Theoretical Study of the Peripheral Twist Extent Length in Rotor Spinning

The mathematical model of peripheral twist extent(PTE) length was set up by studying the kinematics anddynamics of the yarn in rotor groove. The value of PTElength was calculated by using numerical method, andthe factors affecting the PTE length were also discussed.The results show that the theoretical predicted value ofPTE length seems to be consistent with the measured val-ue. The yarn linear density and rotor speed have re-markable effects on PTE length. The parameters includ-

轴向预紧作用下的组合转子轴系模态特性研究

组合转子轴系结构是空天动力装备中发动机转子系统的主要结构,由于轴系中各部件接触面的存在使得转子系统动力学特性难以准确掌握,当涉及转子工作转速裕度时会产生一定的设计风险。针对组合转子轴系单主轴多部件轴向预紧结构特点,考虑转子不同接触面之间非线性连接参数,提出一种综合利用薄层单元和零长单元建模的两步模型修正方法,采用基于响应面优化的静态结构非线性分析以及基于随机统计学模型的粗糙表面接触分析进行薄层单元材料参数以及零长单元接触刚度系数识别,建立组合转子轴系动力学模型。根据某型发动机氢涡轮泵转子结构特点设计制造转子试件,对其自由模态进行试验研究,得到了不同螺纹预紧状态以及轴向预紧作用对组合转子轴系前两阶模态特性的影响。对比试验数据可知所提模型优化方法可以很好地反映出不同轴向预紧作用下组合转子轴系前两阶模态频率的变化趋势,在转子模态参数线性变化范围内计算误差小于1%,验证了该方法的正确性和有效性,为组合转子轴系精细化建模提供了参考依据。

转子结构参数对双螺杆压缩机性能影响规律的研究

为最大限度地提高双螺杆压缩机的性能,以5、6齿双螺杆压缩机为研究对象,对转子的长径比、齿间及齿顶间隙、扭转角角度等转子结构参数进行系统的分析,研究结果表明:在啮合间隙处于0.02~0.1 mm之间,啮合间隙每增大0.02 mm时,容积效率下降3%~4%,绝热效率下降1.5%~2.4%,比功率下降33%~48%,齿顶间隙对双螺杆压缩机性能的影响大于啮合间隙;随着长径比(L/D)增大,容积效率提高2%~7%,比功率提高40%~70%,绝热效率提高1.5%~5%;扭转角值增大,容积效率、比功率、绝热效率均呈降低趋。研究还进一步探究了转子结构设计参数对质量流量、体积流量、Blow-hole area(泄漏三角形)影响变化规律。研究结果可为双螺杆压缩机的设计研究和优化升级提供一定的理论参考。

矩形凹结构转子磁流变阻尼器的设计与优化

针对传统盘式磁流变阻尼器(magneto-rheological damper,MRD)力矩密度偏低的问题,提出在转子端面构造凹结构以增加有效工作间隙长度,保持结构尺寸紧凑的同时,提高输出力矩密度。分别建立了传统盘式、矩形凹结构和弧形凹结构力矩模型,通过关键尺寸设计和定量对比分析表明,在同等条件下矩形凹结构对提升力矩密度效果更佳。为充分利用矩形凹结构的力矩增益效应,定量地分析了矩形槽位置、槽宽和槽深等关键参数对力矩密度和力矩波动的影响规律,得到了关键参数合理的优化区间。在满足目标设计力矩、线圈功率及确定的参数取值范围前提下,以体积最小为目标函数,对包括矩形凹结构的磁流变阻尼器结构参数进行了优化设计。结果表明,优化后装置力矩密度增幅达23.39%,为矩形凹结构转子阻尼器的实际设计提供了指导。

空心杯电机电磁阻力矩特性的实验研究

一种特殊空心杯电机的电枢是由导电材料制成的杯子,为了研究其电磁阻力矩特性,研制了不同磁路结构、转子材料和转子长度的样机。样机实验表明:四极空心杯电机的电磁阻力矩大于二极;电磁阻力矩和转子长度成正比;电磁阻力矩与转子材料电导率的关系与理论分析尚有出入,有待进一步验证。

并列转子混合励磁同步发电机转子磁极匹配研究

针对一种用于交流发电的并列转子混合励磁同步发电机,研究了Halbach永磁转子和隐极电励磁转子2种转子磁极匹配对发电机输出特性的影响。基于2种转子的气隙磁场解析模型,一方面通过电压方程研究了不同转子轴向长度匹配下发电机的外特性和励磁电流,给出了一种永磁转子轴向长度的选定原则;另一方面提出了一种转子磁极结构的匹配方法,通过谐波相抵来降低电压波形的畸变率。选择一种特定转子磁极组合,进行了仿真和样机试验验证。研究结果表明:对于所选的轴向长度匹配,既能实现恒压输出,又具有较低的励磁电流;混合励磁发电与永磁转子单独发电相比,电压波形畸变率降低。仿真及试验结果证明了转子磁极匹配方法的正确性。

