突加不平衡下GTF发动机转子系统瞬态响应分析

针对GTF发动机低压转子系统突加不平衡瞬态响应问题,基于有限元法建立了考虑啮合单元、行星架单元、膜盘联轴器单元的多体接触、多转子耦合动力学模型,介绍了考虑非线性因素下突加不平衡瞬态响应计算方法,求解了低压转子系统的突加不平衡瞬态响应,并分析了关键部件刚度对突加不平衡的影响规律。结果表明:当风扇转子发生突加不平衡时,各部件均表现为振动幅值突增,后迅速趋于稳定,低压涡轮转子发生明显拍振,突加不平衡载荷主要由行星架结构和第1.5支点刚性支承承担;行星架刚度主要影响风扇转子突加不平衡响应、第1.5支点和行星架处的外传力;膜盘联轴器刚度主要影响增压级突加不平衡响应、转子在突加不平衡之后稳定运转情况。

聚氨酯缓冲材料瞬态响应特性研究

为研究聚氨酯材料在动态载荷作用下的瞬态响应特性,开展了聚氨酯样件压缩实验,并利用实验数据分析校验了聚氨酯样件材料的Mooney-Rivlin应变能函数、Prony级数本构模型参数;然后采用有限元方法对聚氨酯缓冲材料的动态力学性能进行计算分析。研究结果表明:聚氨酯材料具有与超弹性相关的非线性出力特性和与粘弹性相关的迟滞效应,在不同速度的加载条件下,聚氨酯材料的力-位移响应曲线存在显著差异;在低速加载条件下,率相关的粘弹特性对曲线影响较小;提高加载速度,聚氨酯瞬时应变增大,率相关的粘弹特性对聚氨酯的响应影响更显著,使得响应曲线的斜率显著增加;在局部加载条件下,载荷与剪切力耦合作用,聚氨酯在压缩方向提供的支反力大小与受载区域的作用面积相关,面积越大,聚氨酯材料可提供的支反力就越大。

一种高精度、快速瞬态响应的无片外电容低压差稳压器

该文基于0.18μm工艺设计一种无片外电容低压差稳压器(LDO),设计带推挽输出级的高摆率误差放大器提高输出电压精度和瞬态性能。此外,设计自适应偏置电路取样输出电流从而动态改变偏置电流,进一步提升LDO的瞬态性能。仿真结果表明,LDO压差为120 mV,在3.3~5.5 V的输入范围内输出电压为3 V,负载电流范围为0~20 mA。在不同负载电流下LDO相位裕度均达到60°以上,环路增益大于100dB。LDO线性调整率为100.68μV/V,负载调整率为11.21μV/mA。负载电流在1μs内于100μA~20mA间跳变时,过冲及建立时间分别为129 mV和1.4μs,下冲及建立时间为109 mV和1.02μs,满足高精度和快速瞬态响应的需求。

基于矩阵束方法的传输线系统瞬态响应分析

带有频变负载的传输线系统的瞬态响应分析是电磁兼容领域的一个重要内容,特别是对于频变负载网络较为复杂或内部结构不清晰的情况,其瞬态响应的分析较为困难。本文首先在采样频率点处对频变负载端口导纳进行测量或计算得到相应的采样导纳,并采用有理函数逼近的方式对端口导纳进行等效;之后采用矩阵束(MPM)方法求解出有理逼近函数所需的极点和留数,并将其代入到分段线性递归卷积(PLRC)技术中,实现传输线和频变负载连接点处电压的分段线性递归卷积表达;最后,结合传输线方程实现带有频变负载的传输线系统的瞬态响应分析,并通过2个算例对所提方法的性能进行验证。结果表明,所提方法在计算精确度上具有明显的优势。

一种瞬态响应增强型Capless LDO电路设计

低压差线性稳压器(LDO)是现代电路设计中最为广泛应用的电源模块之一。相比于开关式电源,LDO以其更小的面积,更简单的控制思路在芯片设计中取得了更为广泛的应用场景。对于一颗数模混合芯片而言,LDO是其不可或缺的电源模块。LDO可以通过芯片上的电源引脚产生不同电平的稳定电压,为不同需求的模块供电。

