平面螺旋线圈电感参数解析计算模型研究

利用无线电能传输系统无需电气连接即可实现电能传输的特性,电网监测设备可直接从电网高压侧取能.系统线圈电感参数与无线电能传输系统的传输效率、恒压增益、恒流增益、传输功率密切相关,因此对线圈的电感参数的精确建模尤为重要.首先,将平面螺旋线圈等效为具有相同匝数的等间距同心圆,然后,从磁矢势的定义出发,推导并建立了平面螺旋线圈的互感和自感的解析表达式.先后基于Aglent 4294A和Comsol Multphysics对密集绕制型和松散绕制型平面螺旋线圈的电感分别进行验证.研究表明,平面螺旋线圈的自感模型和互感模型的最大误差分别为4.12%和4.90%.因此,本文所提平面螺旋线圈电感参数解析计算模型具有较高计算准确度,同时兼顾密集绕制和松散绕制型线圈,无适用条件限制.

卷绕式铅酸蓄电池的研究发展现状

简要叙述了铅酸蓄电池发展所面临的问题,描述了卷绕式铅酸蓄电池的薄极板、紧装配结构,介绍了卷绕式铅酸蓄电池比能量高、瞬时输出功率大、自放电速率低以及可快速充电等优异性能;综述了国内外卷绕式铅酸蓄电池的发展状况及其工艺改进,并展望了卷绕式铅酸蓄电池的发展方向及其市场前景。

内置扭带管内湍流流动与传热数值模拟

为了提高内置扭带管的综合性能,开发了一种三边扭带,并对空管、普通扭带管、格栅扭带管及三边扭带管内流体流动与传热特性进行了数值模拟.以水为工质,采用RNG k-ε湍流模型,扭带扭率y=2.0,取Re=5 000~30 000,计算了扭带管内努赛尔数Nu、阻力系数f和综合性能评价因子η,与同工况下空管进行了对比.结果表明,相比于空管、普通扭带管和格栅扭带管,三边扭带管的综合性能较好,其η值比空管高出11.9%~33.2%.

于家堡火车站穹顶网壳双铰支座设计

研究目的:于家堡火车站是新建京津城际延伸线终点站,穹顶是由36根正反螺旋型网格相互编织而成的单层网壳结构。网壳网格形式特殊新颖且跨度达143 m,整个结构受力非常复杂。本文旨在根据网壳结构的整体受力特点和边界条件,确定网壳合适的支座方案。研究结论:(1)支座是网壳结构与下部支承结构连接的关键构件,支座方案的优劣直接关系到网壳边界条件假定是否成立;(2)在确定支座的反力时,既要考虑支座的转动中心与计算模型转动中心不重合引起的附加弯矩的影响,也要考虑罕遇地震工况组合下的反力;(3)穹顶的双铰支座由沿底环梁形心联合转动的底面球型钢支座和侧面球型支座组成,两个支座的中间球面板具有相同的曲率半径,其满足计算假定的边界条件,是一种新型的支座方案;(4)对双支座进行有限元分析和缩尺的加载及转动试验,结果均验证了支座各组成部件的应力和转动性能满足设计要求;(5)双铰支座方案的研究成果可供类似单层网壳结构参考。

弧齿锥齿轮齿面接触应力分析

弧齿锥齿轮工作时齿面接触应力的大小直接影响其使用寿命和安全。本文运用自主开发的弧齿锥齿轮设计分析系统建立齿轮的轮齿网格模型,将模型数据变换后导入ANSYS软件中,经过装配和结构扩展进行轮齿的接触应力分析,得到了多齿对接触情况下,齿面等效接触应力的分布及其变化规律。

水污染实时可视化系统研究

当前水环境的不断恶化已成为我国环境保护的迫切问题。随着水监测数据的日益膨胀,利用科学可视化能有效地帮助认知和分析污染水流数据中的扩散特性和结构。然而,现有的流场可视化算法,仍然无法满足基于网络传播的大数据量水流的实时表达和交互分析的应用需求。利用螺旋线尺度不变性和渐变扩散的特点,提出了一种网络环境下的新的流场分层可视化系统方案。首先快速生成突出特征信息的整体流场表达图,然后在关键信息和参数调整下,定制生成进一步的可视化结果。实验表明,系统具有高效和灵活的渐进可视化机制,可满足网络环境下的矢量流场的实时表达需求,同时结合标量场的可视化技术,满足水污染可视化的应用需求。

螺旋格栅纽带开发及其综合换热性能分析

针对燃气真空锅炉中较大直径的换热管,开发了一种新型管内插入物——螺旋格栅纽带,用于强化管内对流换热.分别建立了管内插入螺旋格栅纽带及相同结构参数普通纽带的三维几何模型,在相同工况下用FLUENT软件模拟了管内综合换热性能,根据模拟结果分析了螺旋格栅纽带强化管内对流换热的3种机理,即流通截面当量直径减小、螺旋流速度增大、离心力引发二次流等.结果表明:相同工况下,螺旋格栅纽带的对流换热系数比普通纽带减小了8.6%,同时单位长度螺旋格栅纽带的压降比普通纽带减小了32%,而综合评价因子J值大于1,表明螺旋格栅纽带具有良好的综合换热性能.

