齿调制作用下转子开槽对永磁电机电磁振动影响

为了研究齿调制作用下转子表面开槽对永磁同步电机电磁振动的影响,以小功率分数槽集中绕组(FSCW)内置永磁同步电机(IPMSM)为研究对象,通过麦克斯韦应力张量法推导径向电磁力波的频率及空间阶数特征。分析齿调制作用在FSCW-IPMSM中将空间高阶电磁力波调制为低阶电磁力波的过程,并给出转子表面开槽在齿调制作用影响下与电磁振动间的联系。研究表明,转子表面开槽结构的改变会使各次谐波磁场发生变化,进而改变以极数阶电磁力波为代表的高阶电磁力波的幅值。在齿调制作用下,这些高阶电磁力波会被调制为幅值较高的低阶电磁力波,并引起不同幅度的低阶振动。然后建立C型、V型两种不同转子表面开槽结构的10极12槽FSCW-IPMSM电磁及结构有限元分析模型并进行仿真分析。结果表明,极数阶即10阶电磁力波会被调制为2阶并引起2阶振动,且两种不同开槽结构间的电磁振动存在着高达22.1%的差异。最后,在一台10极12槽样机上进行振动实验,验证理论与仿真分析结果。

温度影响下的开槽盘式磁力耦合器调速特性

针对温度影响下盘式磁力耦合器调速问题,以一台6对极16槽的开槽盘式磁力耦合器为研究对象,基于矢量磁位法,结合修正三维端部效应的卡特系数并考虑温度对永磁体剩磁的影响,依据磁力耦合器轴向介质不同与导体盘轭铁和铜导体交替排列的结构,推导出其整体的电磁转矩公式。再分别建立恒转矩负载、二次方率负载和恒功率负载工况下的调速关系解析模型。通过有限元模拟分析,确定了不同温度、不同气隙下的开槽盘式磁力耦合器在3种不同负载工况下的调速范围与调速特性。最后,搭建试验平台进行调速性能试验,将不同负载工况下磁力耦合器电磁转矩与输出转速的理论、仿真、实验值三者进行对比,结果表明理论模型有较高的准确性,为开槽型磁力耦合器在调速系统中的智能调控提供了理论依据。

双向受力的开槽混凝土叠合板力学性能试验研究

为了解决双向受力的叠合板拼缝处外伸的胡子筋容易与其他部件产生冲突从而影响施工的问题,采用了一种双向受力的开槽混凝土叠合板,在板件拼缝位置预留槽口,并在槽口处放置附加钢筋进行预制板之间的连接,共设置了3个试件对其力学性能进行试验研究.试验结果表明,双向受力的开槽混凝土叠合板与现浇混凝土板的承载力、刚度比分别达到0.99和1.08,延性系数达到9.59,且二者破坏形态一致,增加槽口数量对试件弹性刚度、开裂荷载、极限承载力的影响有限,但是可以提升叠合板的延性.双向受力的开槽混凝土叠合板可以实现拼缝处的有效传力,具有与现浇混凝土板一致的力学性能,在应用于实际工程时,可以提高施工效率、降低钢筋用量、提升经济效益,具有广阔的应用前景.

开槽机器人履带支撑架有限元分析及优化

履带支撑架作为开槽机器人履带底盘的重要支撑构件,其性能的好坏直接决定了开槽机器人的使用寿命。为进一步提高履带支撑架的结构可靠性并避免履带支撑架在使用中产生共振现象,文中基于有限元分析软件Ansys Workbench对履带支撑架进行有限元分析,通过静力学分析得出履带支撑架的变形及应力情况并针对履带支撑架的不足之处提出改进方案,改善了履带支撑架的应力分布情况,使其结构更加合理。然后对改进后履带支撑架进行模态分析,得出前10阶的固有频率与最大位移,反映出履带支撑架在不同频率下的动态特性。经过对履带支撑架的有限元分析,可以得出其结构的合理性,并为履带支撑架的机构设计与使用情况提供理论参考。

开槽螺母-螺栓连接副拧紧特性研究

由于飞机飞行过程持续遭受振动载荷,设计中广泛采用具有自锁功能的开槽螺母-螺栓连接副以防螺栓的松动和夹紧力损失。研究开槽螺母-螺栓连接副的拧紧特性,对保证连接结构的力学性能、安全性和可靠性具有重要意义。对开槽螺母拧紧工艺开展了理论分析,修正了其夹紧力-拧紧力矩关系公式。试验研究了开槽螺母型号、被连接件材料、润滑条件以及重复拧紧次数等条件对拧紧特性的影响。研究结果表明,NASM14144开槽螺母相较于高度较低的NASM14145开槽螺母,预置力矩提升了125.9%,而扭矩系数稍有降低;饱和润滑方式能有效降低扭矩系数及其波动性,螺母-连接板贴合面润滑的效果次之;重复拧紧过程使得NASM14144螺母的预置力矩降低、扭矩系数明显升高,而NASM14145螺母的拧紧特性并未显著改变。

