基于优化奇偶重构法的光伏阵列自适应重构技术设计

对于光伏阵列而言,阴影遮挡和阵列损坏会导致其输出功率降低。为了提升光伏阵列的输出功率,提出了一种优化的奇偶重构方法(Optimized Odd Even Configuration,OOEC),纠正了奇偶重构法(Odd Even Configuration,OEC)在局部阴影超过4列时,重构效果差的缺点。所提出的方法将光伏阵列分为自由重构模块和固定重构模块,根据不同的阴影情况调整连接方式,确定最佳的连接关系,并与Arrow So Du ku,Zig-zag,OEC三种方法进行仿真实验对比,仿真结果表明,经过OOEC重构后的光伏阵列输出功率明显提高,光伏阵列的PU输出特性曲线更加趋向于单峰,并且从失配损耗,功率提升百分比,性能比,均衡指数上看来,OOEC有着更好的性能。

基于MATLAB的双闭环直流调速系统的设计与仿真

基于Matlab对双闭环直流调速系统进行了设计与实现,介绍了双闭环直流调速系统的原理及结构,通过实例对双闭环直流调速系统进行设计合适的控制策略,并使用Matlab进行仿真、建模和分析,其中转速调节器和电流调节器均采用带有限幅作用的PI调节器,然后通过实验的方法来验证所设计的双闭环直流调速系统的合理性和准确性.实验结果表明,基于Matlab的双闭环直流调速系统具有一定的抗负载扰动的能力,通过仿真实验的方法验证,所设计的双闭环直流调速系统能实现无静差调速.

白车身有限元分析及轻量化设计

基于HyperMesh的某款车型简化后的白车身有限元分析及其轻量化,以减少车身质量且不影响车身刚度。建完计算机辅助工程(CAE)模型后,设定边界条件计算得出静态刚度和模态云图,通过灵敏度筛选板件进行尺寸优化,对比前后质量以及刚度变化情况。研究结果得出质量减少17.35 kg,减重比例约为4.3%,且车身刚度变化在符合范围之内,达到轻量化目的。

无模组动力电池包振动特性研究

为探讨某车用无模组动力电池包的振动特性,建立了不同电芯尺寸和电芯布置的两种电池包有限元模型;基于所构建的电池包有限元模型,在3种极限工况下,对两种电池包进行静力学分析与模态分析;基于分析结果对电池包进行改进设计。研究表明,动力电池包中的电芯尺寸及电芯布置方式对电池包的振动特性具有显著影响;电池包1.0的上盖刚度不足,其最大应力和上盖最大变形量都较大,1阶约束模态固有频率低于平整路面的最大激振频率,易导致动力电池包共振;动力电池包2.0具有较好的静力学特性,且其1阶固有频率高于平整路面的最大激振频率,可避免路面激励导致的电池包共振;上盖改进后动力电池包1.0的静力学特性和振动特性均能满足要求;增加电池包的约束范围可以提高其1阶固有频率。

空间自由曲面砌体拱壳的结构设计与试验研究

目前我国在薄壳砌体结构设计方面并无相应的指导标准,薄壳砌体结构的相关案例也较少,设计时无相应参考。重庆市黄桷坪涂鸦街美术廊为一个自由曲面壳体结构,为满足视觉要求,采用砖砌拱壳结构形式,为目前国内跨度最大的自由曲面无筋砌体拱壳结构,壳体采用多孔陶土砖和高延性混凝土砌筑。采用数值分析、材料试验、足尺荷载试验的方法,从结构的形态确立、材料试验、砌筑方式、静力分析、稳定性分析和足尺荷载试验等方面,全面介绍了项目中的关键问题。结果表明,本工程采用无筋砖砌拱壳结构是可行的,为后续类似工程提供了案例参考和设计思路。

兼顾静动荷载的结构拓扑优化方法

为避免考虑瞬态动力性能时拓扑优化的高计算成本,满足工程快速设计的需求,获得主要静动荷载作用下的合理结构形态,本文提出了一种低计算成本的兼顾静动荷载的结构拓扑优化方法。施加的动荷载是地震等效荷载,用振型分解法和抗震规范中的反应谱曲线确定;通过结构形态、动力特性和地震等效静载的相互反馈和作用实现了考虑结构动力特性的拓扑优化;此外,还提出方法的自动进化策略。算例表明,方法可有效实现兼顾静动性能的拓扑优化。

无环流四象限双输入双Buck航空静止变流器

航空静止变流器(ASI)是机载电源系统的关键部分,为进一步提升ASI的工作效率和可靠性,在双输入双Buck逆变技术基础上提出一种高效高可靠性无环流ASI拓扑。该拓扑不仅能够四象限运行和部分功率单级传输,而且实现了所有工作模态下桥臂无环流运行。分析了拓扑的四象限运行工作模态、拓扑的等效数学模型等,研究了基于单极性层叠式双载波调制的无环流ASI主功率管的驱动方式。优化了调节器参数,拓展了变流器闭环控制系统的稳定裕度。开展了该拓扑与全桥逆变等拓扑的开关损耗、工作效率等方面的实验研究。结果表明:该拓扑及其控制方法正确可行,部分功率实现了单级传输,工作效率高,并且具有无桥臂直通风险、无需体二极管续流等优点,为高效高可靠性航空静止变流技术奠定了基础。

