一种轴径双向分离式电磁线圈驱动装置的结构响应特性

为了避免传统一体化驱动结构在运行过程中容易出现骨架断裂失效等不稳定现象.本文根据典型一体化驱动结构在运行过程中的应力应变,结合加速实验后出现内壁裂痕的一体化驱动结构的耐压放电测试,分析确定一体化驱动结构存在的不稳定因素,初步设计了一种轴径双向分离式模块化的新型驱动结构,对新结构在运行过程中的电磁及结构响应等展开有限元仿真分析.在相同激励条件下,新型驱动结构内壁上的应力应变远小于一体化结构,同时一体化驱动结构的内壁上的最大形变约为10-2m量级,而新型驱动结构在运行过程中内壁上的最大形变降低至10^(-5)—10^(-6)m量级.结果表明新结构能够在保证推进性能的前提下,降低内壁和相间隔板的应力应变及变形程度,提高了结构的可靠性,能够为电磁线圈驱动结构的设计优化提供一定参考和借鉴.

脉冲大电流直线驱动装置电-磁-热-结构多场耦合的局域建模方法

脉冲大电流直线驱动装置运行过程中产生的极端工况导致多种损伤形式.为了研究多场耦合过程并分析多物理参量作用机理,建立了动态下的电磁场、温度场、结构场数学物理模型.利用轨道反向运动及接触远端物理量渐进平移不变的特性进行局域求解.模型还考虑了材料属性温度依赖性,热应力,接触面摩擦热等实际因素.各个物理场采用同一套网格体系,电磁场以及温度场的有限元离散格式采用欧拉向后差分形式求解,结构场则采用Newmark法进行求解,完成多场耦合下的数值模拟.通过与数值工具EMAP3D、Comsolol在相同模型和输入条件下的计算结果以及相关实验比较,验证了该模型的可靠性.本文采用一种C型电枢进行案例计算,得到了多参量的典型演化过程,并对速度趋肤效应下的场分布进行了讨论.

基于数值模拟的盲三通流场计算与局部阻力系数影响因素初探

盲三通作为管网输配系统不可或缺的核心部件,对管道稳定运行具有重要的意义。利用Solidworks 2019软件、Fluent软件建立模型并进行三维流场计算,结合正交分析试验、SPSS软件讨论盲三通局部阻力系数各影响因子的显著性强弱,构建各影响因子与局部阻力系数经验公式,提出最佳流道结构模型。结果表明,局部阻力损失系数ζ随着雷诺数Re、支管直径d的增大呈二次多项式减小,随着支管夹角θ的增大呈二次多项式增大,随着盲端长度L3的增大呈线性减小;利用多元非线性回归总结了盲三通局部阻力系数拟合关联式;支管近右壁处流体流速增大,分岔口及支管处湍动能分布较为剧烈;在模拟范围内,各影响因素对局部阻力损失系数ζ的影响显著性强弱为:雷诺数>夹角>支管管径>盲端长度;雷诺数为6.4×10^(5)、夹角为π/6、盲端长度为4.0D、支管直径为0.9D,局部阻力损失系数最小,研究结果可为盲三通结构设计以及工程应用提供理论依据。

基于CFD的文丘里施肥器收缩与扩散段结构优化

为了研发新型文丘里施肥器,提高其吸肥性能,使之适应不同工况的进出口压差,讨论了相同喉管进出口直径之比λ的条件下,得到最佳收缩段与扩散段的结构组合方案。本文采用solidworks2016、CFD软件,对14种不同模型进行建模并计算分析。研究不同组合形式结构的吸肥量q、肥液比δ、肥液浓度γ、吸肥效率η,4个指标以及流场压力、速度、湍动能、流线分布,综合评价吸肥性能的优越性。结果表明:①压差与吸肥量呈现幂函数的关系,压差越大吸肥量越大,但是增大的趋势越来越缓慢,压差与吸肥效率呈现指数函数的关系,压差越大,吸肥效率越小,减少的趋势越来越平缓;②喇叭口收缩段与流线型扩散段结构方案对比同系列产品,吸肥量最大提高80%,肥液浓度随压差变化最稳定,对不同工况适应性最强;③在相同的工况下,喇叭口收缩段与流线型扩散段结构方案,在喉管附近产生的真空度最大、压力最小、速度最大,产生旋涡区所对应的中心截面上平均湍动能最小,最有利于吸肥;综合吸肥性能与流场分析,最优的组合形式为喇叭口收缩段与流线型扩散段。

