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本发明公开了一种考虑摩擦热分布的机械密封不对中状态热仿真分析方法。本发明主要包括具有不对中装配关系的机械密封实体建模与网格划分、结构动力学仿真边界条件加载与求解、接触端面上接触压强平均值分布获取、包含摩擦热功率分布源项的机械密封热仿真模型建模与求解等步骤。本发明充分考虑到了机械密封不对中状态下接触端面摩擦不均匀的真实情况，在热仿真模型中以摩擦热功率分布的方式考察了机械密封不对中状态对热量源项的影响，故能够精确仿真不对中状态机械密封的温度和热流密度分布，更为接近实际情况，有助于指导机械密封的失效模式分析和设计改进。
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本发明涉及一种复合材料的有限元分析方法，其包括以下步骤：步骤1：建立数学模型，利用三维软件建立三维模型；步骤2：利用有限元软件对所建立的模型定义材料属性并进行网格划分，转换成有限元模型，所述定义材料属性为依据材料的各向异性进行定义，即对每层的缠绕方向、缠绕厚度以及材料的失效准则来进行定义；步骤3：对有限元模型进行边界条件加载，根据受力的实际情况对模型进行条件加载，模拟实际情况；步骤4：进行有限元分析，得出应力分布云图及位移状况图。本发明在分析时，定义材料属性为依据材料的各向异性进行定义，按每一层的缠绕方向和缠绕厚度来进行分别计算，从而对复合材料每层的缠绕方向、残余预紧力能进行很好的模拟。
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本发明提供了考虑物质膨胀效应的铅酸电池板栅强度仿真分析方法，包括确定辅助物质体积以及充满电和放电完全状态时活性物质的物质的量，计算铅膏平均体积膨胀率，建立极板结构静力学分析模型、添加材料属性和接触关系、施加约束和载荷，求解和获得板栅应力分布及变形分布等步骤。本发明充分考虑到了铅酸电池放电过程物质体积膨胀的效应，通过将因电化学反应导致的物质膨胀等效为温度变化因素引起的热膨胀，进而基于成熟的结构仿真分析方法准确实现了物质膨胀效应作用下的板栅结构静力学分析，故科学可靠、计算量小、应用方便，且有助于指导铅酸电池板栅的失效模式分析和设计优化。
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本发明提供了一种模拟硬质涂层内部裂纹与界面裂纹的有限元分析方法，本发明提供的方法联合了内聚力单元法和扩展有限元法，添加在硬质涂层与基底之间的内聚力单元能很好地膜拟硬质涂层的界面开裂行为，硬质涂层内定义的三维有限元模型的裂纹扩展区域能有效地模拟沿任意路径扩展的膜内裂纹。本发明提供的方法能同时对硬质涂层界面失效与膜内裂纹的扩展进行模拟，根据数值仿真结果，指导制备具有强结合性能的硬质涂层的实验方案设计与改进。本发明提供的方法只需建立与实验工况相近的有限元模型，进行有限元分析，即可实现对硬质涂层裂纹的出现与扩展行为进行数值模拟，适用于硬质涂层失效行为的分析，有助于指导实验设计，降低实验成本。
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一种热障涂层损伤模式自动识别的声发射信号分析方法，属于热障涂层失效无损实时检测技术领域。采集热障涂层的损伤声发射信号；对声发射信号进行小波包变换，提取小波能谱系数作为模式识别的特征参数；建立BP神经网络分类系统，对BP网络进行训练，得到训练好的BP网络；提取待识别的声发射信号小波能谱系数，输入给训练好的BP网络，识别出声发射信号的损伤模式；统计每一损伤声发射事件数，得出各种损伤声发射信号数与外加载荷的关系曲线。本发明对失效过程进行实时或原位的无损检测，为正确的理解其失效行为提供直接的依据和指导。本发明能准确识别出热障涂层不同损伤模式的声发射信号，对实现热障涂层失效过程的实时检测具有重大意义。
本发明公开了一种考虑载荷冲击和热冲击共同循环作用下的涂层失效试验装置，包括支撑架、底座、伺服电机、圆柱凸轮、冲击机构、精密液压升降台、测力台、涂层试样、红外测温装置及激光发射器。该装置工作时，由伺服电机驱动圆柱凸轮转动，进而带动冲击机构对涂层试样产生一种上下冲击运动，通过测力台对冲击力进行测量，同时，将冲击力产生的信号反馈给中控台，控制激光发射器同步加载热冲击；通过调节精密液压升降台高度及激光发射器的控制电流，有效控制冲击过程中的机械载荷的大小和温度的高低。本发明结构简单，控制方便，能为研究涂层试样在载荷冲击和热冲击共同循环作用下的失效机理提供一种有效的实验手段。
