矩形体充磁线圈有限元分析

提出五金工具充磁线圈结构及参数的设计方法,基于有限元方法与Ansoft Maxwell 3D工具,建立了矩形体充磁线圈的仿真模型,实现对线圈内部Z轴线、XOY0端面、XOY1中心平面,以及纵向中心剖面XOZ0、YOZ0上各点的磁场强度的仿真,详细分析了仿真结果,并与实际测试数据进行对比分析。研究结果表明,所设计的仿真方案可较为全面地描述线圈内部各点的磁场强度,获得的各相关点的仿真数据与实际测试结果具有一致性。仿真研究对实际线圈结构与参数的设计具有指导意义,设计所获得的结果达到充磁工艺预期要求。

导电矩形体的自然频率

在研究瞬变电磁场的奇点展开法中.散射物体的自然频率(极点)是一个非常重要的参数.而三维导电散射体的自然频率的计算一直是个相当困难的问题.本文采用奇点展开法求极点的Kuhn法首次计算出了多种导电矩形体的自然频率,并通过直接的和间接的方法证明了所得极点的正确性,讨论了导电矩形体由于几何对称性而产生的极点简并现象.

双淹没矩形体的透反射特性分析

采用解析方法研究了斜向入射波作用下双淹没矩形体的透反射系数特性.首先利用特征函数展开法导出了绕射势函数的分析解并进一步得到透反射系数的计算公式,然后利用边界元方法验证了解析解.与单个的淹没矩形体相比,双淹没矩形体在一定范围内有较高的反射系数.最后利用解析解分析了若干工况下的双淹没矩形体的透反射特性,给出了影响透反射系数的几何因素.

关于矩形和矩形体的发现

根据赫尔斯坦因在1981年的测试,发现大多数初、高中学生,有把面积混为周边,体积混为表面积的现象。在我们的这个课题中,包括数学的第二次国家评估:面积与体积。我们下面所做的工作,不仅能够发展空间想象力,而且还可以通过对一些特例的测算,帮助学生加深对这些概念的理解,以便得到更一般的结论。

柔性附属结构对5:1矩形柱体气动特性的影响

为了研究柔性附属结构对5:1矩形柱体气动特性的影响,采用烟线法对矩形柱体的分离再附流动进行可视化研究。通过改变雷诺数Re、风攻角α等参数,对矩形柱体进行测压试验。研究结果表明:柔性附属结构对矩形柱体绕流产生气动干扰作用,且随着Re增加,干扰作用更加明显;随着Re增加和α发生改变,柔性附属结构拍动形态主要包括稳定变形、尖部轻微摆动、中上部大幅度摆动、整体剧烈拍动、拍动并撞壁共5种;柔性附属结构可降低阻力系数,最大降幅为13.6%;柔性附属结构可降低升力系数,降低幅度与Re有关;矩形柱体受到的扭矩绝对值与单柱体时相比显著减小,最大降幅为98.5%。

几种矩形二维柱体节段模型上脉动力的测量

本文运用一种气动力直接测量方法在风洞的平滑流中测量了几种不同高宽比的二维矩形柱体上的脉动力，给出了它们的脉动升力系数的均方根值及斯特洛哈数，测量到在高宽比为０．７的柱体上有旋涡脱落诱发的顺风向脉动力。当风速变化时，顺风向脉动力的主导频率等于脉动升力频率或为其倍频。

高导热材料非均匀分布对[火积]耗散率最小化矩形单元体构形的影响

应用构形理论和[火积]理论,研究矩形单元构造体内变截面高导热材料的非均匀分布问题,导出构造体内高导热材料非均匀分布时的[火积]耗散率,得到[火积]耗散率最小时高导热材料的最优分布,并采用释放上一级构造体最优约束方法对构造体散热性能开展进一步优化。结果显示:对于一级构造体,各单元体内的高导热材料均匀分布(每个单元体内的高导热材料用量相等)时,其[火积]耗散率最小;随着构造体级数的增加,高导热材料仍为均匀分布时,结果与一级构造体的相同,与最大温差最小时高导热材料非均匀分布的结果不同。通过释放上一级构造体最优约束可以进一步降低构造体[火积]耗散率,如三级矩形单元构造体释放该约束后其[火积]耗散率降低41.93%。理论结果对工程实际散热设计具有一定的理论指导意义。

矩形进料体高宽比对旋流器流场和分离性能影响的数值模拟

横截面为矩形的进料体比圆形的分离性能更好,但是一直没有找出矩形进料体合适的高宽比。本文采用数值分析法研究了矩形进料体的高宽比对直径为75 mm旋流器分离性能的影响,将数值结果与Hsieh经典试验结果进行了对比,发现两者有良好的一致性,验证了该方法的有效性。探究了进料体不同高宽比下的压力场、速度场、湍流场和分离效率。结果显示压力降和切向速度随着高宽比的增加出现先增加后减小的趋势,在高宽比为3.0时最大且短路流量最小。因此,可以通过改变高宽比来减小湍动能,随着高宽比的增加,湍动能先减小后增加,在高宽比为3.0时,湍动能最小,继续增加高宽比湍动能变大。采用较大的高宽比可以提高分离精度和减小切割粒径,获得更好的产品质量。对于直径为75 mm旋流器来说,矩形进料体的最佳高宽比应该在3.0~4.0之间,为以后设计合理的进料体结构提供依据。