一种高性能静态医用计算机断层成像装置

传统医用螺旋CT利用滑环旋转射线源和探测器采集全角度数据。由于受离心加速度及高压绝缘材料的应力等因素限制,其转速已接近物理极限,且高速旋转会导致机架结构不稳定,带来安全隐患,影响成像质量。为解决以上问题,本研究提出一种静态CT系统,采用高速脉冲切换的分布式射线源,无需任何物理运动即可采集全角度投影数据。该系统设计包括成像、结构和控制三部分。通过扫描20 cm水模、体模Catphan500和人体体模、生物组织验证系统性能和成像稳定性。结果显示,静态CT扫描系统在10 ms内,在体模测试中获取的图像可达到验收标准,其中,空间分辨率的测试结果高于正常指标3倍;在人体组织扫描测试中图像质量的合格率大于98%。该静态CT系统各项图像性能指标良好,可满足临床需求。

瞬态激励法动态测试重组竹弹性模量、剪切模量和泊松比

重组竹是一种竹质新材料,其是以竹束为构成单元,经干燥与施胶后于模具中胶合而成的一种型材,完全弥补了原生竹材的结构缺陷。重组竹拥有良好的力学性能、优良的质感以及较高的美学价值,且其本身为绿色环保、可持续供给的生物质材料,因此作为建筑材料的潜力极强。弹性常数是衡量重组竹作为建筑材料的力学性能重要指标,为了快速、简便、无损、准确地检测重组竹材料的弹性常数,分别采用自由板和悬臂板瞬态激励法动态测试了重组竹试件的弹性模量E、剪切模量G和泊松比μ,利用静态四点弯曲法试验验证了重组竹动态弹性模量、剪切模量和泊松比的准确性和可靠性,并对重组竹整板质量等级、均质性和尺寸效应等进行了机理分析与评价。结果表明,重组竹的动态弹性模量、剪切模量和泊松比均值分别为11797 MPa,1579 MPa和0.311,符合GB/T 40247—2021《重组竹》中结构用重组竹的要求。重组竹为各向异性材料,动、静态法测得的重组竹试件弹性常数一致,且本动态测试法相较于其他传统方法具有快捷、便利、重复性好和精度高等优势。

无索区长度对多塔斜拉桥力学行为的影响研究

为探讨多塔斜拉桥无索区长度对受力特性的影响,以某多塔斜拉桥为基础,通过改变单一参数的方法,分析了无索区的长度和内力、位移、桥塔位移等指标之间的关系。结果表明在跨中无索区的长度比例为0.14~0.22,塔根无索段的长度之比在0.15~0.19范围内,结构受力较为理想。

心脏移植的发展现状和新挑战

心脏移植是终末期心力衰竭患者的首选治疗。供者不足一直以来都是限制心脏移植数量增长的主要问题,随着新技术的不断更新和引入,供者池被不断扩大,比如使用年龄较大的供者、丙型肝炎病毒感染的供者、毒品过量致死的供者或心脏死亡器官捐献(DCD)供者的心脏等。与此同时,高龄、多器官功能不全、机械循环支持及人类白细胞抗原抗体致敏受者的比例近几年明显增加。供者数量的不足、受者状况的复杂化、免疫抑制治疗的个体化管理和远期移植物血管病的防治等都是心脏移植领域面临的挑战。本文通过概述现今全球在扩大供者库、提高受者质量、加强排斥反应的诊治和心脏移植物血管病变的预防等方面的新进展,以期有助于改善在等待或已经接受心脏移植的终末期心力衰竭患者的生存时间和生活质量。

基于PR控制的光伏并网电流优化控制

针对单相H6拓扑光伏并网逆变器在采用传统比例积分(PI)控制器跟踪正弦电流指令时会产生稳态误差和抗干扰能力差等问题,提出了一种基于比例谐振(PR)控制的H6拓扑单相光伏并网逆变器的总体控制策略。在介绍PR控制器原理的基础上,详细分析了其控制参数对系统性能的影响,并给出了PR控制应用于H6光伏逆变系统的工程设计方法。搭建了单相H6拓扑光伏并网逆变系统的仿真及实验平台,对理论分析结果进行了验证。结果表明PR控制器应用在单相H6拓扑光伏并网逆变控制系统中能够实现对并网电流的无静差控制,消除了PI控制所产生的相位误差,并且具有良好的并网波形质量。

球床式高温气冷堆示范工程球形燃料元件的研制

为满足球床式高温气冷堆(HTR-PM)示范工程对球形燃料元件大批量生产、单球高铀含量和低破损率的要求,必须对10MW高温气冷堆时期的球形燃料元件生产工艺进行改进和优化。通过对基体石墨粉、穿衣、压制、车削和热处理等关键设备及相关工艺进行重新设计和优化,建立了规模化的球形燃料元件生产工艺。采用该工艺生产的球形燃料元件,冷态性能如压碎强度、热导、磨损和腐蚀等均满足HTR-PM的技术指标,特别是球形燃料元件的平均自由铀含量与HTR-PM球形燃料元件的自由铀含量指标(6.0×10-5)相差近1个数量级。采用优化后的规模化生产工艺,成功地研制出符合HTR-PM技术要求的球形燃料元件。