内置转子换热管旋流部分的数值模拟

研究了介质为60%甘油时内置螺旋两叶片转子换热管的传热及阻力特性,通过实验研究和数值模拟,得到了介质为高黏度流体时强化传热的模拟方法。同时,分析了单个洁能芯转子在强化管内的旋流长度,并对比分析了转子间隔对强化管传热及阻力特性的影响。模拟结果表明,在换热管长度相同的前提下,转子无间隔排列强化管的努塞尔数(Nu)是转子间隔排列时的1.073～1.078倍;但是前者的阻力系数(f)则比后者的阻力系数高出61.76%～62.01%,因而在强化传热综合性能方面,前者的综合性能优于后者,由此推断,转子的间隔排列方式有利于提高强化管的强化传热综合性能。

转子材料和气隙对实心转子直线弧形感应电机性能影响

做直线运动、旋转运动或螺旋运动的两自由度直驱电机在机械工具、机器人等领域有广阔的应用前景。研究了一种两自由度直驱感应电机的旋转运动部分的转子导电材料和气隙对电机性能的影响,采用传统电磁设计理论和有限元相结合的方法确定实心转子弧形感应电机的参数,并且提出了设计过程中的两个关键因素,分析了转子材料和气隙厚度对实心转子弧形感应电机性能的影响。通过应用不同转子导电层材料和气隙厚度进行计算机仿真,得到在空载及负载条件下运行的转速曲线和转子损耗曲线。结果表明:在使用钢铜复合次级材料时转速波动较小,转子损耗较小;在一定范围内,气隙厚度越大,电机的转速波动越小,转子损耗越小。

实心转子永磁同步电动机气隙长度与性能研究

采用有限元法计算了实心转子永磁同步电动机在不同的气隙长度条件下的气隙磁密、空载反电动势、功率因数、效率和起动转矩,在计算过程中考虑了定转子相对运动及定子斜槽等因素;22kW实心转子永磁同步电动机的计算和实验结果表明,电机气隙长度对气隙磁密、空载反电势、功率因数、效率和起动转矩均有较大的影响。

时间谐波对永磁同步电机损耗的影响规律

为了减小永磁同步电机中由电流时间谐波引起的损耗,以一台4.2k W、8极表面式永磁电机为例,采用时步有限元法,分析了空载变频器供电时电机各部位附加损耗的分布规律;研究了不同变频器参数(包括调制比a和开关频率fc)、气隙长度δ和转子磁路结构(包括内置式和表面式)时电机各部位附加损耗的变化规律;最后,对三台样机进行实验,以验证不同变频器参数对附加损耗的影响规律。结果显示:变频器供电时,附加损耗主要集中在永磁体上,定子铁心其次,转子铁心比重最小;fc<3k Hz时,每增加1k Hz,附加损耗平均降低20.7%,fc>3k Hz时,每增加1k Hz,附加损耗平均降低6.5%;a每增加0.1,附加损耗平均降低18.7%;δ每增加0.1mm,附加损耗平均降低5.4%;内置式结构转子铁心附加损耗比重比表面式大,而永磁体附加损耗比重较小。

卡门涡街风力发电机转子结构优化

设计了一种将卡门涡街动能转换成电能的风力发电机,对转子结构进行优化。利用FLUENT对不同结构下转子的运动情况进行了计算。为了保证卡门涡街充分发展并且保持二维流动,选择雷诺数为200。改变转子与阻流体的距离以及转子长度2个参数。结果表明,不同结构下转子有振动、转动和混合运动3种运动方式。转子与阻流体的距离和转子的长度之间存在交互作用,必须进行耦合分析。当转子与阻流体的距离为阻流体特征长度的3.5倍,转子的长度为阻流体特征长度1.25倍时,装置发电效果最佳。

摆线泵内转子公法线长度的计算和测量

这里对摆线泵内转子公法线进行了研究,提出了公法线检测时的跨齿数和长度计算方法和计算公式,讨论了内转子转角修形对公法线长度的影响,并根据本文理论方法编制的计算程序对实例进行了计算。

