行波管电子枪阴极组件的热计算

使用ANSYS软件对行波管电子枪阴极组件进行了热分析和结构分析,计算了阴极组件的简化模型的温度和热形变。同时将热分析结果引入行波管设计软件TWTCAD中计算热形变前后电子束的射程、注腰半径、导流系数和面积压缩比的变化,使TWTCAD的计算结果与实验值更为接近。热形变导致电子束各项指标的变化对实际行波管的设计有参考价值。

三塔斜拉桥抗震性能非线性时程分析

以正在建设的一座大跨径3塔结合梁斜拉桥为研究背景,建立空间动力有限元模型,对E1和E2水平的三向地震作用下结构地震反应进行了非线性时程分析,并研究了行波效应对结构地震反应的影响.结果表明:该桥在两阶段设防的地震反应符合相关抗震规范要求,具有较好的抗震性能;主塔地震反应中,弯矩与应力分布规律有不一致的现象;行波效应对3塔斜拉桥中塔纵向地震反应的影响很小,对边塔的影响较大,且相对一致激励为不利影响,其随视波速的增大而减小;行波效应对主塔横向地震反应影响很小.

压杆应变式压力传感器在爆炸冲击波载荷测试中的应用

在容器内实施化学爆炸时,容器内壁上冲击波载荷的确定是进行爆炸容器结构动力响应分析、安全评估和工程设计的基础。获得比较准确、可靠的爆炸容器内壁上作用载荷的时间历程及分布情况,对研究结构动力响应意义重大。文章采用压杆应变式压力传感器来测量爆炸冲击波载荷,这种传感器解决了普通传感器在高频压力脉冲下频响低且容易损坏等问题。压杆应变式压力传感器为一细长弹性杆,爆炸冲击波作用在杆的一端,在杆中激发一维弹性应力波,通过测量杆上适当位置处的应变,利用一维弹性应力波理论可以计算出作用在杆端的爆炸冲击载荷。文章根据一维弹性波理论,设计了满足所需频响、上升时间、持续作用时间等参数要求的压杆应变式压力传感器,其材料为高强度钢,采用动态应变放大器和数据采集仪组成测量系统。通过实验,获得了比较完整的容器内壁上冲击波载荷曲线,测量结果的重复性和一致性很好。经分析表明,压杆应变式压力传感器能准确地测得容器内壁上冲击波荷载的幅值和比较完整的曲线,对爆炸冲击波载荷测试来说,是一种比较准确可靠的传感器。

地震行波作用下山脊震裂现象的物理机制探讨

地震作用下的场地反应及其破坏机理一直是地震学和地震工程学的研究热点,汶川大地震发生后高海拔山区产生的独特地质灾害现象已经超出了我们传统理论范围。针对汶川地震极震区和强震区普遍发生的山体"溃崩"及上部"震裂"现象,运用波动理论进行理论推导,在线弹性假设下将行波应力方程在临空面的反射和入射波叠加,推导出总应力表达式在距坡顶λ/4处会出现应力放大一倍的结论,为高烈度地震山区中出现的"溃崩"、"震裂"现象提供一种理论解释。同时结合汶川地震极震区监测台站记录和现场面波测试结果,根据本文理论对汶川地震中山体"溃崩"、"震裂"的具体范围进行预测,该理论结果可为高烈度地震山区公路、铁路的选线提供建议。

地下管线三向地震动一致激励与非一致激励数值分析

基于某工业地下管道建立有限元模型,考虑管土相互作用和行波效应,综合分析在三向地震动一致激励与非一致激励下的管道动力响应结果,并且简单分析部分相关因素对管道动力响应结果的影响。结论如下:对于地下管道来说,非一致激励与一致激励作用下的位移响应曲线在峰值和形状方面存在较为明显的不同,具体表现为:非一致作用水平向位移远大于一致作用,而竖直向位移稍大于一致作用;对于应力响应,不管一致还是非一致激励,同一截面各处的应力响应有明显不同,并且总体来说非一致作用下较大;位于管道走向变化段、土层变化处和管道弯曲段的截面的位移响应峰值和应力响应一般会产生突变,说明这些因素对管道的动力响应具有较为明显的影响。

基于相关峰值插值法的超声应力测量

提高超声应力测量精度的关键在于准确测量超声波在构件中的传播时间。通过分析超声应力测量的原理,揭示了超声波传播时间与构件应力的关系。为了提高测量结果的抵御噪声的能力,对接收的超声信号采用相关运算法测量其传播时间,并提出改进的算法,避免了由探头参数差异导致的误差。此外,为获得更加准确的传播时间,对相关函数序列在峰值附近做抛物线插值。试验结果显示,采用改进的相关运算方法能够提高传播时间的测量精度,测量值具有良好的线性度,对提高超声应力测量精度具有实际意义。

弧齿锥齿轮参数调节状态下行波共振特性及其影响规律研究

针对某型航空发动机中央传动锥齿轮在实际使用中因行波共振造成的从动轮断裂失效问题,采用仿真分析与试验验证相结合的方法,研究弧齿锥齿轮参数调节状态下的行波共振特性及其影响规律。基于有限元方法对齿轮进行模态分析,讨论辐板厚度和工作温度对齿轮行波共振特性的影响;基于Hertz接触理论对啮合齿轮进行瞬态动力学分析,重点讨论行波共振状态下负载功率、工作温度及阻尼系数对齿轮应力分布的影响。仿真与试验对比结果表明:模态计算和动力学分析的仿真结果误差均在合理范围内。在满足齿轮设计有关要求前提下,调整辐板厚度可避开共振转速或共振频率。在振动应力分布的共振参数敏感性方面:当齿轮在三四节径行波共振状态下工作时,齿根处应力值最大,辐板正面应力值最小;随着齿轮负载功率、工作温度和阻尼系数变化,从动轮辐板正面应力变化较小,辐板背面和齿根处变化较大。在该齿轮改进和优化设计中,需重点针对三四节径行波共振进行处理。