从动螺旋伞齿轮精密锻造数值仿真

对从动螺旋伞齿轮的精密锻造过程进行三维刚塑性有限元模拟,获得了齿形充填饱满的模拟齿轮锻件及其变形过程,阐述了螺旋伞齿轮精密锻造成形阶段分类和齿形充填模式.铅试件实验从齿轮外形和成形力两方面验证有限元模拟的正确性.根据相似理论,预测出从动螺旋伞齿轮冷精锻成形力50 MN左右,解释了大截面的螺旋伞齿轮难以冷精锻的原因,提出了从动螺旋伞齿轮精密塑性成形的工艺方案.

叶片造型网格扭曲的校正方法研究

叶片曲面造型中的网格扭曲严重影响其性能 ,使得叶片数控加工质量降低。本文分析了叶片造型扭曲的原因 ,提出了一种叶片造型网格扭曲的校正方法。详细论述了叶片截面线数据点离散、截面数据点参数域变换、近似弧长参数化等关键问题的解决措施 ,通过在叶片高效螺旋铣数控编程中的应用实例 ,对本方法进行了验证。结果表明 :本方法能有效地消除叶片造型中的网格扭曲现象 。

基于三角网格曲面映射的数控高速加工刀轨规划

为进一步改善数控加工曲面的表面质量,提出一种针对三角网格曲面的螺旋刀具数控加工轨迹规划方法,在充分考虑刀具轨迹的几何与动力学特性以及三角网格单元特性的基础上,有效减少了抬刀次数,保持了刀具轨迹的连续性。该方法从网格边界轮廓曲线上的刀触点开始逐层偏置,在参数域上对刀触点进行规划,并拟合成螺旋轨迹,将其逆映射到网格曲面上得到螺旋加工轨迹。与传统的截面法和环切法相比,该算法可以生成一条具有边界一致性、轨迹光滑连续的、无需多次进退刀的高质量螺旋加工轨迹。

基于Dividing Cubes的算法实现螺旋CT数据的三维重建

为了提高DividingCubes算法的绘制速度,结合螺旋CT扫描数据的特点,提出了一种改进的快速三维表面绘制方法。通过利用体元的特点和体元间的相互关系,对体元进行了特殊的处理,大大提高了三维重建的速度。

圆柱螺旋齿轮热精锻过程齿变形规律的研究

圆柱螺旋齿轮锻造成形过程中存在成形载荷大、齿形角隅部分充填不满等问题。本文利用Deform-3D软件建立了圆柱螺旋齿轮热精锻的传热-变形耦合有限元模型,通过软件的flow-net功能在选定的特征截面上绘制标记线,得到了不同成形阶段不同位置的网格变形规律。从轴向、周向、径向反映了齿形变形流动规律,利用坐标网格试验对模拟分析结果进行了验证。结果表明试验结果与模拟结果一致性较好。

锥柱面螺旋线短程线与网格缠绕成型技术

针对复合材料网格结构筋条及蒙皮缠绕成型的需求,运用微分几何方法,对柱圆锥面螺旋线短程线进行了探讨。解决了复合材料网格结构筋条及蒙皮的缠绕成型问题。结果表明圆柱和锥段螺旋线的弧长和曲率计算方法,可用于圆柱段和圆锥段复合材料网格结构成型装置的设计生产和纤维缠绕。对数螺线和阿基米德螺线的弧长和曲率计算方法,可用于锥段复合材料网格结构软模成型装置的设计生产和纤维缠绕,为复合材料网格结构自动化制造创造了条件,同时针对工程需要,对不同的网格结构选择不同的加工成型方式,可大大降低加工难度,实现低成本快速批量生产。

自主设计制造的格栅在污水场的应用

针对污水处理装置中用普通形式的平面过滤网不能满足来水水质和水量的要求进行了研究和探讨,根据装置的实际情况自行设计制造了机械格栅,通过螺旋排渣机垂直安装在机械格栅中的应用,解决了工艺所要求的过滤网的隔离能力和过流能力。

动力型铅布卷绕铅酸蓄电池的研究及制造工艺(一)

