基于大数据分析的变电站故障诊断与维护优化研究

近年来,电力系统规模不断扩大,电网安全运行面临新的挑战。在大数据时代,电网结构日益复杂,各行业对电网供电可靠性的要求不断提高,开展电力系统故障诊断研究非常必要。变电站故障快速准确诊断优化维护是提高供电可靠性的重要保障,而大数据分析为变电站故障处理维护提供了新的技术支持。介绍大数据分析技术,结合电力系统业务发展需求给出设备状态监测平台架构方案。设计大数据下变电站故障诊断与维护优化系统,提出数据模型,减少大量连接操作。利用Hadoop集群搭建监测实验平台,对模型监测数据加载等方面进行实验测试,验证模型的有效性和可行性。

真空玻璃改造香港地区既有玻璃幕墙的热性能研究

为降低既有建筑的运行能耗,提出一种应用真空玻璃对香港地区高层建筑既有玻璃幕墙的节能改造方法,并通过户外实验测试对比研究了节能改造前后幕墙的热工性能和热舒适水平。结果表明,该节能改造方法可显著降低幕墙的内表面温度、内表面热流密度、太阳辐射透过率和太阳得热系数,并提高室内的热舒适水平。其中内表面热流密度平均降幅高达81.6%,太阳得热系数最大降幅可达83%,有利于降低建筑冷负荷。此方法适用于空调负荷需求大的城市,其分析结果将为在炎热气候地区开展高层建筑既有玻璃幕墙节能改造工作提供指导,并为实现“碳中和”目标助力。

铝合金变径型涡旋体零件流动控制成形分流线分布

为了研究铝合金变径型涡旋体零的件筒壁区对变径涡旋体区金属流动及微观组织和力学性能的影响规律,以涡旋体区高宽比最小为3.9的含筒壁区和未含筒壁区的静盘和动盘为研究对象,利用Deform-3D软件进行流动控制成形过程有限元模拟并开展物理实验验证,分析了筒壁区对金属流动分流线分布的影响,研究了分流线周围的应变和应力分布及特征区的微观组织和力学性能。结果表明,未含筒壁区的动盘相邻筋中间分布分流线。由于筒壁区存在,凸模行程为0%~80%时,含筒壁区的静盘相邻筋中间未出现多条分流线。凸模行程大于80%时,含筒壁区的静盘与涡旋体间腹板金属开始充填涡旋体型腔并出现分流线,且分流线偏向于涡旋体型腔侧。靠近分流线侧涡旋体圆角处金属流线分布紧密,等效应力、等效应变和温升值最大。

摇臂等温精密成形工艺数值模拟及实验研究

摇臂在实际开式锻造生产过程中容易出现裂纹,并且材料的利用率低于50%。通过对摇臂三维几何模型的建立,提出了等温精密成形工艺方案,结合摇臂的形状特点,设置一定的工艺补充部分。利用有限元数值模拟软件DEFORM-3D,分析预锻件对终成形效果的影响,研究了优化后的预锻件终成形过程局部速度场及可能产生的缺陷。通过数值分析和实验,得出合理的预锻件,使成形中出现的充不满、金属折叠等问题得到解决。锻件本体流线分布合理,内部组织均匀,没有出现裂纹缺陷,并能够预测裂纹产生的趋势,材料利用率可提高到95%。

颗粒体积分数对高压扭转的SiCp/Al基复合材料拉伸性能影响

基于高压扭转法制备SiCp/Al基复合材料,采用金相显微镜、室温拉伸性能测试实验并结合断口扫描电镜观察,研究颗粒体积分数对SiCp/Al基复合材料的显微组织和拉伸性能的影响。结果表明:SiC颗粒体积分数越大,剪切应变量越小,SiC颗粒分布越不均匀,团聚越严重。试样抗拉强度和屈服强度随SiC颗粒体积分数的增加而增加,但塑性降低。拉伸断口韧窝尺寸大小不一。高压扭转的SiCp/Al基复合材料断裂属于韧性断裂与脆性断裂混合模式,但随着SiC体积分数越小,材料断口的韧窝和撕裂棱越多,韧性断裂特征变得更为显著。

圆柱斜齿轮精密成形数值模拟与试验研究

基于浮动凹模的思想对圆柱斜齿轮的成形及脱模进行了计算机仿真和石蜡试验研究,分析了成形过程的变形特点及脱模后斜齿轮齿形的应变情况,验证了方案的可行性。结果表明:对圆柱斜齿轮采用浮动凹模成形及脱模的工艺方案,可以获得符合精度要求的锻件。

