EAST八对电流引线罐支撑结构的优化设计与分析

随着EAST高温超导电流引线的技术升级,针对电流引线罐内支撑结构重新进行了优化设计,开展了罐内支撑结构的稳定性分析,最后根据分析结果确定了最优设计方案。针对优化设计后的电流引线罐进行测试,表明其支撑结构可以更好地保证电流引线的安全与稳定。

Chan-Kalman算法在井下定位中的应用研究

针对井下环境存在的非视距误差而导致超宽带定位技术精度降低的问题,对可抑制定位误差的Chan-Kalman算法进行了研究。该算法基于TOA定位模型,通过Chan算法对标签位置坐标进行初步解算,再采用卡尔曼滤波算法对初步解算结果进行优化,最终得出较为精确的标签位置坐标。实验结果表明,该算法明显提高了超宽带定位系统的定位精度。

电流体泵驱动的柔性弯曲执行器的设计及分析

针对目前柔性执行器需要外置的刚体泵和阀的问题,基于人手指弯曲抓握的运动特点,设计了一款由内嵌电流体泵驱动的柔性弯曲执行器。设计了电流体泵,通过实验分析了电流体泵的极板间距和电极孔直径对电流体泵输出流量和压强的影响,确定了电流体泵针电极、孔电极等部件的尺寸,研制了电流体泵样机。将多个电流体泵串联及并联,分别得出了输入电压与输出流量、输出压强的关系,确定了以2个电流体泵串联的方式来驱动软体执行器;建立了柔性执行器的力学模型,对柔性执行器进行了弯曲仿真和实验,得到了驱动压强与柔性执行器弯曲角度之间的关系,证明了柔性执行器具有良好的弯曲性能。弯曲角度的实验值、仿真值、理论值较一致,理论模型和仿真模型可以较为准确地描述柔性弯曲执行器的弯曲变形。电流体泵与柔性执行器高度集成,使电流体泵可以直接驱动柔性执行器弯曲变形,实现了柔性弯曲执行器的可携带性。

汽车驱动桥壳有限元分析与轻量化设计

以某重型卡车后驱动桥壳为例,基于Solid Works建立了桥壳的三维参数化模型,运用Workbench对其进行了静力强度、振动模态和疲劳寿命的有限元分析,得出桥壳的应力分布、前5阶固有频率和振型以及疲劳寿命图。有限元分析结果表明:桥壳在刚度和强度上存在较大的裕度。在此基础上,采用目标驱动优化方法,建立了以桥壳质量最小为设计目标,以强度和变形量为约束条件的优化模型,进行了轻量化设计。优化结果显示:桥壳质量减轻了18.03kg,减轻约7.6%,轻量化效果明显。最后对轻量化后的桥壳进行了振动模态、疲劳寿命的有限元验证,以及桥壳的台架试验验证,验证结果共同表明桥壳的轻量化设计是可行的。

低温超导磁体杜瓦装置的结构设计与传热分析

介绍了低温超导磁体杜瓦装置的结构设计和传热分析。为了获得有效的超导磁体运行的低温环境,研制了一套采用真空多层绝热、铜辐射冷屏、蛇形排气管结构形式的绝热系统,省去了传统的在内杜瓦外面添加液氮屏的结构,简化了工艺结构,操作方便,绝热效果良好。通过传热理论计算表明,液氦的损耗量小于技术要求的0.9 L/h指标,能够保证超导磁体系统能够在一定的低温环境下长时间的运行。

基于不同建模方法的ANSYS模态分析研究

由于有限元单元类型的选择、网格划分精细程度上的不同,同一个模型的分析结果会有不同。论文结合矿用选煤设备的具体实例进行模态分析、实验结果,阐述了单元类型的选择和网格划分精细程度的高低对分析结果运算精度的影响,具体论述了ANSYS使用方法、技巧的必要性。

基于SQL数据库的矿山安全生产信息系统的开发

讨论了基于SQL Sever 2000数据库、B/S模型构建的矿山安全生产信息系统的开发,该系统采用自顶而下、不断迭代和优化的开发策略,能够实时、动态存储和管理安全、生产等信息,并使得这些信息实现共享,提高生产、安全和质量管理的决策科学性与实时处理问题的能力。

基于SYSWELD的CTB&SBB真空壳体的焊接仿真分析

国际热核实验反应堆ITER计划是研究可控核聚变的一个大型国际研究合作项目。线圈终端盒(CTB)和S弯盒(SBB)是保证ITER装置可靠运行的关键部件之一,作用是为磁体系统与其他系统相联接提供接口和屏蔽保护。其外壳则要为CTB和SBB的内部部件提供真空环境。因此壳体的焊接品质直接影响着装置的安全稳定运行。本文利用双椭球热源模型,采用有限元分析软件SYSWELD,对CTB&SBB外壳原型件的MIG焊接工艺进行了仿真数值模拟,得到其变形及残余应力值。分析结果表明,此MIG焊接工艺适合CTB&SBB真空壳体的焊接。

ITER过渡馈线S弯盒的结构优化设计和地震响应分析

在强度静力分析基础上,对S弯盒壁厚、加强筋间距等参数进行了优化设计和校核。在模态分析基础上,对模型进行了频谱分析和动态时程分析,获得地震动下确保结构安全运行的设计参数。