基于4H-SiC的开槽四梁式压阻式加速度计设计及仿真研究

基于4H-SiC设计了一种开槽四梁式的压阻式加速度计,通过分析开槽位置、开槽大小对传感器灵敏度及固有频率的影响确定了开槽的相关参数,并对该结构采用有限元方法进行了热-力耦合仿真,确定了该结构在不同温度场下施加不同载荷时的理论电压输出。研究结果表明:该结构相较于传统双端四梁结构输出灵敏度提升51.4%,固有频率仅下降14.2%,在ANSYS 600℃的稳态温度场环境下,传感器输入载荷与输出电压成线性关系,理论满量程输出为39.71 mV。

开槽砂轮磨削硅棒时的有限元模拟及磨削实验

端面砂轮磨削硅棒时,砂轮高速旋转并在硅棒表面形成一定压力的空气附面层,阻碍了磨削液进入磨削区参与有效冷却,为此设计了一种在磨料环内侧沿半径方向开设非贯通槽的新型砂轮结构,对该结构下的磨削情况进行有限元模拟,分析气液两相流流场分布,并开展磨削实验,多方面评估开槽砂轮的磨削性能。实验结果表明,开槽砂轮磨削后的硅棒表面粗糙度平均值为0.095μm,比未开槽砂轮约低10%;磨削过程中最大电流平均值为9.5A,降低约21%;修刀间隔平均值为18700mm,提高约38%;开槽砂轮表面清洁且无明显的发黑现象。研究结果表明:开槽砂轮在一定程度上可以削弱气障层,增加磨削区磨削液的体积分布,改善磨削区的清洗和冷却效果,提高砂轮的自锐性和锋利性,从而提高磨削质量和磨削效率。

载荷分布规律对开槽压气机叶型气动性能的影响

航空压气机叶片通道内流动呈强逆压梯度,为了减小流动损失、扩大稳定工作范围,针对压气机静子叶型提出一种新型开槽叶片,槽道由叶片前缘进气吸力面出气,使用来流速度冲量有效抑制吸力面附面层的发展。采用计算机数值模拟方法,研究不同吸力面峰值等熵马赫数位置的可控扩散叶型开槽对叶栅气动性能的影响。研究结果表明:在设计工况下,开槽可有效抑制吸力面附面层发展,降低叶栅损失,增加气流转角;吸力面峰值等熵马赫数位置越向尾缘,在整个进气角范围内,开槽降低损失程度越大,并且由于攻角越大吸力面附面层越厚,开槽降低损失程度越大。

壳体开槽对诱导轮空化性能影响的数值分析

为了提高诱导轮的空化性能,建立了壳体开槽诱导轮模型,采用数值计算方法对比了基准结构诱导轮和壳体开槽诱导轮的空化流动特性,通过分析不同空化数下叶片吸力面压力分布、诱导轮内部空化区的分布状态及扬程系数的变化,揭示了壳体开槽提高诱导轮空化性能的详细机理。结果表明:壳体开槽改变了叶尖泄漏流的发展方向,在叶尖附近形成大尺度涡流,减小了压力面和吸力面之间的压力梯度,改善了诱导轮内部的压力分布。壳体开槽诱导轮的初生空化数小于基准结构诱导轮,对空化的产生有抑制作用;随着空化数从0.37减小到0.086,空化区域不断扩大,扬程系数几乎保持不变。相同空化数下,壳体开槽诱导轮的扬程系数略低于基准结构,但空化区明显较小,对空化的发展有一定的抑制作用。随着空化数的进一步减小,当空化数达到某个值附近,扬程系数先略微上升后再陡降直至发生空化断裂,壳体开槽诱导轮的临界空化数更小;从空化初生至空化断裂,壳体开槽诱导轮较基准结构诱导轮空化性能均有所提升。

开槽型密拼叠合楼板的生产与应用关键技术

本文结合实际项目介绍了预制开槽型密拼叠合板的节点构造、生产工艺流程和生产关键技术研究。结果表明:采用开槽型密拼叠合板减少了设计工作量,不需考虑叠合板出筋与梁柱的钢筋避让,施工效率提高,从而提升了装配式建筑的建造质量和建造效率,有助于装配式建筑在相关领域的发展和进步。