迭代EMD-ICA与Levkov联合的瞬态响应工频干扰抑制方法

瞬态响应信号的获取过程中不可避免会引入工频干扰及工频谐波干扰,且具有非平稳小信号、工频干扰频率游动和频带混叠的特点,常规方法处理效果较差。针对该问题,提出一种基于迭代EMD-ICA与Levkov联合的瞬态响应工频干扰抑制方法。将EMD和ICA结合起来,通过EMD构造参考信号,从而满足ICA的使用条件来进行工频干扰抑制,由迭代EMD-ICA来克服工频频率游动的问题,使用Levkov法进行再次滤波来解决工频谐波干扰问题。

高空核爆电磁脉冲下埋地电缆瞬态响应研究

高空核爆电磁脉冲(HEMP)会引发埋地电缆的耦合作用,从而产生瞬态响应。针对HEMP下埋地电缆瞬态响应问题,首先分析了高空核爆电磁脉冲的时频特性;然后给出了电磁场与电缆耦合公式,明确了两者之间的耦合关系;最后基于电磁仿真软件Gprmax模拟了不同土壤成份、电缆埋深和辐射状态下的埋地电缆瞬态响应。仿真结果表明:利用Gprmax对高空核爆电磁脉冲下的埋地电缆瞬态响应进行分析是一种有效的方法,对高空核爆电磁脉冲的防护以及其他高功率电磁脉冲的电磁兼容问题分析具有参考意义。

一种无片外电容高瞬态响应LDO设计

基于UMC55nm工艺,本文设计了一种可应用于SoC中供电的LDO低压差线性稳压器。由于Capless-LDO在输出端没有μF级别的电容,环路的稳定性与瞬态响应将受到影响。本文基于这两点提出了采用电流微分器以及电容倍乘技术来提高环路的稳定性以及瞬态响应,最后通过Cadence Spectre仿真验证了设计的可行性。仿真结果表明,设计的LDO在电源电压1.2V下,能够稳定输出1.1V。在切换轻重载情况下,电路输出过冲电压24.2mV,下冲电压21mV,恢复时间均小于3μs。

高空电磁脉冲作用下配电变压器瞬态响应与失效机理

高空电磁脉冲通过场线耦合能在广域分布的电力传输线上形成纳秒级上升沿、数千安培的强电磁脉冲传导环境,对电力设备的安全可靠运行造成严重威胁。为此,该文基于冲击试验方法研究高空电磁脉冲传导环境下典型10kV油浸式配电变压器的响应特性与失效机理。结果表明,变压器击穿阈值分散性较大,相对雷电、操作过电压更容易受变压器生产工艺的影响,且发生击穿后会造成绝缘性能降级,击穿阈值降低50%左右;高空电磁脉冲传导环境下变压器内部绝缘击穿为纵绝缘击穿,主要发生在相引线与分接引线之间、分接开关各引线之间以及变压器绕组首端等位置。研究结果可为配电变压器在强电磁脉冲环境下的生存能力评估与加固技术提供参考。

快速瞬态响应低噪声无片外电容LDO

针对便携式设备快速瞬态响应、低噪声、高电源抑制比等应用需求,提出了一种无片外电容NMOS型低压差线性稳压器(LDO)。该LDO基于浮栅结构,通过具有推挽输出级的放大器辅助控制,减小了电荷泵的噪声耦合;另外,通过取样输出电流控制误差放大器的输出动态范围,极大地提高了电路的瞬态响应能力。电路基于HHGrace 0.35μm BCD工艺设计,仿真结果表明,无外接电容时,负载电流在1μA~400 mA之间跳变,电路的下冲电压为203 mV,过冲电压为101 mV,响应时间小于1.5μs;在10 Hz~100 kHz的频段内,系统输出积分噪声电压为14μV·Hz^(-1/2)。LDO达到了快速瞬态响应和低噪声的需求。