烘烤工况下的ITER中子屏蔽块整体结构分析

中子屏蔽块分布于国际热核聚变实验堆(ITER)超导托卡马克真空室双层壳体内部,由多个组件装配而成,用于屏蔽核聚变产生的中子。在烘烤工况下,承受螺栓预紧力作用的中子屏蔽块受200℃烘烤温度的影响,产生热应力。为校核在烘烤温度下中子屏蔽块的应力强度,本文采用ANSYS软件对其整个装配体进行整体结构分析。分析中将螺栓预紧力导致的模型位移作为边界条件,分预紧力载荷、温度载荷、重力载荷等载荷步进行热-结构耦合分析,分析结果按照ASME评定标准可以表明,中子屏蔽块各组件的最大应力强度在许用应力之内,满足结构强度要求。该分析的类型是典型的多接触高度非线性分析,对模型网格化和接触对设置的质量要求较高,处理不当会导致分析计算不收敛,同时该分析能正确地反映各结构件之间的实际连接关系,避免零件单独分析时用刚性连接代替弹性连接的状况。该分析方法为承受预紧力的复杂模型进行接触和耦合分析提供参考。

基于ANSYS的锚杆托盘强度分析及其压力实验

由于煤矿深部开采的推进使得锚杆支护材料面临强度升级的需要,通过结构设计和有限元强度分析,针对锚杆托盘在降低成本、提高强度方面开展研究。在分析过程中将锚杆托盘的材料由Q235提升为Q345,通过ANSYS分别对8 mm和10 mm厚度的锚杆托盘分别进行有限元强度分析。从而可以得出结论,首先改用材料Q345后8 mm厚度锚杆托盘的强度符合承载要求;其次改变锚杆材料可以降低锚杆托盘的体积,降低成本。实验分析结果验证了有限分析的正确性与准确性。

基于CATIA逆向工程复杂样条曲线重构方法研究

对于复杂零件的逆向设计,常常是通过激光、三坐标测量仪等方法对样件三维数据进行采集,可获得高质量的点云文件。但是这些点云文件数量很大,计算时将耗费过多的计算机资源。基于CATIA软件对点云数据进行过滤、划界、分网等处理方法进行了研究,运用曲线重构的方法,创建特征曲线组,利用多段曲线拟合获得点云的特征线网络,最后将拟合得到的曲线与原始点云数据进行误差分析。研究证明,通过这种方法可以获得质量更好、占据资源更小的曲线,为后续曲面和实体的生成奠定了精确基础。

新型煤矿采掘工作面无动力除尘装置的探讨

提出一种新型的除尘工艺方法,无需添加外部动力、能利用工作面管网中的压风和压水,通过喷头形成射流、产生负压,引导含尘气流进入捕尘管道实现有效除尘,做到除尘方法的简单易行、除尘效果高效实用,为后期研制该种除尘装置奠定理论依据。

生活垃圾焚烧炉渣负载TiO_2自清洁泡沫混凝土的制备

介绍了生活垃圾(MSW)焚烧炉渣的化学性质,表明了生活垃圾焚烧炉渣成分与天然砂石料非常相近,属于CaO-SiO_2-Al_2O_3-Fe_2O_3系统,可作为混凝土中的部分替代骨料。紧接着将具有光催化特性的TiO_2与炉渣相结合,通过添加发泡剂H_2O_2来制备自清洁泡沫混凝土。研究了自清洁泡沫混凝土的TiO_2含量、孔隙率、堆积密度、表面孔隙度和微观结构对亚甲基蓝(MB)的光催化性能的影响。结果显示,TiO_2含量为0.4wt%的自清洁泡沫混凝土拥有较多的孔隙和较完整的孔隙结构,允许紫外光线更加深入的穿透进去活化TiO_2,光降解性能最优。

ITER过渡馈线直线段管的优化设计与屈曲分析

根据强度原则,用有限元静力分析方法优化了馈线系统直线段管中的圆管和波纹管相关结构的设计参数;根据能量准则,通过特征值屈曲分析和非线性屈曲分析方法,用有限元法稳定性的判据计算出长跨度的薄壳直线段管发生失稳时的临界载荷为1.21MPa,验证了该结构在正常工况(安全系数为12.1)和故障状态工况(安全系数为6.05)下不会发生失稳现象,为ITER馈线系统的下一步研制提供了基础。

基于UWB技术的矿井辅助运输装备监测

针对传统煤矿辅助运输装备定位精度差、运输过程监测困难、模型数字化程度低等问题,基于超宽带(Ultra WideBand,UWB)定位技术及数字孪生技术提出一种井下辅助运输装备可视化实时监测方案。完成辅助运输装备模型的构建及运动驱动脚本的编写,基于Unity 3D搭建了虚拟辅助运输系统,采用TWR(Two-Way-Ranging)测距算法结合三边定位原理实现辅助运输装备的高精度定位。经过实验测试其定位精度相较于传统定位方式有较大提高。

综采工作面的煤尘综合防治

根据综采工作面粉尘产生的原因 ,提出了“标本兼治”的煤尘治理综合措施 。

非开挖设备回扩钻头的优化设计

目前在役的非开挖设备的回扩钻头存在着整体结构比例不当、碎土排送空间小、牙型排布等间距、无斜角等一些缺陷。针对这些问题,对钻头的结构尺寸、结构形式、牙型排布等方面进行了理论研究和优化设计,经过现场实际应用,延长了钻头的寿命,设备运行速度得到了提高,非开挖效率有了显著的改进。

基于ABAQUS的车门外板抗凹性能分析

车门外板的抗凹性是车身性能的重要评价指标之一,抗凹性能不足会降低产品的品质形象。运用有限元仿真分析技术,通过HyperWorks建立车门外板的有限元模型,基于ABAQUS开展抗凹性能分析,得到各测试点的载荷-位移曲线。结果显示外板最薄弱处的抗凹性能不足,易产生"油壶效应"。为此开展了优化改进,为车门外板的结构优化设计及材料选型提供了实践依据。

乳化液配制的自控系统研究

介绍了利用文丘里泵的自动式配比技术、乳化液箱的液位自动控制技术 。