基于逐层/实体元方法的金字塔型点阵夹芯结构静力和自由振动分析

基于逐层/实体元方法(Layerwise/Solid-Element,LW/SE),研究金字塔型点阵夹芯结构在不同边界条件下的静力与自由振动问题。首先,利用逐层理论和三维实体有限元法分别建立面板和芯体的控制方程,然后根据面板和芯体连接区域的位移协调和内力平衡条件,将面板和芯体的控制方程耦合为总体控制方程,得到点阵夹芯结构的平衡方程和自由振动方程。通过与三维弹性解对比,验证逐层/实体元方法在金字塔型点阵夹芯结构静力和自由振动分析问题上的正确性,并研究面板厚度对位移最大值和固有频率的影响规律。

缆索吊装主索系统的受力分析算法与工作性能

针对已有计算方法的不足,提出了一种大跨度缆索吊装主索系统受力分析的较精确有限元算法。该法应用小应变弹性悬链线单元、CR(随转坐标系)列式法梁单元,考虑主索(即承重索)在索鞍处的切点变化和索鞍的自由转动,用几何非线性有限元方法,得到了跑车及吊重顺桥向移动过程中主索的几何参数、内力及其变化规律,用迭代方法得到缆索吊装主索系统的架设参数。结果表明:①大跨度缆索吊装主索系统最不利工况均发生在跑车及吊重这一移动荷载处于主索跨中70%的跨径的区段内,此时,牵引索和起重索对主索的结构作用很小,可以假设牵引索和起重索对主索的结构作用为0;②主索索鞍转动对主索系统的受力分析结果和架设参数计算结果的影响不可忽略。南宁永和大桥缆索吊装主索系统试吊试验过程分析结果及其与实测数据对比表明,该法具有较高的精度。

基于PI与准PR联合控制的光伏并网电流优化

针对光伏并网逆变器在采用传统比例积分(PI)控制器时不能实现无静差跟踪和并网电流逆变器直流分量注入问题,提出PI与准PR联合控制的光伏并网电流优化策略。在介绍了PI与准PR联合控制的原理的基础上,详细分析了准PR控制的原理和算法实现。准PR控制能够实现无静差跟踪,PI与准PR联合控制实现了直流的抑制。采用Matlab/Simulink进行仿真研究,结果表明能够对并网电流的无静差控制,消除了单一PI控制所产生的相位误差,抑制了直流分量,并且具有良好的并网波形质量。

云台山景区危岩体稳定性分析

通过对研究区地质环境条件和危岩体的特征分析,提出了研究区危岩体的两种成因模式,并根据岩石力学实验结果,运用静力解析法对于景区内的危岩体进行了定量判定。结果表明:在自然条件下,除个别稳定性较差外大部分危岩体稳定性较好;在暴雨和地震条件下,大多数危岩体的稳定性都较差。研究区内分布大量后缘无陡倾裂隙型危岩体,对它们详细研究表明,当砂岩危岩体在临空面上覆岩体厚度超过5 m、灰岩危岩体临空面上覆岩体厚度超过3 m时,其稳定性变得较差。研究结果为景区安全治理措施提供了依据。

高压空气环境钨极氩弧焊接电弧静特性

针对高压空气环境的特殊性,研制了高压焊接试验舱和钨极氩弧自动焊机。在0.1～0.7MPa空气环境中,考察了电弧静特性,并提出了电弧电压与空气环境压力、电弧长度、焊接电流三者之间的数学模型。根据电弧静特性及其数学模型,设定钨极氩弧自动焊机及其焊接电源主要参数,在0.1～0.7MPa空气环境中,进行了典型位置16Mn钢板的焊接,采用自由成型工艺形成的全部接头,符合美国焊接学会AWSD3.6M:1999中A类接头的要求。

功能梯度材料矩形板的三维静动态响应分析

基于线弹性理论的基本方程,选用3个位移分量和3个应力分量作为状态变量,利用状态空间法建立了功能梯度矩形板的三维状态方程.考虑四边简支的边界条件,采用打靶法数值求解了材料常数沿板厚按幂率变化的弯曲问题和自由振动问题,为求解功能梯度材料三维弹性响应提供了一种方法.并且给出了功能梯度材料三维矩形板的静动态响应受组分材料分布以及板厚长比变化的影响规律.

高压空气环境钨极氩弧行为和焊接技术的研究

针对高压空气环境的特殊性，研制了高压焊接试验舱和钨极氩弧自动焊机。在0．1-0．7MPa空气环境中，利用高速摄像、研究电弧形态的变化，测定电弧静特性曲线。适应海底管道维修全位置焊接的需要，在0．1-0．7MPa空气压力下，研究典型位置16Mn钢板的自由成形，形成的接头符合美国焊接学会AWSD3．6M：1999中A类接头的要求。