高速锥齿轮行波共振的应力间接测量方法研究

为了有效解决高速锥齿轮节径型行波共振问题,避免其发生开裂与失效等故障,研究高速锥齿轮行波共振的应力间接测量方法。分析高速锥齿轮行波共振原理,建立锥齿轮3D运算模型,设计结合了声波导管与电阻应变计两种方式的应力间接测量方案,实现对高速锥齿轮行波共振的应力间接测量。研究结果表明,当锥齿轮处于三、四节径行波共振模式时,应力集中于齿根弯曲处与辐板处,且辐板正面应力低于背面,四节径行波共振应力高于三节径;当锥齿轮上各测量点的峰值振动响应均出现在三节径前行波、五节径后行波以及四节径前、后行波振动模式下时,最高分频动态应力可达到116MPa,出现在测量点1与测量点4的五节径后行波位置;该方法可有效测量出锥齿轮行波共振下的转速、动频及动态应力,测量结果误差波动范围小,可满足高速锥齿轮行波共振的测量需求。

计及行波折反射的柔性直流电网故障限流器参数优化

行波的折反射过程对故障暂态响应有重要影响,目前对故障限流器(FaultCurrentLimiter,FCL)参数优化配置时,均未考虑故障行波折反射过程对FCL参数选取的影响。因此,提出了一种计及行波折反射的故障暂态响应时域分析方法,并用此方法对混合阻感并联型FCL进行了参数优化。首先,建立换流器故障等效模型,对比不同限流阻抗类型的FCL对故障电流的抑制能力。其次,推导了故障行波的频域和时域表达式,根据彼得逊法则建立各个时序的等效模型从而准确求得故障电流。并以故障电流和FCL两端的电压应力为优化目标,利用粒子群算法对FCL参数进行优化配置,得到限流阻抗最优匹配值。最后,通过在PSCAD/EMTDC仿真软件中搭建三端直流电网模型进行仿真对比。仿真结果验证了计及行波折反射的故障电流计算方法以及优化模型的准确性。

航空高速锥齿轮行波共振的噪声与动应力测试研究

为了获取涡轴发动机附件传动齿轮工作状态下的振动特性,采用声波导管的噪声测量方法和应用电阻应变计测量齿轮动应力的技术,得到了齿轮行波共振转速和频率以及全转速范围的动应力数据。试验结果表明:声波导管的噪声测量方法能够准确测量齿轮的行波共振转速及频率,行波共振时电阻应变计能够准确测量出齿轮动频;被测锥齿轮在运行转速范围内存在多个节径行波共振,最大分频动应力在五节径后行波处,幅值约为115MPa。

展向行波电磁力控制下的槽道湍流雷诺应力

为研究槽道湍流的电磁力减阻控制问题,采用直接数值模拟(DNS)方法对槽道湍流的展向行波电磁力控制问题进行数值研究.讨论了由展向行波诱导的诱导流场对槽道湍流流场的调制过程,分析了控制前后雷诺应力离散点分布、平均雷诺应力分布以及雷诺应力波谱分布的规律.研究表明,在合适参数条件控制下,展向行波电磁力的控制不仅使近壁条带结构基本消失,形成加宽的低速条带,而且能使控制后的流场中涡结构几乎消失,而仅剩下由展向行波电磁力诱导产生的带状负涡结构,同时展向行波电磁力在一定程度上抑制了湍流的脉动,减小了雷诺应力,最终使壁面阻力下降.

无碴轨列车引起的竖向振动在土体中的传播研究

城市轨道交通和高速铁路的发展,加剧了列车运行引起的环境振动。该文对CRTSI型板式无碴轨列车运行引起的竖向振动进行了研究,基于有限元模型分析了竖向振动在土体中传播规律。竖向振动的频率集中在10～120Hz之间,它和主频、振级都随着距离振源距离的增大不断减小,并且随振动的不断传播,高频成分迅速衰减;竖向加速度峰值随着深度的增加有减小的趋势,加速度峰值衰减的幅度在距离轨道较近时更加明显。

大跨弦支穹顶结构非一致地震响应研究

对椭圆形弦支穹顶屋盖结构的动力特性和地震响应进行了有限元分析.分析中考虑了预应力大变形作用以及不同预应力水平的影响.通过结构前60阶自振频率和模态振型的对比分析,发现该弦支穹顶结构模态频率分布相当密集,以中间张弦穹顶的竖向自由振动模态为主.结构的地震响应计算结果表明,在多维多点非一致地震激励下,该弦支穹顶结构的位移响应以及环索、撑杆等重要构件的内力响应随着地震波波速的增大而减小,并逐步接近其一致地震激励下的动力响应.

索结构损伤的行波识别法

为准确评价工作状态下索的健康状况,分析了索受扰动后的行波响应,提出了行波损伤识别法。该方法通过测量索上一点的响应,确定索损伤段行波相速度的变化以及行波在损伤界面处的反射、透射系数,并据此得到索的损伤位置、损伤程度和损伤段长度。给出了以行波法识别索结构损伤的仿真算例,并与模态参数法进行了对比分析。结果表明,行波法识别结果与实际情况一致,适合于索结构损伤识别。