基于CFD的新型三通管结构优化与水力特性分析

三通管在各个行业应用广泛,针对现有三通管局部水头损失系数ζ大,内部流动特性差等问题,研发出一种新型的三通管流道结构,揭示新型三通管的阻力与流动特性和相关结构参数的关系,得到合理新型三通管内部流道设计方案。基于SolidWorks2016、CFD软件对DN32的普通120°等径三通管进行数值计算,验证模拟的可靠性,并且对新型三通管内部流道结构参数进行优化。结果表明:①进口处与两个出口处的ζ01,ζ02均随着肥胖系数λ、最大宽度B都是先减小后增大,两者均随λ呈现二次函数的趋势变化,ζ01、ζ02最小时所对应的λ=4.27,B=42.22 mm左右。②分流损失系数比β随B与λ均呈现两端平缓,中间变异的趋势变化。③新型三通管关于对称面速度分布并不是对称的,低速区会偏向于三通管重心左下方,随着雷诺数增大低速区域越来越小,肥胖系数λ在(4.15,4.91]范围之内流线分布较为光顺均匀。

基于材料变密度法的MRI匀场线圈设计

核磁共振成像系统磁场的均匀度对成像的质量起着决定性作用,采用匀场线圈抵消磁场球谐波分量是提高磁场均匀度的有效手段。采用材料变密度法设计了一阶轴向匀场线圈,首先将设计区域划分为足量的网格,网格的材料密度作为设计变量,利用有限元法组装电导矩阵,求解设计区域的电流分布,建立了材料密度分布与磁场的关系。其次,将磁场均匀度作为优化目标,采用优化准则法对密度变量进行优化,得到了满足约束条件的最优解。最后,利用流函数方法将材料分布离散为导线,得到了线圈的拓扑结构。相比于室温有源匀场线圈设计常用的解析法,变密度法能够有效地利用材料,充分发挥材料特性,可设计出更高性能匀场线圈。

Fabrication and Properties of Aligned Sr_(0.6)K_(0.4)Fe_(2)As_(2) Superconductors by High Magnetic Field Processing

We fabricated a c−axis aligned Sr_(0.6)K_(0.4)Fe_(2)As_(2)superconductor using a two−step magnetic field procedure.The effect of the magnetic fields on the structure and superconducting properties of Sr_(0.6)K_(0.4)Fe_(2)As_(2) is investigated using x−ray diffraction and magnetic measurements.The degree of orientation of the samples is about 0.39 for the c axis and 0.51 for ab-plane orientation,as evaluated from the Lotgering factor of x-ray diffraction.This technology may be useful in a variety of potential applications,including preparing iron-based superconducting bulks and wires with high critical currents.

近断层脉冲型地震动作用下大跨斜拉桥的地震响应特征分析

以一座双塔双索面半飘浮体系大跨度斜拉桥为工程背景,计算分析了纵向+竖向和横向+竖向激励下近断层脉冲型地震动、近断层非脉冲型地震动和远场地震动对大跨斜拉桥地震响应的影响。结果表明:近断层脉冲型地震动、近断层非脉冲型地震动和远场地震动作用下,大跨斜拉桥主塔和主梁的地震响应规律基本相同;近断层脉冲型地震动对大跨斜拉桥主塔和主梁的内力和位移均具有一定程度的放大效应,其中对主塔纵向位移和主梁竖向和横向位移的放大效应十分显著;纵向+竖向激励下大跨斜拉桥主塔纵向位移和主梁竖向位移对近断层脉冲型地震动比较敏感,主梁竖向弯矩和主塔纵向弯矩的敏感程度相对较弱;横向+竖向激励下大跨斜拉桥主梁横向位移对近断层脉冲型地震动最敏感,主梁横向弯矩的敏感程度相对次之,主塔横向弯矩和横向位移敏感程度最弱。