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本发明公开了一种考虑机械—热冲击循环载荷作用的涂层失效试验装置，包括底板、减速电机、曲柄滑块机构、金属材料试样、硬质合金涂层平板、测力传感器、固定座、上滑道、下滑道、红外测温器及电加载装置；所述的底板上固定有所述的减速电机、滑块支座及下滑道；所述的减速电机、曲柄滑块机构、金属材料试样依次顺序联接；所述的硬质合金涂层平板、测力传感器通过固定座固定，固定座与上滑道固定；所述的红外测温器和电加载装置均放置于底板上；金属材料试样和硬质合金涂层平板分别与电加载装置的正负极相连。该装置可通过曲柄滑块机构产生的金属材料试样循环撞击硬质合金涂层平板，进而产生机械冲击，并在冲击过程中由于金属材料试样与涂层平板间的电路短路而在接触点处产生热量，从而来实验仿真硬质合金涂层材料在机械—热冲击循环载荷作用的失效过程。
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一种基于JC算法的热障涂层界面氧化失效可靠性评估方法，属于热障涂层材料的可靠性分析技术领域。建立热障涂层的失效准则确立其极限状态方程，分析状态方程中各参量的随机统计特性；设定各参量的初始验算点，将功能函数在验算点进行一阶泰勒展开，迭代计算出最优验算点，输出该失效模式的一阶失效概率；当功能函数非线性程度较高时，将功能函数在验算点处进行二阶泰勒展开，计算二阶失效概率；拟合失效概率和各参量的二次函数，计算各参量的敏感性因子。本发明借鉴工程可靠性分析的JC算法，能够简单、快速、定量地评估热障涂层的可靠性，还可根据敏感性因子来分析各参量对热障涂层失效的影响程度，对热障涂层的可靠性评估具有重大意义。
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本实用新型公开了一种海上浮式风机系泊系统断裂失效预报系统，包括平台位姿传感模块、缆索张紧力传感模块、信号采集与传输模块、系泊系统动力学分析模块和缆索断裂失效判断模块；平台位姿传感模块位于整机重心位置处，缆索上端安装有缆索张紧力传感模块，信号采集与传输模块与平台位姿传感模块和缆索张紧力传感模块相连，所述系泊系统动力学分析模块与缆索断裂失效判断模块相连。本实用新型采用GPS系统与惯性测量单元组合能够实现浮式平台的精确实时定位；基于系泊系统动力学响应分析，通过理论计算与检测结果对比进行系泊缆索断裂失效判断，可实现性强。
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本发明公开了一种海上浮式风机系泊系统断裂失效预报方法与系统，所述预报方法的步骤如下：1)建立系统动力学模型，计算临界运动区域及缆索检测张紧力；2)当平台在临界运动区域时，计算缆索动态张紧力；3)将动态与检测张紧力对比，判断缆索状态；4)平台超出临界运动区域，缆索断裂失效，判断断裂缆索编号。所述预报系统，包括平台位姿传感模块、缆索张紧力传感模块、信号采集与传输模块、系泊系统动力学分析模块和缆索断裂失效判断模块；平台位姿传感模块位于整机重心位置处，缆索上端安装有缆索张紧力传感模块，信号采集与传输模块与平台位姿传感模块和缆索张紧力传感模块相连，所述系泊系统动力学分析模块与缆索断裂失效判断模块相连。
本发明公开了一种高斯混合隐马尔可夫模型和回归分析的剩余寿命预测方法，具体步骤如下：(1)使用小波包算法分解进行特征矢量提取；(2)建立不同故障模式的高斯混合隐马尔科夫模型库；(3)建立不同故障模式的零部件失效时间模型；(4)零部件故障模式识别和失效状态评估；(5)利用回归分析预测剩余使用寿命。本发明融合数据驱动和概率统计的剩余寿命预测方法，充分利用各自的优势：隐马尔科夫模型对剩余使用寿命进行预测，具有随机性和有实时性；将零部件失效过程划分为多个阶段，采用概率统计和回归分析的手段对当前使用时间进行修正，提高了剩余寿命预测的精度。本发明具有预测精度高、运算速度快、实时性强、成本低等优点。