电动汽车用外转子轮毂电机的设计研究

针对应用于电动汽车智能车轮的轮毂系统,开发设计出新一代一体化轮毂电机。根据设计需求给出了外转子轮毂电机的总体设计方案,对其主要尺寸以及整体电磁结构进行分析计算。采用Ansoft软件对磁化方向长度、极弧系数、气隙长度以及定子叠高等影响因素进行分析研究,以提高电机的输出性能。最后对样机进行了计算和试验测试,设计结果与实验结果相符,表明了设计分析的正确性。

磨削螺杆转子砂轮截形计算与仿真验证

介绍了螺杆转子成型磨削原理,并给出成形砂轮截形计算的基本流程.再利用啮合原理推导建立了螺杆转子螺旋面与砂轮回转面的接触线方程式,从而计算得到成型砂轮截形曲线.详细论述了用分段累加弦长参数的数值计算方法,对砂轮截形进行计算,避开对转子截形曲线各离散点直接求导的困难,提高了计算效率.最后以某非对称型线螺杆阴转子为例,对砂轮截形进行计算绘制,并通过仿真加工检验计算的正确性,同时进行干涉判断.该方法也为螺杆转子后续的有限元分析和虚拟测试实验提供了精确的实体模型.

转杯纺捻度传递长度的解析研究

通过转杯凝聚槽内须条的运动和受力分析,对转杯纺捻度传递长度进行解析研究,建立了数学模型.并分别以棉和涤纶为纺纱原料对捻度传递长度进行了数值计算,分析了影响捻度传递长度的各种因素.

从电机设计的角度减少高速永磁电机转子损耗

高速永磁无刷直流电机的转子涡流损耗主要是由定子电流的时间和空间谐波以及定子槽开口造成的气隙磁导变化引起的.转子涡流损耗使电机的效率下降并能引起转子永磁体的退磁.从电机设计的角度,采用解析计算和有限元仿真的方法研究了不同的定子结构、槽开口大小以及气隙长度对高速永磁无刷直流电机转子损耗的影响.利用傅里叶变换,得到了分布于定子槽开口处的等效电流片的空间谐波分量,然后采用计及转子集肤深度和涡流磁场影响的解析模型计算高速电机转子损耗,并对解析计算结果通过有限元仿真加以验证.结果表明,3槽集中绕组结构中含有2次、4次等偶次空间谐波分量,该谐波分量在转子中产生大量的涡流损耗.定子结构对高速电机转子涡流损耗影响很大,合理地设计定子结构能够减小转子涡流损耗.

有限长大间隙环流中同心转子动特性系数研究

基于作者建立的大间隙环流中转子运动理论模型 ,用摄动法推导了有限长大间隙环流流场非线性控制方程的零阶和一阶摄动方程 ,研究了摄动方程的数值求解方法 ,并用该数值方法深入研究了有限长大间隙环流中同心转子的动特性系数以及壁面粗糙度、入口压力、长径比和入口预旋等参数的影响 .研究结果表明 ,系统参数对有限长大间隙环流中同心转子动特性系数的影响是流体惯性效应、旋流效应、摩擦耗散效应和 L omakin效应综合影响的结果 .

光学元件双转子抛光技术中类高斯型去除函数建模与逼近

在Preston假设基础上,研究并推导了光学元件抛光过程中"花瓣"型截面磨头在双转子运动形式下的去除函数.提出了"花瓣"型截面磨头的离散点弧长表达方法,并讨论了该方法的适用范围;基于离散点弧长法,推导了"花瓣"型截面磨头在双转子运动形式下的去除函数表达式;根据可调步长式曲线逼近原理研究了类高斯型目标去除函数的逼近算法;并得到了类余弦型去除函数的双转子抛光模参量.从而证明了双转子抛光技术可以得到类高斯型去除函数.

腰鼓型密炼机转子的混合特性及其对碳纤维残存长度的影响

针对碳纤维(CF)增强硅橡胶复合材料的特点,提出了一种新型腰鼓型转子,并运用数值模拟软件对其混合特性和对复合材料中CF长度的影响进行了表征,并与实验结果进行了对比。结果表明,转子构型、转子转速、混合时间是影响纤维残存长度的主要因素;其中,DRI型转子对纤维的损伤较大,随着转速和混合时间增加,纤维损伤增加,残存长度减小。

转杯纺纺制竹节纱的工艺研究

在改变喂给罗拉速度纺制竹节纱的条件下 ,对转杯纺纺制竹节纱的基本工艺参数进行了理论研究 ,得到了关于粗节倍数和竹节长度的模型 ,并通过实验测试验证了理论的正确性 ,也证明了采用改变喂给罗拉速度纺制竹节纱的可行性。