局部加载约束分流冷锻直齿轮工艺研究

针对直齿轮冷锻过程中齿腔充填困难、成形载荷大、模具寿命低的特点,提出了基于局部加载-约束分流冷锻圆柱直齿轮新工艺。在浮动凹模基础上,利用有限元软件对新工艺进行数值模拟。对工艺成形过程中速度场、成形载荷等规律进行了分析,并对比分析了多种成形工艺。结果表明:局部加载-约束分流终锻成形工艺可以较好地成形大模数圆柱直齿轮,能避免齿轮成形时产生的折叠缺陷,同时可以显著地降低成形载荷,为此类齿轮冷锻工艺的应用与生产实践提供了理论依据。

圆柱斜齿轮锻造成形技术

介绍了圆柱斜齿轮塑性成形的2种方法,滚轧成形与浮动凹模成形。针对2种成形工艺,分别以不同型号的圆柱斜齿轮为对象进行了数值模拟与试验研究,探索了齿轮在不同工艺下,金属流动规律、成形缺陷及成形力等。结果表明:圆柱斜齿轮采用滚轧成形可有效避免脱模困难,且整个过程属于局部加载,对设备要求简单。浮动凹模成形可有效降低成形载荷,较传统工艺载荷下降近30个百分点,脱模时,锻件齿形在模腔内沿螺旋方向做刚性平移运动,一定程度上保证了锻件的精度。

直齿轮冷精锻齿端分流参数优化设计

采用数值模拟对直齿轮冷精锻采用浮动凹模,以及浮动凹模-齿端上下分流两种工艺进行了对比分析。试验结果表明,浮动凹模-齿端上下分流可有效地降低工作载荷,为该方案进一步优化设计奠定了理论基础。结合正交实验设计方法和数值模拟技术,以上下分流腔高、宽4个模具设计的关键参数作为设计变量,以成形时所需工作载荷最小为优化目标,对浮动凹模-上下齿端分流腔工艺进行了参数优化。

圆柱斜齿轮冷锻成形工艺研究

针对圆柱斜齿轮冷锻过程中齿腔充填困难、成形载荷大、模具寿命低的特点,提出了局部加载冷锻圆柱斜齿轮新工艺。利用有限元软件对新工艺进行数值模拟,分析了工艺成形过程中速度场、等效应变等规律,并对比分析了闭式、轴分流和局部加载成形工艺的成形载荷。研究结果表明,局部加载成形工艺可以较好地成形圆柱斜齿,改善齿端部分的充填性能,可显著地降低成形载荷,为此类齿轮的冷锻工艺应用与生产实践提供了理论依据。

轴承套圈锻造工艺过程数值模拟研究

采用数值模拟技术对圆锥滚子轴承套圈闭式锻造成形过程进行了数值模拟,分析了成形载荷、速度场及等效应力等。并对闭塞式成形工艺过程进行了模拟与分析。对锻造工艺进行了改进,提出了轴承套圈旋压成形工艺。结果说明,闭塞式成形工艺成形的轴承套圈,等效应力应变分布较均匀,金属流线沿轮廓合理分布,但成形载荷高,对设备要求高,发现旋压成形工艺可以提高生产效率和产品质量,并对轴承套圈锻造生产具有广泛的适应性。

圆柱斜齿轮浮动凹模冷挤压成形仿真与实验研究

采用浮动凹模冷挤压成形工艺,对螺旋角不同的同一型号圆柱斜齿轮进行了数值模拟与实验研究。分析了成形过程中金属的流动特点、成形载荷,并与传统工艺进行了比较。通过不同螺旋角斜齿轮的对比,探索了影响脱模后锻件精度的因素。结果表明:对圆柱斜齿轮采用浮动凹模冷挤压成形可有效降低成形载荷,且在脱模过程中齿轮锻件沿着齿形螺旋方向做刚性旋转运动,脱模后锻件可保持较高精度。研究成果为圆柱斜齿轮精锻成形工艺的深入研究提供了参考。

圆柱斜齿轮精锻成形数值模拟与试验研究

为探索圆柱斜齿轮精锻成形的新工艺,针对某一参数的圆柱斜齿轮,采用浮动凹模的工艺方案,对其进行数值模拟与物理试验。分析不同压下量下,斜齿轮的成形效果和脱模过程中的速度场、等效应变场,并与传统的闭式挤压成形进行对比。结果表明,圆柱斜齿轮采用浮动凹模的成形工艺较采用传统工艺,载荷下降约30%,脱模时,锻件齿形在模腔内沿螺旋方向做刚性平移运动,齿形几乎不产生塑性变形。为进一步研究圆柱斜齿轮精锻成形工艺提供了参考。

局部加载冷锻成形圆柱直齿轮仿真

圆柱直齿轮冷锻成形载荷大,模具寿命低。提出整体预锻齿坯与局部加载终锻齿形两步冷锻成形圆柱直齿轮的工艺。用三维造型软件Unigraphics NX建立了圆柱直齿轮锻件及模具模型之后,通过有限元仿真软件Deform3D数值仿真圆柱直齿轮冷锻过程。仿真结果表明,该工艺在保证齿形充填完整的同时,可以显著地降低成形载荷。