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本实用新型公布了一种用于评估螺栓松动和失效的监测系统，系统包括螺纹紧固件，螺栓在上工件伸出的螺纹段先套合智能垫片后再通过螺母拧紧；智能垫片上设置有第一电极层、第二电极层以及两者之间设置的柔性压电材料层；第一电极层上部以及第二电极层下部分别设置有第一绝缘层和第二绝缘层；第一电极层与第二电极层分别连接有第一接线端子和第二接线端子；第一接线端子、第二接线端子分别与信号数据采集处理终端连接。该系统对螺纹连接件松动或失效进行全过程监测，并及时提出预警，通过压电信号的采集与分析，实时监测螺栓的松动或失效情况，并能在松动或失效进行及时报警，避免机械设备在运行中由于螺栓的松动或失效造成的安全事故。
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一种模拟和实时测试热障涂层气体腐蚀失效的试验装置，属于高温涂层材料测试装置领域。试验装置包括安装有试样夹持装置和样品室的试验测试平台，固定在测试台上的腐蚀气体加载系统，安装在测试台下方的无损检测系统以及控制系统等。本发明能模拟航空发动机涡轮叶片热障涂层高温腐蚀服役环境，通过控制腐蚀气体的种类(如H2S、SO2、水蒸气)、压力和腐蚀温度等参数，模拟涂层服役时气体腐蚀失效的过程，并通过复阻抗谱测量系统与声发射检测系统定期检测试样腐蚀时涂层阻抗的变化与损伤声发射信号，分析其腐蚀过程中的界面形貌和损伤演化情况，为有效评估热障涂层在高温气体腐蚀环境下的失效过程及失效机理提供重要的实验平台。
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本发明属于航空工业中涡轮叶片性能检测技术领域,具体涉及一种带热障涂层的叶片热疲劳失效的模拟测试方法。该方法能够模拟高性能航空发动机内各类叶片的温度交变循环的热疲劳工作环境,并同步实现对带热障涂层的叶片试样的温度、温度梯度、表面形貌图像演变、三维变形场、三维位移场、界面氧化层及其增厚规律、热疲劳裂纹萌生与扩展、冷却气流量等数据实时测试和分析,实现了热疲劳实验过程中叶片三维热应变和应力的实时监测,为预测叶片的热疲劳破坏位置和失效时间提供一个重要手段。该方法所获得的实验数据可为有效评估航空发动机叶片在高温燃气环境下的破坏机理,以及预测陶瓷涂层脱落位置、脱落时刻和服役寿命提供重要的试验依据。
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本发明公布了一种用于评估螺栓松动和失效的监测系统及其监测方法，系统包括螺纹紧固件，螺栓在上工件伸出的螺纹段先套合智能垫片后再通过螺母拧紧；智能垫片上设置有第一电极层、第二电极层以及两者之间设置的柔性压电材料层；第一电极层上部以及第二电极层下部分别设置有第一绝缘层和第二绝缘层；第一电极层与第二电极层分别连接有第一接线端子和第二接线端子；第一接线端子与第二接线端子与信号采集处理终端连接。监测方法对螺纹连接件松动或失效进行全过程监测，并及时提出预警，通过压电信号的采集与分析，实时监测螺栓的松动或失效情况，并能在松动或失效进行及时报警，避免机械设备在运行中由于螺栓的松动或失效造成的安全事故。
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本发明属于高温部件检测设备领域,具体涉及的是一种用于模拟和实时测试高温部件热疲劳失效的试验装置。装置主要包括:高温燃气双向加热系统、实时温度测试采集系统、冷却系统、ARAMIS非接触式三维变形测试系统、PCI-2声发射无损检测系统、1260+1296型材料电性能交流阻抗谱测试系统、试验控制平台等。该装置能够模拟高性能航空发动机内温度交变循环的热疲劳工作环境,并同步实现对试样的温度、温度梯度、表面形貌图像演变、三维变形场、三维位移场、界面氧化层及其增厚规律、热疲劳裂纹萌生与扩展、冷却气流量等数据实时测试和分析。该装置可为有效评估高温部件在高温热循环环境下的疲劳失效过程及失效机理提供重要的实验平台。
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一种模拟热障涂层服役环境并实时检测其失效的试验装置，属于特殊服役环境模拟装置领域。试验装置包括安装有静态或是动态旋转试样加持装置的试验测试平台、服役环境模拟模块、实时检测模块、控制平台等。本发明能模拟航空发动机热障涂层涡轮叶片高温，冲蚀，腐蚀服役环境；能模拟热障涂层工作叶片高速旋转动态服役环境，能模拟导向叶片静止静态服役环境；能实时测试热障涂层温度场、三维位移场、裂纹萌生与扩展、界面氧化等。本发明实现了热障涂层高温、冲蚀、腐蚀服役环境的一体化，静态、动态服役环境的一体化，服役环境模拟与实时检测的一体化，为正确理解热障涂层涡轮叶片的破坏机理、优化其设计提供了重要的实验平台和参考依据；应用性强。
