随机变刚度电磁支撑装置支撑特性分析

为研究动态电磁关系对随机变刚度电磁支撑装置支撑特性的影响,建立了电磁支撑装置支撑特性的数学模型,采用类比推理方法分析了动态附加支撑刚度和阻尼参数对电磁支撑刚度特性的影响,得到了随机电流与偏置电流合理匹配关系和随机电流变化频率的合理取值范围。数值仿真计算表明只要电磁支撑装置的工作参数取值合理,完全可以忽略附加支撑刚度和阻尼参数对电磁支撑刚度特性的影响,满足支撑刚度参数随机变化特征的要求。

永磁悬浮主动驱动质量系统的支撑特性及应用

提出一种永磁悬浮主动驱动质量机构,设计其结构,其具有无接触、无摩擦、体积小等优点。针对永磁悬浮主动驱动质量机构,分别设计了单向永磁铁和双向永磁铁悬浮系统,并建立解析模型。通过分析并计算单向和双向永磁铁悬浮系统的磁力,推导出悬浮系统对质量块的支撑系数。在理论分析的基础上,用Ansys Maxwell 3D对结构进行了仿真验证,确定了解析模型理论计算的正确性和进一步优化结构的方法。最后,制作了试验装置并开展了试验。试验结果表明,本文双向永磁铁悬浮系统所用20 mm*12 mm*6 mm NdFeB永磁铁,最大能对质量块提供大约360N悬浮力,验证了永磁悬浮主动驱动质量系统的可行性。

空间SiC反射镜背部中心支撑特性

基于特定的轻量化形式和支撑结构,采用有限元方法研究了口径为500mm的空间SiC反射镜的背部中心支撑特性.通过分析镜体结构参量对反射镜性能的影响,确定了最佳的支撑孔直径与反射镜口径的比例为0.23,指出对不同口径的反射镜需通过优化确定最佳的背部形状,当重力沿径向作用时,增大支撑深度有利于提高面形准确度.支撑结构分析结果表明,柔性连接件底部螺栓圆半径是影响温变载荷工况下的面形准确度和反射镜组件的一阶固有频率的关键因素,要确定最佳的底部螺栓圆半径需综合考虑面形准确度和结构基频两方面的指标要求;背部中心支撑的反射镜面形准确度受外界装配应力的影响较小,且对柔性连接件切槽深度的变化不敏感;支撑长度主要影响结构的动态刚度,减小支撑长度能提高反射镜组件的一阶固有频率.最后确定了空间SiC反射镜背部中心支撑的最大适用口径为750mm,对口径小于750mm的SiC反射镜在结构允许的前提下采用背部中心支撑均能满足设计要求.

钍基核能系统熔盐泵液下轴承偏心率对支撑特性的研究分析

随着钍基熔盐堆核能系统(Thorium Molten Salt Reactor Nuclear Energy System,TMSR)由实验堆向研究堆、示范堆及商用堆发展,其轴系演变为由液下轴承支承的细长柔性转子结构。高温熔盐泵是钍基核能系统的主要动力部件,是TMSR的心脏设备。熔盐泵的运行稳定性和可靠性取决于液下轴承的支撑特性。本文采用数值模拟对液下轴承进行理论计算分析,并结合试验研究了不同偏心率对液下轴承支撑特性的影响。结果显示:随着转速增大,液下轴承的偏心率不断减小;随着偏心率的增大,液下轴承支撑的正交刚度和阻尼不断增大,交叉刚度和阻尼的数值也不断增大,液下轴承的最小液膜厚度不断减小。当偏心率大于0.6时,由于最小液膜厚度较薄,液下轴承的压力以零和零梯度结束。此时液下轴承在实际运转中存在液膜失效导致液下轴承磨损严重,此结果在试验中得到了验证。本文研究成果为超高温长轴熔盐泵液下轴承的设计提供了理论指导和试验数据支撑。

低温反射镜组件结构设计与支撑特性分析

红外光机系统在低温环境工作能够抑制背景噪声提高探测灵敏度,也提高了反射镜组件结构设计难度。低温反射镜支撑结构设计主要问题是由反射镜与连接件热线胀系数不同导致的温度变化工况下的面形变化。对工作于240 K的ϕ450 mm反射镜组件进行结构设计,反射镜材料为SiC,连接件材料为殷钢,采用背部中心单点支撑形式与三角形轻量化形式,并设计柔性连接件提高低温面形表现。对主要设计参数进行优化分析,得到各参数对面形的影响曲线。优化后,反射镜光轴方向重力面形为8.585 nm,径向重力面形3.710 nm,240 K低温面形5.086 nm,一阶模态277 Hz,轻量化率89.4%。

