的影响较小;海流速度越大,潜标在水平方向上的漂移量就越大,在布放潜标时,需考虑当地的海流速度;海床底质对峰值张力和稳态张力的影响较小,但在触底过程中,缆索交替出现松弛和张紧现象,海床刚度越大,振动幅度和频率就越大。

摘要： 锚链张力是评估系泊系统结构性能的关键指标.针对深海Spar平台系泊系统动张力的影响因素进行分析,建立了平台锚链单组分以及锚链-钢缆-锚链多组分系泊系统模型,研究了钢缆长度、激励幅值以及激励频率对系泊系统构形及动态张力响应等的影响规律.研究结果表明:较单组分系泊系统而言,采用多组分系泊系统所需的预张力更小,在进行系泊定位时张力分布更均匀,更能保证系泊系统经济有效地进行设计安装;钢缆长度的变化会引起多组分系泊系统自身重力的变化,进而引起构形的变化,系泊缆卧地锚链段长度随着钢缆长度的增加而减小;激励振幅对于深海平台以及系泊系统稳定性的影响最大,动态张力最大值、最小值与激励振幅分别成正比、反比关系;系泊系统的动态张力响应与激励频率之间存在一定的非线性关系,动态张力最大值、最小值与张力幅值均在激励频率0.60 rad/s附近出现极值,且激励频率对于系泊系统安全稳定性的影响比激励振幅造成的影响小.研究结果对于深海Spar平台系泊系统的性能优化具有一定的指导作用.

摘要： 本文利用集中质量法建立了自由场地的振动方程,给出了自由场地第一自振频率的解答.并给出了工程实例,分析比较了模型计算得出的自由场地的自振周期与地脉动测试的卓越周期间的区别和联系.

摘要： 采用集中质量法,建立了基于制振合金的齿轮-转子-轴承系统的四自由度的弯扭耦合的非线性振动模型,模型考虑了高重合度齿轮副间的时变啮合刚度、齿侧间隙、支撑间隙以及综合传递误差等非线性因素;推导出系统的振动微分方程,采用数值积分方法研究高重合度多间隙弯扭耦合齿轮传动系统的运动随转速、齿侧间隙、支撑间隙以及阻尼等参数的分岔特性,同时结合庞加莱截面图,全面系统的分析了各参数对系统分岔特性的影响.结果发现,在一定的齿侧间隙和啮合阻尼下,随着转速的逐渐增加,系统进入混沌的途径包括激变和拟周期分岔,且随着阻尼系数的增加,系统的分岔和混沌运动被抑制,表现为其混沌区域宽度逐渐降低;在一定的转速和啮合阻尼下,而随着齿侧间隙的逐渐增加,系统会从通过激变进入混沌的途径转变成由倍周期分岔途径进入混沌,且系统在不同的啮合阻尼下最终锁相为混沌、周期四、周期二和周期一运动;在满足一定的转速和啮合阻尼条件下,随着齿侧间隙的增加,系统可通过倍周期分岔进入并锁定为Naimark-sacker分岔.另外在满足一定的条件下,随着支撑间隙的增加,系统运动进入狭窄的周期五窗口后锁相为周期一运动,且可以发现支撑间隙对系统的运动的影响较弱.

摘要： 锚泊系统的建模与仿真是锚操作模拟器中的关键技术之一,模型的质量和可视化效果将会影响到场景仿真的实时性、逼真度和沉浸感,从而影响到利用模拟器进行抛起锚培训的效果.基于集中质量法建立了锚泊系统的动力学模型,采用四阶龙格-库塔法进行了数值解算,模型解算的速度能够满足仿真的实时性要求;建立了非线性海床土中锚泊线的受力模型,实现了锚泊线与海床土的交互建模,能够反映嵌入海床土中锚泊线的运动情况;采用了一系列可视化技术,实现了海洋工程中锚操作过程的动态仿真及可视化.

摘要： 南海部分海域由于海底地形限制,运输船舶无法正常靠泊作业,可采用成本较低的浮式码头供运输船舶停泊使用.本文应用基于开源平台OpenFOAM开发的船舶与海洋工程CFD求解器-naoe-FOAM-SJTU,对一座分布式系泊系统的浮式码头在入射波浪作用下的运动响应进行了数值模拟.文中系泊系统的求解采用基于集中质量法的动力分析方法,并且将结果同静力分析进行对比,得出了采用动力分析方法的可靠性和必要性.