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本发明公开了一种热障涂层损伤及其失效过程的声发射实时检测方法,包括以下步骤:将热障涂层样品和声发射传感器连接、耦合;对热障涂层样品施加载荷,声发射传感器接收样品中发出的声波信号;将接收的声波信号进行小波变换,得到小波能谱系数分布图,根据小波能谱系数分布图确定这一信号的损伤模式;根据每一种损伤模式的声发射信号事件数随施加载荷变化的关系曲线进行损伤的定量分析;提取出小波能谱系数最大值所在尺度下的信号分量,并用相关性分析方法计算出这一信号分量到达各个传感器之间的时间差,用时差定位方法确定损伤源的位置。本发明可以简单、快速地对热障涂层材料的损伤进行实时检测,同时也有利于热障涂层寿命的准确预测。
本发明公开了一种通过量纲分析建立锂离子电池高容量电极材料在充放电过程中失效机制图的方法；该方法是首先根据Π定理，对电极材料充放电过程中所涉及的主要参数进行量纲分析，并建立无量纲函数关系式；然后通过有限元计算和函数拟合确定无量纲函数的具体表达式；再进一步建立电极材料充放电过程中的失效机制图，该方法简单、高效，通过量纲分析准确建立了锂离子电池高容量电极材料在充放电过程中失效机制图的方法，解决了现有技术中通过复杂的实验来探究锂离子电池高容量电极材料在充放电过程中的失效的问题；为控制大体积变化锂化反应，指导设计优化电极结构提供依据，为从根本上解决电极材料的失效问题提供基础。
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本发明公开了属于材料的加工成形领域的一种通过量纲分析建立镀层金属板在加工过程中失效机制图的方法。首先通过量纲分析建立镀层金属板失效机制图的方法。包括：采用量纲分析的Π定理，对镀层金属薄板冲压过程中所涉及的参数进行量纲分析，并建立无量纲函数关系式。然后通过有限元计算确定无量纲函数的具体表达式，从而建立起镀层金属薄板冲压过程的失效机制图。本发明避免了采用单一的成形极限图来刻画镀层金属板在加工过程中失效的问题，提供了一种简单、新颖的方法来研究镀层金属板在加工过程中失效问题。为从根本上解决失效问题提供基础。
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本发明提供了一种声信号处理抗干扰的方法，方法包括以下步骤：通过声学换能器采集目标辐射声信号，并对声信号进行去直流、前置放大处理；利用电路系统将声信号同时分为两个通道进行处理，每个通道进行不同频段分析处理；利用信号处理系统的计算核心对两个通道的数据进行实时分析，并根据算法及时识别、剔除干扰分量；利用最小二乘原理进行数据拟合，并根据拟合结果计算出插值，补齐剔除的能量值，实现对信号的抗干扰处理。本发明能够快速有效地对声信号进行捕捉，高动态地对干扰信号进行实时监测、计算，并将其剔除，同时利用数据分析对目标信号特征进行拟合，几乎无损地模拟出原信号，实现高动态、高还原的抗干扰信号处理。
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本发明公开了一种合金钢轴装制动盘的热处理工艺方法及热处理箱，将经过超声波无损探伤检查合格后的合金钢轴装制动盘毛坯装入中频加热炉内，升温至940℃-970℃，保持恒温2.5～3小时后出炉，将其立置于热处理箱内采用温度为100℃～120℃的水蒸气对其进行交叉喷射冷却。一种合金钢轴装制动盘的热处理箱，在箱体的底部装有合金钢轴装制动盘的安放台，在箱体的四个侧壁和底面有水蒸气喷嘴，在箱体的底面有排气管。本发明的优点主要体现了以下几个方面：1、制动功率大，效率高，适用于高速重载机车与动车组；2、具有更优的综合机械性能(高强度与高韧性)、高温机械性能及耐热疲劳性能；3、具有良好的摩擦磨耗性能，摩擦系数稳定，制动平稳性好；4、结构紧凑，安装方便，工艺性能大大改善。
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本发明提供了一种锚杆支护巷道围岩的健康诊断方法，包括如下步骤：1）选取锚杆支护巷道监测区域；2）选取监测锚杆、监测锚索；3）设置位移监测点；4）设备连接；5）锚杆或锚索锚固参数采集；6）围岩表面位移数据采集；7）对锚杆支护巷道围岩进行健康诊断。本发明实施简单，成本低，自动化程度高，且属于无损监测，对锚杆支护巷道原有支护强度及围岩稳定性没有干扰；本发明能够对锚杆支护巷道进行实时监测，通过对锚杆支护巷道的实时监测可使矿业工作者能够充分掌握锚杆支护巷道围岩稳定性的即时状态，有利于锚杆支护巷道的维护。