矩形柱体地震动水压力的附加质量简化模型

针对矩形柱体在水中的振动问题,提出一种代替水-结构动力相互作用的附加质量模型。基于矩形柱体动水压力的计算公式、自由振动方程、自振频率和振型的计算公式,建立了水中矩形柱体地震动力反应的计算公式;基于柔性结构的一阶频率降低率,建立了矩形柱体柔性运动引起动水力的附加质量简化公式,并给出了水中矩形柱体自振频率的简化计算公式;基于刚性运动引起的动水力,建立了矩形柱体刚性运动引起动水力的附加质量简化公式;建立了地震作用下水中柱体结构的简化分析模型,即分别采用柔性和刚性运动附加质量的简化公式代替相应的水-结构相互作用。

二维矩形截面柱体气动力系数雷诺数效应

在TJ-2风洞中,测量了5种截面宽厚比（B/D为2.0,2.5,3.0,3.5和4.0）的二维矩形截面柱体的表面风压时程,雷诺数（Re）的变化范围为1.1×10^5～6.8×10^5,然后通过风压时程积分的方法获得了模型的气动力系数时程.研究了各模型气动力系数的雷诺数效应,分析了模型的平均阻力系数随截面宽厚比的变化规律,并与以往的研究成果进行了对比,最后分析了各模型的气动力系数功率谱随雷诺数的变化规律.研究表明,宽厚比2≤B/D≤4的二维矩形截面柱体的气动特性受雷诺数的影响,且随着截面宽厚比的增大,二维矩形截面柱体模型的气动特性对雷诺数越来越敏感.尾流区的旋涡脱落对模型顺风向脉动风荷载有一定程度的贡献,但横风向升力主要来源于尾流的漩涡脱落.

地震作用下矩形柱体动水压力的简化模型

为了解决地震作用下矩形柱体在水中的振动问题,提出一种水-结构动力相互作用的简化模型.首先,建立地震作用下矩形柱体与周围水体动力相互作用的动力方程,方程中矩形柱体与周围水体的相互作用是通过附加质量矩阵实现的,需要指出的是该附加质量矩阵的满阵特性导致其难以在商业有限元软件中实现;其次,提出集中附加质量矩阵模型,包括刚性运动和柔性运动引起的附加质量,其中柔性变形与水体的相互作用为刚性运动引起的附加质量乘以修正系数,并通过曲线拟合建立不同长宽比时该修正系数随宽深比变化的计算公式;最后,通过对刚性矩形桥墩动水力数值解的曲线拟合,建立了矩形柱体分布动水力的简化计算公式.

圆角化3∶1二维矩形柱体风压分布的雷诺数效应

在低紊流度的均匀场中,研究了4种圆角率（0,5%,10%和15%）的3∶1二维矩形柱体模型的风压分布随雷诺数的变化规律.从模型周围气流绕流的角度解释了圆角处理的矩形柱体模型的雷诺数效应的机理,并分析了雷诺数对各模型的背风面中点的风压系数的影响.试验雷诺数的变化范围为1.1×10^5-6.8×10^5.结果表明,四种圆角率模型的风压分布都受雷诺数的影响,但圆角率为0和5%的模型受雷诺数影响较小,圆角率为10%和15%的模型受雷诺数影响明显.圆角处理措施对矩形柱体模型雷诺数效应的影响主要是通过影响分离剪切层在模型侧面前缘的形成及其在侧面后部区域的再附,进而影响模型的气动特性,使模型更易受雷诺数的影响.

雷诺数对不同圆角率3∶1二维矩形柱体气动力的影响

在低紊流度的均匀流场中对4种圆角率（R/D=0,5％,10％,15％）的3∶1二维矩形柱体模型进行了刚性模型测压试验.试验雷诺数的变化范围为1.1×105～6.8×105,通过风压时程积分的方法获得了模型的气动力系数时程.研究了4个模型的气动力系数及其功率谱随雷诺数的变化规律.研究表明,圆角率为R/D=0和5％的模型的平均阻力系数随雷诺数的增大而增大,而圆角率为10％和15％的模型的平均阻力系数、均方根阻力系数和均方根升力系数随雷诺数地增大出现了明显地跳跃.圆角率为R/D=0和5％的模型的气动力系数功率谱曲线随雷诺数的变化较小,但圆角率为10％和15％的模型的气动力系数功率谱曲线呈现了明显的雷诺数效应.此外,3∶1二维矩形柱体模型的Strouhal数随着圆角率的增大而增大.