泡沫芯材开槽打孔方式对风电叶片轻量化的影响

风电叶片的大型化对叶片质量及成本提出更高的要求,在保证叶片质量的同时降低叶片重量,成为近年来叶片行业降本增效的重要方向。对腹板平板及壳体轮廓板泡沫芯材采用不同的开槽打孔方式,并对其灌注固化后吸胶量、密度及剪切性能进行计算测试。研究发现,增大十字开槽、打孔的间距及采用一字开槽、打孔方式可有效降低芯材吸胶量及密度,G13方向芯材剪切性能均满足要求,G23方向一字槽轮廓板剪切性能较弱;腹板平板主要受到点阵增强柱的影响,40 mm×40 mm双面十字浅槽及打孔试样吸胶后密度最低,减重最多,壳体轮廓板受到点阵增强及板格结构的交互作用,40 mm×40 mm十字深槽间距、20 mm×20 mm孔间距试样剪切性能符合要求,减重效果较好。

200 kA电解系列预焙阳极开槽工业试验

某企业根据生产运行情况采用高质量的阳极进行开槽工业试验,试验实施后电解槽运行向好,阳极运行过程中保持了形状稳定,残极形状规则,炭渣量降低2 kg/t·Al;主要经济技术指标改善,电解槽平均电压降低7 mV,电流效率提升0.11%,直流电耗降低40 kWh/t·Al。

立井井壁可缩层开槽定向爆破技术研究与应用

陈四楼煤矿主井采用双层钢筋混凝土复合井壁结构,井筒穿过厚度368 m的冲积层,由于表土段井壁发生破裂,对井筒的安全使用产生重大安全隐患,采用改造井壁法进行修复治理,释放井壁中积蓄的能量,能够很好地达到防治井壁破裂灾害目的。然而在井筒井壁开槽期间,存在井壁突水涌砂风险,井壁开槽是井筒修复的难点。该文以陈四楼煤矿主井修复为例,采用“定向爆破+人工破除”的井壁开槽施工方案,通过爆破区域划分、优化爆破参数及作业顺序,减小爆破对外层井壁及开槽部位上下内层井壁的影响,达到保留井壁完好率与稳定性、开槽边界完整性的效果。

ALC条板管线一体化免开槽施工技术的研究

ALC条板内隔墙机电管线较多,传统施工基本采用“先墙体后开槽”的施工工艺,传统工艺具有工序多、工期长,开槽配管不但影响墙体结构的稳定性,且易产生大量建筑垃圾,造成人工、材料损耗较大,线管封堵不易密实,穿线时容易将抹灰层拉松动或开裂,交付后投诉、维修较多等缺陷。本文研究了一种管线一体化ALC条板施工技术,此技术包含基于BIM的管线一体化ALC条板排版技术、基于BIM的管线一体化ALC条板深化技术和管线一体化ALC条板定尺加工及施工技术,通过对以上三项技术组合应用,有效解决了传统工艺的诸多缺陷,提升了工程质量,降低了施工成本,节省了施工工期,同时减少了建筑垃圾的产生,实现了绿色建造,获得了良好的社会效益和经济效益,为同类及类似工程建设提供了参考。

基于定转子齿开槽的开关磁阻电机振动噪声抑制

振动噪声的抑制是近年来开关磁阻电机研究的热门领域。根据麦克斯韦张量法理论分析了径向磁拉力减小的原理,通过在定子齿顶、转子齿两侧同时开矩形槽,增大了定转子间气隙长度的同时又将一部分沿径向方向的磁通密度改变为切向方向,减小了径向磁拉力,达到抑制电磁振动的目的。利用参数化扫描的方法,对开关磁阻电机的开槽参数进行了优化,得出开槽尺寸,并对比分析开槽前后电机的径向磁拉力。运用Ansys Workbench模块分别对定转子齿开槽前后的电机定子进行模态、谐响应以及噪声分析,得到其模态固有频率、模态参与因子、振动响应频率以及声压频谱。分析结果表明:该方法有效减小了开关磁阻电机的径向磁拉力,改善了开关磁阻电机的振动和噪声。

换热器管板胀接接头开槽结构的模拟与试验研究

为增强换热器管板胀接接头在常温下的抗拉强度,通过有限元分析和试验验证,开发一种具有阶梯型开槽结构的管板接头。建立不开槽、标准开槽和阶梯开槽的三种胀接接头的理论分析模型,利用弹塑性理论进行胀接过程和接头拉脱过程的有限元模拟,探究不同开槽形式的胀接接头处的拉脱破坏形式,并且对三种胀接接头开展常温下的拉脱试验,得出不同开槽形式的胀接接头的拉脱力。结果表明:开槽结构的胀接接头的拉脱力明显高于不开槽结构的胀接接头,并且阶梯槽胀接接头的拉脱力最大。阶梯槽胀接接头在拉脱过程中会出现“驼峰形”的陡坡,拉脱难度更大。胀接接头在开槽位置形成多条较宽的高应力残存环带,这些高应力残存环带是保证开槽接头密封性和抗拉脱力的关键因素。