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本发明公开了一种逐跨均匀荷载面曲率差的梁结构损伤识别方法，步骤如下：由梁结构损伤前后的频率和振型计算柔度矩阵；对梁结构各跨逐跨施加均匀荷载，将荷载与结构损伤前后的柔度矩阵差相乘，得到位移差；损伤指标取各跨均匀荷载作用下位移差曲率的绝对值之和；假定梁结构损伤前后荷载作用下弯矩不变；根据梁结构损伤前后的弯矩变化和位移曲率计算节点损伤程度，进而计算单元损伤程度；若梁结构为超静定结构，通过上一步计算的单元损伤程度和有限元模型得到损伤前后弯矩变化后，再重复一次上一步骤得到最终的单元损伤程度。本发明有效提高了柔度曲率指标损伤定位的能力，并能准确地进行损伤程度识别，可较好应用于梁结构的无损检测。
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本发明公开了一种碳钢管道、容器大间隙氩弧焊封底修复方法，包括以下步骤：焊接缺陷定位、缺陷挖补、坡口修磨、坡口渗透探伤、焊缝固定、焊前预热、氩弧焊封底见、焊条电弧焊填充、盖面、焊后热处理、无损检测。本发明的焊接工艺结合氩弧焊和手工电弧焊两种不同的焊接方法，运用特殊的焊接封底方式，即使面对焊接修复中极难处理的管道、容器根部大间隙焊缝，也能得到优质的焊缝，由于金相组织细，焊缝、熔合区、热影响区的冲击韧性高，裂纹倾向小，提高焊接接头的使用寿命。
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本发明公开了一种碳钢管道和容器大间隙多层步进式氩弧焊封底修复方法，包括以下步骤：焊接缺陷定位、缺陷挖补、坡口修磨、坡口渗透探伤、焊缝固定、焊前预热、氩弧焊封底、焊条电弧焊填充、盖面、焊后热处理、无损检测。本发明的焊接工艺结合氩弧焊和手工电弧焊两种不同的焊接方法，运用特殊的焊接封底方式，即使面对由于装配误差、焊缝返修，形成的管道、容器根部大间隙焊缝，通过合理的焊接工艺，也能得到优质的焊缝，由于金相组织细，焊缝、熔合区、热影响区的冲击韧性高，裂纹倾向小，提高焊接接头的使用寿命。
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本实用新型公开了一种可调式激振枪,包括冲击头、传力杆、冲锤、弹簧、枪管、枪座,枪管一端固定于枪座上,传力杆、冲锤、弹簧依次套装于枪管内,弹簧位于枪管的最里端,冲击头固定于传力杆上,传力杆上至少设有一个定位孔,枪管设有与传力杆上的定位孔对应的销钉孔,用销钉将传力杆固定于枪管内,枪管上设有用于冲锤定位的卡扣式槽孔,卡扣式槽孔中设有与冲锤固定在一起的板机。本实用新型结构简单、操作方便、重复精度高,为用脉冲激振法进行动态特性分析、模态分析、无损检测等方面提供了理想的测试仪器。
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本发明公开了一种振型加权模态柔度的梁结构损伤识别方法，步骤如下：通过模态测试分别获得梁结构损伤前、后的频率和振型；由损伤前、后的频率和振型计算振型曲率符号函数加权损伤指标，进行结构损伤定位；根据损伤前、后振型曲率符号函数加权损伤指标的相对变化计算梁结构节点损伤程度，进而计算得到单元损伤程度。本发明能有效的对梁结构进行单损伤、多损伤工况的损伤定位，提出的静定结构和超静定结构下相应指标损伤程度的计算方法，能较精确的进行损伤程度识别，较好的克服了现有模态柔度曲率类指标不能进行损伤程度识别的不足，可应用于梁结构的无损检测与损伤程度评估。
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本发明公开了一种模态柔度曲率矩阵范数的梁结构损伤识别方法。本发明步骤如下：通过模态测试分别获得梁结构损伤前、后的模态柔度矩阵；对梁结构损伤前、后的柔度矩阵求曲率，再对柔度曲率矩阵的各列向量依次求范数，使用范数差进行结构损伤定位；根据损伤前、后柔度曲率矩阵范数的相对变化计算梁结构节点损伤程度，进而计算得到单元损伤程度。本发明能有效的对梁结构进行单损伤、多损伤工况的损伤定位，并能较精确的进行损伤程度识别，较好的克服了现有模态柔度曲率类指标不能进行损伤程度识别的不足，可应用于梁结构的无损检测与损伤程度评估。
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