湍流对二维矩形柱体空气动力学性质的影响

本文研究了湍流对长宽比B/D等于2和4的两种静止二维矩形柱体的空气动力学性质(平均压力分布、脉动压力分布、气动力和压力相关)的影响,并从能谱的观点讨论了湍流尺度的影响。

矩形截面弹体法向气动力计算方法

对Jorgensen非圆截面弹体的计算公式进行了验证 ,推导出适合于矩形截面弹体的计算公式 ,并对两个具体外形进行了计算。计算结果和风洞实验结果比较 ,法向力系数误差在 10 %以内 .

类矩形双肢钝体涡致振动和气动抑振机理

针对具有类矩形双肢钝体断面拱肋的大跨度拱桥在风洞试验过程易出现大幅涡激振动问题,沿拱肋模型表面进行动态风压同步测量及基于POD算法的本征气动力荷载分布模式分解,获得了涡振发生时对于周期性涡激力具有最大贡献的气动力荷载作用位置,初步揭示出此类断面涡激动发生时的局部气动力荷载作用机制。以上海卢浦大桥和肇庆西江特大桥此类具有双肢钝体断面拱桥为工程实例,结合涡激气动力沿拱肋周向时空气分布特征,提出并以二维悬吊节段模型风洞试验验证了拱肋断面多种有针对性的气动控制措施;结合实际桥梁拱肋的三维空间效应,利用全桥气弹模型风洞试验再现了涡振发生效果的气动力特征、阻尼比效应、三维尺寸渐变效应和质量分布效应的综合影响,结果表明:对于类矩形钝体拱肋断面的上下悬板方案和全盖板方案能大幅度降低涡振振幅并使锁定风速区间向高风速段迁移,但实际涡振抑制效果仍需结合三维模型气弹试验最终判断。

开缝式柔性膜结构对5∶1矩形柱体气动力的影响

针对刚性风屏障会增加桥梁结构阻力和扭矩的问题,基于仿生学原理,设计一种开缝式柔性膜结构。采用测压试验,通过改变攻角等参数,系统地研究开缝式柔性膜结构对5∶1矩形柱体风压分布和气动力的影响,为推广开缝式柔性膜结构在扁平箱梁的应用提供依据。研究结果表明:试验模型的水平对称性和流动二维性比较好,测压试验结果与已有试验结果吻合良好,可以用来分析柔性膜结构对矩形柱体气动力的影响。开缝式柔性膜结构不同位置处的风压系数有区别,其拍动引起的旋涡,加剧了外部气流同柱体表面气流的动量交换。无柔性膜结构时,矩形柱体各截面有较强的展向相关性,在攻角0°~10°范围,柱体表面具有大尺度展向旋涡脱落。柔性膜结构削弱了大尺度展向旋涡,降低了升力系数的展向相关性,是三分力系数减小的重要原因。单独一片柔性膜结构的影响区域有限,沿流向脉动风压迅速衰减,对两片膜结构之间的缝隙处影响较弱。开缝式柔性膜结构对矩形柱体的气动力有较强的影响,在4°攻角下,平均阻力系数最大下降11.8%,平均升力系数最大下降34.5%,平均扭矩系数最大下降60.7%;脉动阻力系数最大下降66.4%,脉动升力系数最大下降68.2%,脉动扭矩系数最大下降55.0%。

一种矩形框体垂直升降车库的设计

针对土地资源短缺、车位需求量大这一社会问题,设计了一款矩形框体垂直升降式机械停车库。通过设计,重点描述驱动系统、传动系统、钢架系统、载车系统和电控系统五个系统,介绍了车库的总体结构,通过设计传动方式,并得出车库的总体结构数据。车库采用工业级万向轮、滚磨条、井型轨道槽,以及传动滚轮装置用于夹紧载车板,解决了车辆存取运行不平稳、不安全的问题,在为车主提供便捷方面有极大的价值。

矩形盒体恒压拉深、切边复合模设计

某产品的电源模块外壳是一尺寸精度及外观质量要求均较高的矩形拉深盒体零件,按照常规工艺,需要在专用冲压设备上通过多道工序加工成型。在对工艺参数进行充分计算分析的基础上,根据加工条件设计了一副矩形盒体恒压拉深、切边复合模具。该模具采用特殊机械结构在普通压力机上实现拉深过程的恒力压边,并且在拉深行程终了时对零件进行较高精度的挤切修边,不仅满足了拉深工艺要求,还提高了工效,降低了成本,满足了产品小批量生产需求。

对矩形空筒体零件(压筋/翻边)复合模的设计

本文详细介绍了矩形空筒体零件压筋和翻边的多工序复合模的设计要点及模具结构模具是两道工序的有效复合并解决了工序中的工艺难点。生产效率和经济效益有明显提高。