开槽盘式磁力耦合器径向不对中时传动性能分析

为了研究开槽盘式磁力耦合器径向不对中时的传动性能,以等效磁荷理论为基础,将运动中切割磁力线产生磁场的铜导体涡流区域等效成永磁体,结合库伦定律,建立开槽盘式磁力耦合器径向不对中时的输出转矩计算模型;通过有限元软件对开槽盘式磁力耦合器径向不对中时的磁感应强度、铜层功率损耗、输出转矩进行有限元分析,确定了耦合器径向不对中量所允许的最大值。研究结果表明,随着径向不对中量的增大,磁力耦合器工作过程中的感应磁场减小,从而引起耦合器最大磁感应强度增大,铜层功率损耗以及输出转矩逐渐减小;同时,二者随时间变化的曲线波动也越来越显著,当径向不对中量不超过6 mm时,开槽盘式磁力耦合器工作过程中依然能够保证较为准确地输出转矩,其转矩波动也相对稳定。

表面开槽碳纤维布-混凝土界面抗剪性能试验

为探究表面开槽法对碳纤维布(carbon fibre reinforced plastics,CFRP)-混凝土界面抗剪性能的影响,开展了表面开槽法CFRP-混凝土单剪试验,研究槽宽深比(0.5、1.0和1.5)和沟槽形状(矩形、正梯形和倒梯形)对CFRP-混凝土界面抗剪性能的影响,重点探究失效模式、断裂能、平均剪应力等指标,并提出表面开槽黏结界面抗剪设计方法。结果表明:较未开槽粘贴法,表面开槽法失效模式由Ⅱ类剥离破坏转变为Ⅵ类断裂破坏,界面断裂能最大提高136.4%,充分发挥CFRP布的抗拉强度和利用率;槽宽深比与平均剪应力成正相关,且存在最优值;正梯形沟槽的平均剪应力分别较倒梯形和矩形沟槽提高10.1%和11.8%。表面开槽法具有较好的抗剪性能,提出的设计方法可用于指导其黏结界面抗剪设计。

开槽盘式涡流耦合器调速理论分析

针对开槽盘式涡流耦合器调速特性,运用安培定律推导出感应涡流产生的感应磁场的表达式;将感应磁场引入等效磁路模型,结合基尔霍夫定律推导出电磁转矩的计算公式;并将电磁转矩公式分别与恒转矩负载和二次方率负载表达式联立,得到相应负载工况下的调速关系理论公式。运用三维有限元仿真和实验对所提出的调速理论模型进行验证,结果证明,所提出的理论模型在气隙长度较小的情况下具有较好的准确性。

页岩气勘探新领域:四川盆地开江—梁平海槽二叠系海相页岩气勘探突破及展望

近期,中国石油部署于四川盆地东部地区(下文简称川东地区)的风险探井——大页1H井,经测试在二叠系吴家坪组三段深水陆棚相页岩测试获32.06×10^(4)m^(3)/d的高产工业气流,开辟了页岩气勘探开发新领域。为了进一步明确四川盆地二叠系海相页岩气的勘探方向和资源潜力,基于大页1H井钻录试井资料,以开江—梁平海槽内二叠系吴家坪组海相页岩为研究对象,开展了有机地球化学、储层特征、脆性矿物含量和含气性等含油气地质条件研究,指出了该新领域页岩气的勘探开发前景。研究结果表明:①开江—梁平海槽在吴家坪组沉积时期为深水陆棚相沉积环境,槽内沉积了一定厚度、分布稳定的富有机质(TOC>2%)页岩;②吴家坪组具有良好的页岩气富集成藏地质条件,其中吴家坪组三段(下文简称吴三段)最佳,大页1H井吴三段有机碳含量平均值高达9.83%,有机质内部发育不同程度的有机质孔,孔隙发育,平均孔隙度6.40%,为优质储层;③大页1H井吴三段页岩平均脆性指数达85%,可压裂性好,平均含气量高达10.39 m^(3)/t,页岩总含气量高;④川东地区吴家坪组海相页岩具有良好的页岩气勘探开发潜力,其中吴家坪组埋深4500 m以浅面积超过1400 km^(2),估算地质资源量约4500×10^(8)m^(3),可供勘探区内吴家坪组埋深5000 m以浅面积超过2880 km^(2)。结论认为,大页1H井的突破开启了四川盆地开江—梁平海槽二叠系海相页岩气规模增储上产的新篇章,进一步拓展了四川盆地页岩气的工作对象,对夯实四川盆地天然气资源基础和保障国家能源安全具有重要意义。