主跨支撑特性对三支撑结构振动的影响

以某1 000MW机组轴系为研究对象建立了有限元模型,利用该模型研究了三支撑结构的振动特性,并进行了试验验证.结果表明:发电机两端的支撑特性对三支撑结构振动的影响较大,现场动平衡需要考虑的因素较多,当判断不平衡形式和轴向位置时,需要考虑主跨两端的支撑特性;若仅仅简单地按照谐分量法直接判断不平衡形式,则在振动处理中可能导致反复动平衡均无效,甚至使振动发散.

发电机两端支撑特性对其振动响应的影响研究及应用分析

建立了某1000MW机组的有限元模型,利用该模型研究了发电机两端支撑特性相近和差别显著时轴系的振动响应特性,模拟结果表明发电机两端支撑特性相近时,发电机一阶不平衡主要引起发电机一阶临界转速下的同相振动;而当发电机两端支撑特性相差较大时,发电机一阶不平衡在发电机一阶临界转速下激起较大的同相振动,同时也激起较大的反相分量。最后结合某发电机异常振动诊断及处理案例进一步验证了结论的可靠性。

基于支撑力平衡的柱塞泵滑靴副油膜厚度动态求解方法

通过改进轴向柱塞泵的滑靴副与柱塞的结构设计以稳定建立滑靴油膜,这是轴向柱塞泵当前的研究热点之一。柱塞泵滑靴副油膜厚度的动态特性对分析柱塞泵滑靴副的支撑特性至关重要,为此,提出了一种基于支撑力平衡的柱塞泵滑靴副油膜厚度动态求解新方法。首先,对滑靴副的受力平衡机理进行了分析,并构建了柱塞泵运动学和动力学模型;然后,构建了柱塞泵整泵流场仿真模型,求解了包含滑靴底部支撑力、柱塞腔压力等在内的滑靴副支撑动态边界,并采用容积效率试验数据验证了整泵流场仿真的准确性;最后,建立了滑靴副油膜承载模型,分析了滑靴副油膜支撑特性,提出了基于插值计算理论的柱塞泵滑靴副油膜承载尺度动态求解方法,对1600 r/min与600 r/min两种典型工况的滑靴副油膜动态进行了计算。研究结果显示:大排量柱塞泵转速为1600 r/min时,柱塞惯性力导致高压侧油膜厚度进一步减薄,高压转低压过程中,柱塞腔内出现压力骤降,使滑靴副油膜无法形成,导致滑靴与斜盘发生刚性接触,在该区域内发生异常磨损;而在低转速工况(600 r/min)时,滑靴底面能够有效形成油膜,保证柱塞泵低速运行的可靠性。这表明基于支撑力平衡的柱塞泵滑靴副油膜厚度动态求解方法可以快速地对不同工况下的柱塞泵滑靴副油膜厚度进行求解。

自支撑GaN基核辐射探测器的Ⅰ-V特性研究

使用自支撑GaN基材料制备了Schottky结构核辐射探测器,研究了探测器不同偏压扫描下的I-V特性。偏压从零偏向正偏扫描和从正偏向零偏扫描的I-V特性曲线并不重合;偏压从零偏向反偏扫描和从反偏向零偏扫描的曲线不重合性并没有正偏明显。测试并分析了PL谱图,得出I-V特性曲线不重合的原因是:从零偏到正偏的导电机制是热生载流子,正偏到零偏的导电机制是大注入的非平衡载流子。

用钢筋混凝土支撑代替钢支撑的深基坑支护特性研究

为控制基坑的稳定性和施工对周边环境影响,国内部分城市建设行政主管部门要求深基坑第一道支撑必须采用钢筋混凝土支撑。为研究钢筋混凝土支撑代替钢支撑前后的基坑受力变形性状,以深圳地铁某基坑工程为例,利用有限元软件ABAQUS,对钻孔灌注桩围护结构+内支撑体系进行了有限元分析。分析时,土体采用MohrCoulomb理想弹塑性模型,围护结构与土体之间采用接触模型,考虑了钢筋混凝土支撑设置在不同的支撑位置,分析了不同开挖阶段支撑轴力及围护墙侧移的变化规律。结果表明:深基坑第一道支撑采用钢筋混凝土与采用钢支撑对基坑的受力变形影响不显著;但根据基坑受力变形性状,钢筋混凝土支撑若设在基坑中部可充分利用其抗压性能,减小、围护结构变形和弯矩。