人工冻结地层中圆形隧道的瞬态响应研究

城市地铁隧道穿越流砂层时常采用人工冻结法施工,土体冻结后强度提高,阻断了地下水流,有利于隧道施工。人工冻土是固相、液相和冰组成的多相体,本文考虑了固相、冰与液体的相互作用,采用双固相饱和多孔介质理论研究冻土中的圆形盾构隧道的动力响应问题。依据轴对称平面应变模型,采用积分变换和分离变量法求得了频域响应的解析解,并通过拉氏逆变换获得梯级加荷情况下的隧道时域响应。当冻土的温度接近于冻结点时,与饱和土中圆柱形空腔对比表明,该解与饱和土中圆形隧道的解能较好地吻合。计算结果表明:对于孔壁不透水情况,梯级荷载下隧道的径向位移随径向距离加大而减小;随着温度的降低,冻土强度提高,孔壁处径向位移减小,位移在外荷载作用下增长速率加大;随着渗透系数增加,隧道的径向位移略有减小。该结果对于地铁隧道的冻结法施工具有重要的应用价值。

不同透水边界下单层饱和多孔介质一维瞬态响应解

基于Biot饱和多孔介质一维波动控制方程,给出具有普遍意义的一般性透水边界条件、任意初始条件和任意竖向荷载作用下单层饱和多孔介质一维瞬态响应定解模型。首先提出可通过调整相应参数实现采用孔压p和液相相对位移w的线性组合来表示不同的透水边界。之后采用分离变量法求得无阻尼控制方程的特征值和特征函数,利用待定系数法和特征函数的正交性,将原问题转换为求解时域内一系列阻尼项耦合的常微分方程组的初值问题,采用精细时程积分法给出瞬态响应问题的半解析解。同前人研究相比,提出的半解析解具有普遍意义,可精确退化至前人结果,通过与文献不同边界条件的结果对比,验证了解答的正确性。最后,系统分析了不同透水条件下瞬态响应的特点,结果表明半透水条件下响应介于透水和不透水之间,在阶跃荷载下,位移呈现先增大后减小的变化模式,入射波和反射波产生相同相位的孔压。

一种基于瞬态响应数据的水管泄漏检测算法

文章详细分析了水管泄漏瞬态响应模型,一些算法根据水头的峰值和相位可以获取管道泄漏的信息,但是这些算法对数据噪声敏感;另一些算法要求在检测时计算出管道系统的频率响应图,导致检测工作烦琐,实时性不高。因此文章根据现有的瞬态响应模型,利用深度学习网络提取瞬态响应数据特征,检测水管模型的泄漏位置与泄漏量。实验证明,相较于传统的瞬态响应方法,深度神经网络能在一定程度上克服数据噪声带来的影响,同时也不需要每次检测时都测量出频率响应图,只要在训练时加入各种频率的数据即可获得相应频率下的管道特征,增加了算法的实时性。

一种无片外电容高瞬态响应LDO设计

针对SoC中电源管理模块对高功能-面积比和高瞬态响应的需求,本文提出一种基于翻转电压跟随器(FVF)的无片外电容低压差线性稳压器(LDO),采用电压峰值检测技术实现动态电流偏置,进而提升系统瞬态响应。基于SMIC 40nm工艺的仿真结果表明,在典型负载切换状态下,提出方案的下冲和上冲恢复时间相比传统的FVF结构LDO电路分别缩短了75%和29%。

冷冻靶温度场瞬态响应特性及二级冷屏影响分析

针对屏蔽结构开启过程中,外界大量辐射热的传入导致的冷冻靶燃料冰层均匀性恶化问题,建立了带低温屏蔽罩和二级冷屏结构的六端直柱腔冷冻靶三维模型,基于Boussinesq假设和离散坐标(DO)辐射模型,利用FLUENT软件进行数值模拟,探究了屏蔽结构开启过程靶丸表面温度场的瞬态响应规律,研究了二级冷屏结构及其位置对瞬态温度特性的影响。结果表明:低温屏蔽罩开启过程中,在外界辐射、黑腔内气体对流及充气管导热等因素的综合影响下,靶丸表面温度快速上升,靶丸表面最大温差则先迅速上升至峰值而后下降并趋于稳定;二级冷屏结构能有效阻挡外界高温辐射,使靶丸表面最高温度的温升降低了39.5%,靶丸表面温度均匀性改善了39%;缩小二级冷屏上下侧壁面的窗口或增大上下侧壁面与靶丸中心的距离,可以进一步降低靶丸表面温升、改善温度均匀性恶化程度;靶丸表面温度对二级冷屏前端上、下侧壁面位置变化的敏感程度远大于其他侧壁面。所得结果对屏蔽结构开启过程中靶丸表面温度场的控制具有指导意义。

