椭圆弧型过渡段有界波模拟器

提出并设计制作了一种椭圆弧型过渡段有界波电磁脉冲模拟器,并与锥形平板过渡段有界波模拟器进行了对比。采用仿真和试验两种方法,仿真在电磁场仿真软件CST中开展,试验实际测量得到前沿上升时间约2ns、脉宽约25ns的双指数电场波形和前沿上升时间约2ns、平顶持续约80ns的阶跃型电场波形。仿真和试验结果表明:该模拟器有效削弱了前后过渡段与平行板段连接处的不连续性对场波形的影响。

爪式真空泵椭圆弧型直爪转子的构建与性能研究

爪式转子型线决定了爪式真空泵的性能,绘制爪式型线是爪式真空泵设计的重要步骤。为了进一步提高爪式转子的容积利用率,减小其余隙容积,本文基于曲线啮合理论建立了椭圆弧与其包络线的啮合模型,进而提出一种新型椭圆弧转子:新型椭圆弧直爪转子,并分析了其工作时的内容积比和容积利用率,横向对比了余隙容积和封闭容积。结果表明:椭圆弧型直爪转子所有曲线光滑连接,且能够达到正确啮合效果,余隙容积和封闭容积相比尖点型转子和圆弧型转子都有减小,内容积比和面积利用率较高。

爪式真空泵椭圆弧型转子型线及性能研究

爪式真空泵的性能主要取决于转子型线的性质。现有转子型线存在尖点及余隙容积过大的问题,本文基于啮合原理,建立了椭圆弧及其包络线的啮合模型,构建出新型椭圆弧型转子的型线并推导其参数方程,分析了独立几何参数对真空泵工作性能的影响。通过对工作过程进行数值模拟研究了新型爪式真空泵的流场,利用受力分析比较了不同类型型线对转子力学性能和工作性能的影响。结果表明:椭圆弧型爪式转子的工作性能更佳,应力和变形更小。

基于分形理论的椭圆弧型指尖密封磨损特性分析

指尖密封是一种具有广泛应用前景的新型密封技术,其中磨损特性问题属于该技术领域的研究重点。基于分形理论,考虑指尖密封表面与转子表面间的接触关系,将指尖密封与转子的接触系数引入接触点的面积分布表达式,建立了指尖密封磨损分形模型,并构建了用于表征磨损能量转化和消耗过程的指尖密封能量密度数学模型;提出了椭圆弧型指尖密封的概念与结构,并与圆弧型、渐开线型指尖密封进行性能对比。计算结果表明接触系数始终小于且逼近于1,两个曲面处处接触,相互包容,接触系数有效;磨损分形模型与经典实验数据对比验证,变化趋势及数量级一致,磨损分形模型可行;存在一个可使体积磨损率最小、能量密度最大的分形维数(D=1.3);随着特征尺寸不断减小,体积磨损率逐渐减小,能量密度逐渐增大;椭圆弧型指尖密封相较于圆弧型、渐开线型指尖密封更适用于高径向跳动量、较高压差和较高转速的密封部位。

椭圆弧型柔性球铰的柔度矩阵计算与分析

椭圆弧型柔性球铰作为直圆型、圆弧型、椭圆型柔性球铰的推广可替代传统双轴柔性铰链参与空间多自由度柔顺机构的设计。基于线弹性及小变形假设理论,以椭圆弧形柔性球铰为研究对象,通过引入更为直观的中间参数,建立了该铰链的空间力学模型,简化了推导过程,推导了其柔度矩阵的数学表达式,并使用有限元分析法对所推导的公式进行验证。ANSYS软件分析的结果与Simulink模型计算结果对照表明大部分数据误差不超过10%,最大误差为28%,证明了所推导公式的正确性。最后对椭圆弧型柔性球铰的柔度公式进行了进一步分析。得到:最小直径d对柔度影响最大,其次是椭圆长轴a,短轴b对柔度的影响最小。为双轴柔性铰链的设计提供了理论依据。

椭圆弧加圆弧型封头最小有效厚度计算公式论证

采用无力矩理论对椭圆弧加圆弧型封头、标准椭圆形封头及标准碟形封头内压稳定性进行分析比较,认为椭圆弧加圆弧型封头比标准椭圆形封头及标准碟形封头的力学性能优越,提高了弹塑性极限许可载荷及应力分析设计许可载荷。对3种封头进行的线弹性和弹塑性有限元分析表明,椭圆弧加圆弧型封头可与筒体等厚度投料,或投料厚度比标准椭圆形封头小,节省材料且方便备料。椭圆弧加圆弧型封头弯角处的周向压应力比标准碟形封头的小,为防内压失稳,封头有效厚度应不小于封头内直径的0.15%。论证了椭圆弧加圆弧型封头最小有效厚度计算的依据。

椭圆弧加圆弧型封头计算厚度的确定

椭圆弧加圆弧型封头力学性能优越,成形方便,可节省材料,与此种封头有关的企业标准已获全国锅炉压力容器标准化技术委员会备案。本文对此种封头内压计算厚度的确定提供依据,以供有关设计制造人员参考。