摘要： 本文通过数值方法对系缆的运动方程进行求解,考虑到系泊缆与海底的接触问题,将海底简化为能够考虑海底倾斜和库仑摩擦的线性弹簧,使用集中质量法建立了系缆静态和运动模型,采用Newton-Raphson方法和有限差分法对方程进行求解,该方法可以考虑波浪、流载荷、非线性材料刚度以及系缆伸长等因素.结果表明海底倾斜角度会影响系泊缆动张力,而海底等效弹簧刚度、阻尼系数和摩擦对系缆张力影响不显著.

摘要： 本文研究了热效应对考虑粘结层的声子晶体能带的影响.粘结层材料的力学特性受温度影响显著,利用温度对具有粘结层的声子晶体能带结构进行调控具有可行性和重要意义.本文利用传递矩阵法和集中质量法分别研究了一维和二维非完美界面粘结层声子晶体能带结构受温度的影响.温度由20°C升高至80°C时,粘结层材料模量降低3个数量级.研究结果表明,随着温度的升高,一维声子晶体的面内波和面外波频散曲线整体向低频区移动,波速度和群速度减小,且带隙宽度整体增大;二维声子晶体的面内波和面外波频散曲线整体向低频区移动,高频区带隙逐渐消失,低频区带隙中心显著减低至10kHz附近,该带隙可用于降低噪音等领域.

摘要： 本发明涉及质量法/标准表法微小流量水流量标准装置。包括储水箱通过水泵连接稳压罐的下端，高位水箱连接稳压罐，稳压罐以及高位水箱分别通过电动开关阀连接在卧式被检流量计放置管道的被检表前汇管上，被检表前汇管并行连接两路卧式伸缩器，通过卧式伸缩器安装不同口径的被检流量计，两路卧式伸缩器汇聚在标准表前汇管上，标准表前汇管的出口并列设置有三路不同口径的标准表，三路标准表连接在标准表后汇管上，通过标准表后汇管连接两路立式被检流量计放置管道，两路立式被检流量计放置管道上通过立式伸缩器用于安装被检流量计，两路立式被检流量计放置管道的末端连接并列设置有三路不同口径的转向器，转向器的一出水口与称重容器相对应。

摘要： 本发明涉及液体包装行业的灌装技术领域，尤其涉及一种液体定量灌装装置及其质量法和容量法灌装方法。本发明公开了一种全新的灌装装置并配合两种此前未被使用过的、全新的灌装原理，创造出四种适于不同使用场合与使用习惯的变流速液体定量灌装方法，在保持灌装精度和速度不变的前提下，使得灌装液体不产生过多的气泡、不发生外溢。而且利用该方法制造的灌装装置无需进行手动校准，可以减轻劳动强度，提高工作效率。本发明的进出液阀门及节流装置采用气爪与软管代替传统的气缸和大量不锈钢材料制作的精密阀体，大大简化了机体结构，降低了制造成本，同时减少了由于机械故障引起的意外停机和计量误差。

摘要： 本发明涉及质量法/标准表法微小流量水流量标准装置。包括储水箱通过水泵连接稳压罐的下端，高位水箱连接稳压罐，稳压罐以及高位水箱分别通过电动开关阀连接在卧式被检流量计放置管道的被检表前汇管上，被检表前汇管并行连接两路卧式伸缩器，通过卧式伸缩器安装不同口径的被检流量计，两路卧式伸缩器汇聚在标准表前汇管上，标准表前汇管的出口并列设置有三路不同口径的标准表，三路标准表连接在标准表后汇管上，通过标准表后汇管连接两路立式被检流量计放置管道，两路立式被检流量计放置管道上通过立式伸缩器用于安装被检流量计，两路立式被检流量计放置管道的末端连接并列设置有三路不同口径的转向器，转向器的一出水口与称重容器相对应。

摘要： 本实用新型公开了一种质量法、容积法、标准表法组合式的水流量标准装置，包括溢流水塔、供液模块、第一截止阀、第二截止阀、第三截止阀、试验管路、标准流量计、被检流量计、流量调节阀、第一换向器、第二换向器、称重容器、电子秤、工作量器；供液模块用于供液，溢流水塔与试验管路相连，试验管路上依次设有第三截止阀、标准流量计、被检流量计和流量调节阀；试验管路分别连接第一截止阀和第二截止阀；第一截止阀连接第一换向器，第一换向器与称重容器和旁通管相连；称重容器放置在电子秤上，称重容器上设有放水阀；第二截止阀连接第二换向器进水口，第二换向器与工作容器和旁通管相连；工作容器上方设有放水阀。本装置可灵活选择标准器。