镁单晶沿不同取向压缩的变形机制分子动力学研究

基于分子动力学理论,建立沿C轴以及<1010 >(垂直C轴)方向进行单轴压缩的模型,结合两种模型的应力-应变曲线,分析镁单晶沿不同取向压缩的微观变形机制。结果表明,沿C轴压缩时模型的压缩弹性模量较大,说明该取向难变形。且该模型先发生基面不全位错滑移(柏氏矢量b1^→=1/3<1010 >)以及锥面位错滑移(柏氏矢量b2=1/6<0223 >),其次在位错畸变区形核产生{1011}孪晶。此外,在晶体内部观察到两种不同类型的{1011}孪晶变体。沿垂直C轴方向压缩过程中,首先会形成大量的紊乱点,为位错以及孪晶的产生提供形核点。进一步加载时,会出现{1012}孪生过程,且{1012}孪晶迅速吞噬基体,模型变为沿C轴方向压缩变形,最后在位错堆积的畸变区形核生成{1011}二次孪晶。

HPT法对SiCp/Al复合材料颗粒断裂的影响

采用高压扭转(HPT)法将SiC颗粒与纯Al粉的混合物固结成金属基复合材料。观察试样的显微组织,并对颗粒的数目、粒径及百分比进行测量,研究HPT法对SiCp/Al复合材料颗粒断裂的影响。结果表明,随着扭转半径增大,颗粒断裂现象严重,颗粒棱角钝化更加明显,颗粒数目增加,粒径减小;随着SiC颗粒体积分数的增加,这种趋势会强化;颗粒断裂现象是高压扭转法制备颗粒增强金属基复合材料的固有属性。

控温变形对Al-Mg-Si-Sc-Zr合金时效及微观组织的影响

对固溶处理的Al-Mg-Si-Sc-Zr合金分别进行80%变形室温轧制+250℃时效处理、80%变形液氮控温轧制+250℃时效处理,研究3种状态下合金的DSC曲线和微观组织。结果表明:轧制状态下合金DSC曲线的峰与固溶状态下相比向左发生了偏移,这说明变形可以缩短Al-Mg-Si-Sc-Zr合金时效峰值时间。对轧制前后的显微组织进行分析发现,轧制合金组织内形成了少量的孔洞,室温轧制状态的合金的孔洞尺寸比液氮控温轧制状态的合金大17%左右;时效处理后,孔洞的数量增加且尺寸增大。

循环相变超细化20CrMnTi钢晶粒

细化晶粒是一种提高材料强度和塑性的有效方法。将20CrMnTi钢在AC1和AC3温度范围内进行了3道次变温快速循环加热-冷却处理,晶粒尺寸由初始的36.9μm细化到约5μm,其布氏硬度值由初始的145.7提高到298.3。结果表明:经过3道次的循环相变处理后,由于形核率的提高、晶粒长大速度的降低和组织遗传性被破坏,可以显著地细化晶粒。

喷射成形高强铝合金方包套锻造致密化实验研究

为提高喷射成形沉积态锭坯的致密度及力学性能,开展了方包套锻造实验及T6热处理实验,分析了不同方包套材料及厚度对致密度和力学性能的影响规律。结果表明,方包套材料选用45钢时比选用7075铝合金时的焊接性能和锻造成形性好。与厚度为3 mm的方包套相比,厚度为5 mm的方包套在锻造过程中与坯料贴合紧密,变形相对较均匀。喷射沉积态锭坯致密度、抗拉强度和伸长率分别为90.61%、285.33 MPa和4.6%。喷射成形铝合金经过方包套锻造后,致密度均大于99%。经材料为45钢、厚度为3 mm的方包套锻造后,喷射成形沉积态铝合金抗拉强度和伸长率分别提升至397.2 MPa和6.1%,再经T6态处理(双级固溶450℃/2 h+475℃/2 h,时效120℃/24 h)后,铝合金的抗拉强度和伸长率分别达到607.95 MPa和5.2%。

3D打印大尺寸CF/PC复合材料框架式模具温度分布

为提高热压罐成型过程模具温度分布的均匀性和固化结束后制件的成形质量,采用与复合材料构件热膨胀系数差值较小的短切CF/PC复合材料为模具材料,3D打印大尺寸框架式模具。通过数值模拟、方差分析和实验研究了模具结构及工艺参数对3D打印模具型面温度分布的均匀性的影响规律。结果表明,3D打印模具型面厚度越小和热压罐入口风速越大,越有利于提高模具型面温度均匀性。模具型面温度模拟值和实验值的相对误差最大值为6.7%,验证了利用有限元方法模拟热压罐成型过程模具型面温度场分布的高可靠性。升温结束时,3D打印成型模具型面温度呈阶梯状分布,在支撑晶格与模具型面接触处易出现低温区。