介绍了12V/10Ah电动自行车用铅布卷绕铅酸蓄电池的制造工艺及主要性能,尤其是快速充电性能及大电流放电性能。由于采用新的设计使电池有较高的循环寿命,完全满足了电动自行车对电池性能方面的要求。

卷绕式铅酸蓄电池极耳的设计及探讨

在卷绕蓄电池生产中需要极耳排列整齐,但极群卷绕过程中常常出现极耳偏斜问题,造成生产难度大,焊接困难,废品率较高。对卷绕电池极耳偏斜成因进行分析后,将原来的极耳从中间分开,中间留有合适的空间,构成新的设计结构。通过柔性整形消耗卷绕极群时极耳位置产生的偏差,达到汇流排齐整的目的。

三向网格结构无支撑施工关键技术研究

空间网格结构因其独特的建筑造型,在现代建筑中应用越来越多,随着其下方主体结构和空间网格结构越来越复杂,其结构安装技术也在不断地提升和改造。对于下部支承结构较为复杂的单层三向网格结构,常规采用临时支撑胎架进行原位分块安装或者搭设满堂脚手架高空散装的方式都存在措施量大、成本过高、安拆时间长等问题,而液压整体同步提升、顶升以及滑移等新型施工方式不仅同样存在成本和效率问题,而且还有较高的施工难度。针对上述问题,以深圳市“互联网+”未来科技城地块DY01-04街坊西区下沉广场马鞍形单层三向网格穹顶结构为例,对其无支撑施工关键技术进行研究,以实现更少的临时支撑措施量和更高的施工效率。无支撑施工指采用特定的分块方式,能充分利用上一个吊装单元作为下一个吊装单元的支撑结构,以交错搭接的方式,不设临时支撑完成结构的安装。施工的关键在于所采用的特定分块方式划分出的每一个分块均能够在吊装完成后与前一步安装结构形成稳定的结构体系,这个稳定的结构体系与一次设计成型态相比不会产生过大的位移和应力。基于施工全过程仿真分析和现场实测数据,综合考虑了施工过程的安全性、便利性及经济性,对螺旋式、单向交错式和对称交错式三种无支撑施工方式进行对比研究。结果表明,单层三向网格结构无支撑施工安全可靠,施工完成态结构应力及变形与设计一次成型态接近,结构整体应力较小,且环梁施工过程无稳定性问题,安全储备充足;无支撑螺旋式施工分段长度更短,结构应力及变形整体都优于无支撑交错式施工,无支撑对称交错式施工可显著减少单向施工过程中“跷跷板”效应带来的结构额外应力和变形,因此又优于无支撑单向交错式施工;通过在结构位移和应力模拟值较大处布置变形和应力监测点,对结构无支撑螺旋式施工过程中的变形和应力进行监测,监测结果表明:实际结构变形和应力与MIDAS模拟分析结果在发展变化趋势及数值上总体保持一致,体现了无支撑螺旋式施工方案的合理性。

核磁共振螺旋快速成像的新进展

核磁共振快速成像能在几十毫秒内获取数据，对运动器官作适时显示，并在功能成像的研究等方面具有常规成像不能替代的优点，是核磁共振成像的发展方向．螺旋快速成像对硬件的要求较低，近年来方法上的改善，已使其趋于实用．文章简要介绍了螺旋快速成像原理及网格重建算法．

基于振荡式涡流发生器的激波/边界层干扰控制方法

激波/边界层干扰(Shock Wave/Boundary Layer Interaction, SWBLI)是高超声速进气道中常见的流动现象,当其诱导边界层发生显著分离时往往会导致进气道气动性能严重下降。为此,本文提出了一种基于新型振荡式涡流发生器阵列的SWBLI控制方法,采用基于动网格技术的非定常仿真方法对该涡流发生器阵列流场进行了研究,验证了该控制方法的有效性,并研究了相关参数的影响规律。研究结果表明,振荡式涡流发生器可在超声速边界层内诱导产生振荡强度可变的涡系结构,增强了边界层流动与高速主流的掺混,同时该涡流发生器振荡过程中独特的“挤压”“抽吸”效应持续对气流进行充能,边界层内速度分布饱满程度显著增加。在控制效果方面,随着涡流发生器振荡频率增加,其对边界层低速气流充能的效果增强,对SWBLI流场的控制效果更加明显,形状因子最高可以降低28%;当激波入射在涡流发生器下游34hv时(其中hv为振荡式涡流发生器最大高度),控制效果最佳,激波诱导边界层分离区长度相比无控制时可减少25%;在涡流发生器下游x=270 mm处截取高度30 mm(z=30 mm)设置为监控面,相比于定几何涡流发生器,监控面总压恢复系数提升5%,马赫数提升2.4%。