摘要： 本实用新型涉及测试仪技术领域，且公开了一种质量法和体积法兼容的熔体流动速率测试仪，包括安装台，所述安装台的顶部固定连接有两个固定板，两个所述固定板相对的一侧活动连接有承载板，所述承载板的顶部设有料盘，两个所述固定板顶部的前侧均开设有凹槽，两个所述凹槽的内底壁均固定连接有第一弹簧。该质量法和体积法兼容的熔体流动速率测试仪，通过两个推柱分别挤压两个卡块，使两个卡块分别移动至两个容纳槽中，通过两个第一弹簧弹力恢复，使推动两个按压块向上移动，带动两个插杆向上移动并分别与承载板顶部两侧的插孔分离，再控制伸缩气缸回缩，即可将承载板向前拉出，替代了手动取放料盘的方式，从而便于料盘的取放，使测试准确。

摘要： 本实用新型公开了一种新型体积转换质量法测量法的熔体流动速率仪，包括支架体、调节转轴、压杆臂、编码器、测量杆、定位卡槽、定位滑槽、平衡锤、砝码、压料杆、料筒、限位槽和塑料粒子，所述支架体的左侧上方设置有调节转轴，且支架体的前表面设置有编码器，所述编码器的内部设置有测量杆，且测量杆的右端开设有定位卡槽，所述定位卡槽的外侧连接有定位滑槽。该新型体积转换质量法测量法的熔体流动速率仪通过设置的调节转轴能够对压杆臂的位置进行调节，避免使用时对压杆臂的位置调节不便，通过设置的编码器能够对测量杆转动角度不同进行检测，从而能够对信号进行输送，从而方便后续软件采集信号处理后得出试验结果。

摘要： 本实用新型提供一种油流量计现场质量法容积法二合一检定装置，包括底部中心垂直吊设有吊锤的标准金属量器，标准金属量器的器壁上均匀设置有四个支架，每个支架内部设有向支架下端延伸的收纳腔，收纳腔内固定安装有液压提升装置，液压提升装置的提升部上连接有可下降出或回升到收纳腔的脚轮，四个支架的下部外壁固定连接有加固框架，加固框架的四个角落底部均安装有可调整传感器底座高度的称重传感器，任一支架上安装有与称重传感器电连接的称重显示仪表，相互间隔的两个支架下部内壁之间设置有连接板，两个连接板相交的中心处设有便于吊锤对心的基准中心孔。本装置既能以容积法实施检定又能以质量法开展检定，保障了检测的准确性和可靠性。

摘要： 本实用新型涉及质量法/标准表法微小流量水流量标准装置。包括储水箱通过水泵连接稳压罐的下端，高位水箱连接稳压罐，稳压罐以及高位水箱分别通过电动开关阀连接在卧式被检流量计放置管道的被检表前汇管上，被检表前汇管并行连接两路卧式伸缩器，通过卧式伸缩器安装不同口径的被检流量计，两路卧式伸缩器汇聚在标准表前汇管上，标准表前汇管的出口并列设置有三路不同口径的标准表，三路标准表连接在标准表后汇管上，通过标准表后汇管连接两路立式被检流量计放置管道，两路立式被检流量计放置管道上通过立式伸缩器用于安装被检流量计，两路立式被检流量计放置管道的末端连接并列设置有三路不同口径的转向器，转向器的一出水口与称重容器相对应。

摘要： 一种基于集中质量法计算框架结构固有频率的质量分配方法，首先测量三层框架结构在静力载荷作用下的各层横梁水平位移，根据柔度理论导出柔度矩阵，进而求出常用质量分配方法下框架结构的固有频率值，分析其与自由振动试验结果各频率间的相对误差；接着在传统分配方法基础上，分别定量改变各层等效质量的大小，研究各层等效质量的变化对理论计算固有频率精度的影响；然后利用循环嵌套理论精确计算出一定误差约束下各层质量最佳分配比例；最后改变各横梁的初始质量，在三层框架振动试验装置上对该质量分配比例进行试验验证。本发明具有计算量小、简单直观以及计算精度高等优势，提高了集中质量法计算框架结构固有频率的精度。

摘要： 一种基于集中质量法计算框架结构固有频率的质量分配方法，首先测量三层框架结构在静力载荷作用下的各层横梁水平位移，根据柔度理论导出柔度矩阵，进而求出常用质量分配方法下框架结构的固有频率值，分析其与自由振动试验结果各频率间的相对误差；接着在传统分配方法基础上，分别定量改变各层等效质量的大小，研究各层等效质量的变化对理论计算固有频率精度的影响；然后利用循环嵌套理论精确计算出一定误差约束下各层质量最佳分配比例；最后改变各横梁的初始质量，在三层框架振动试验装置上对该质量分配比例进行试验验证。本发明具有计算量小、简单直观以及计算精度高等优势，提高了集中质量法计算框架结构固有频率的精度。