高平机特性对弹丸起始扰动的影响分析

对螺杆气压式高平机平衡性能与螺杆-螺母接触支撑特性进行分析,研究平衡机特性以及高低机螺杆-螺母接触支撑特性对弹丸出炮口时刻运动状态参数的影响。通过建立全柔体弹炮耦合有限元动力学模型,考虑螺杆-螺母之间的接触/碰撞。以弹丸出炮口时刻俯仰和回转方向角位移、角速度、速度为因素,建立评估函数方程来评估对弹丸起始扰动的影响。结果表明当高平机系统处于平衡状态时,螺杆支撑螺母状态下弹丸起始扰动较小。高平机气体压强越小,对弹丸起始扰动影响越小。分析结果可为高平机结构设计优化提供指导,并为火炮射击精度分析提供参考。

一体化铝合金反射镜的拓扑优化设计与分析

针对口径为300 mm的一体化铝合金反射镜进行了拓扑优化设计,在反射镜光轴方向的自重载荷下,以整体柔度作为约束,反射镜最小体积作为目标进行迭代优化,得到了拓扑优化结果模型,根据其特征建立了实体模型并进行了参数优化,最终得到了总质量为2.08kg、面形均方根RMS(Root Mean Square)为5.9nm、轻量化率为70%的一体化反射镜结构。通过参数优化,结合与对比结构的对比验证了拓扑结构特征的有效性,并进行了支撑特性分析。中心六边形的支撑结构和半封闭的结构在自重工况下对面形精度的提升有极大贡献。中心六边形结构存在最佳支撑位置,即正六边形高度与直径比值为0.26。

Optimization Design of Vibration Characteristics of Ship Composite Brace with Rigid Vibration Isolation Mass

In considering the theory of structural dynamic optimization design, a design method of the structural style of ship composite brace with rigid vibration isolation mass was studied. Two kinds of structural dynamic optimization formulations minimizing the vibration acceleration of the non-pressure hull on the restraining condition of the gross weight of the ship cabin were established: 1) dynamic optimization of the sectional dimensions of the rigid vibration isolation mass in the composite brace; 2) dynamic optimization of the arranging position of the rigid vibration isolation mass. Through the optimization results, sectional dimensions and the arranging position of the rigid vibration isolation mass with better performance in reducing vibration were gained, and some reference was provided for practical engineering designs as well as enrichment of the design method of a novel ship vibration-isolation brace.

液体静压中心架结构的设计

静压中心架是重型数控机床的重要组成部件,它的作用是保证细长轴类零件和转子类零件的高精度加工要求。针对国外静压中心架在使用过程中存在的对外界使用环境要求高、用户操纵难度大、中心架性能不稳定等问题,对静压中心架机械结构进行研究,介绍了设计的静压中心架的结构及其工作原理,中心架中间静压支撑的油腔设计结构及油膜厚度的计算公式,建立了油膜厚度与供油量、油膜刚度之间的相互关系。设计的静压中心架在HT630×160/200L-NC数控重型卧式车床上应用,结果表明:设计合理,达到设计要求。

Effects of Probe Support on the Stall Characteristics of a Low-Speed Axial Compressor

In order to investigate the effects of probe support on the stall characteristics of micro compressors, an experiment was carried out on a large-scale low-speed research compressor according to the principle of geometric similarity. A cylindrical probe support intruding to 50% blade span was mounted at 50% chord upstream from the rotor blade leading edge. The static pressure rise characteristic of the compressor is measured, with and without the probe support respectively. The dynamic compressor behavior from pre-stall to full stall was also measured. The results indicate that the stability margin of the compressor is lowered after installing the probe support. The stall inception is aroused by modal wave disturbances. The disturbances developed into two stall cells smoothly before installing the probe support, while the disturbances first developed into a single stall cell then splitting into two stall cells after installing the probe support. The presence of probe support lowers the initial intensity of the rotating stall of the compressor, while it doesn't alter the intensity of the rotation stall after the compressor enters into full stall.