加载条件对柴油机瞬态响应的影响研究

应用GT-Power和Simulink软件建立了涡轮增压柴油机的动态模型和联合仿真平台,提出了“自然特性和恒转速”组合方式的测功机加载方式,对高原环境下柴油机瞬态过程进行模拟分析。通过不同的加载条件,分析了柴油机在加速过程中瞬态响应性差的影响因素,研究发现发动机转速和喷油量是影响涡轮增压器响应性的两个重要参数。先快速提升发动机转速,增加进气量,然后恒速加载能够克服增压器滞后现象,快速达到发动机的高负荷状态。应用这种仿真模拟方法,为车辆高原起步过程施加扭矩干预改变发动机运行工况,改善起步响应性提供依据。

一种快速瞬态响应的LDO设计

针对传统低压差线性稳压器(LDO)的瞬态响应差、电源抑制比(PSRR)低、片外电容大等问题,提出了一种由采样运算放大器和补偿运算放大器构成的新型摆率增强电路,改善了LDO的瞬态响应能力,实现了无片外电容设计。电路基于BCD-120 V CMOS工艺完成了建模。仿真结果显示,负载电流为50 mA时,10、103和104Hz下的PSRR分别为108、96和80 dB;负载调整率为0.002 95 V·A^(-1);典型TT工艺角25℃/5 V条件下,1μs内负载电流从100μA跳变到500 mA,输出端上冲电压为19.16 mV,响应时间为0.4μs,下冲电压为56.41 mV,响应时间为0.2μs。

沙柳平茬圆锯片瞬态响应分析及结构优化

针对沙柳平茬圆锯片作业过程中出现的振动幅值大、磨损严重等问题,以65Mn整体式圆锯片为研究对象,以径向槽参数优化为主要研究内容,采用了有限元软件ABAQUS对圆锯片进行瞬态响应分析,设计正交试验,运用极差分析法对试验结果进行对比分析,研究了径向槽对锯片振动稳定性的影响,结果表明,径向槽数量和径向槽长度是影响振动的主要因素。数量为7、长度为20 mm、宽度为1.5 mm的开槽圆锯片抗振动性能优于未开槽结构圆锯片,优化后的圆锯片结构相比优化前圆锯片响应量减小7.62%,抗振动性能提高。

一种基于摆率增强的快速瞬态响应LDO电路

设计了一种基于摆率增强的快速瞬态响应无片外电容LDO电路。其中,误差放大器采用电流镜跨导结构,降低了频率补偿的难度系数;设计了一种可以为功率管栅极提供额外充放电电流的瞬态提升电路(TEC),能快速响应负载的变化,增大摆率,有效提升了负载瞬态响应。仿真结果表明,电路仅使用简单的密勒密勒补偿,即可实现相位裕度在全负载范围内大于60°;在0.5μs的时间内,负载在100μA和100 mA之间发生跳变,电路的下冲电压和过冲电压分别是69 mV和64 mV,稳定时间分别是0.89μs和0.86μs。相较无TEC,本文电路的下冲/过冲电压分别衰减73%和78%,负载瞬态响应显著提升。

路面不平度模型对车辆侧翻瞬态响应的影响分析

精准的路面不平度模型可以提高车辆在瞬态响应的估算精度。结合国标中的标准路面谱和路面形貌自相似性特点,利用傅里叶逆变换法和正方形细分法分别建立平整路面、二维路面和三维路面模型。在双移线、鱼钩工况和角阶跃典型工况下,对比分析不同路面不同平度模型下横向载荷转移率(LTR)、侧向加速度、横摆角速度和侧倾角4个瞬态响应的区别。其中三维路面模型对各响应影响最大,车辆侧翻时其各响应的数值达到侧翻阈值。验证了多维度路面模型建立的可行性,为车辆侧翻瞬态响应研究提供了理论基础。