基于能力保护的新型拉压双向限位装置设计方法研究

为保护通航渡槽结构缝之间止水不被破坏,提出替代止水受力的新型拉压双向限位装置.此装置力学特征类似销轴耳板连接结构,此类结构有多重破坏模式的弱点.为克服此弱点,结合《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)中销轴耳板连接结构设计方法,在该装置的静力设计中,基于能力保护的设计思想提出了以单一销轴弯曲破坏为该装置破坏模式的设计方法.基于实体有限元数值模拟,分析了加载过程中此装置整体与各部件的受力-变形曲线特点.结果表明:以外荷载-整体变形量曲线不出现塑性特征为依据,判定装置的静力承载力大于设计外荷载、设计方法偏于安全;通过销轴的外荷载-弯曲变形量曲线与限位装置的外荷载-整体变形量曲线显现的非线性特征相一致以及板的外荷载-整体变形量曲线在加载过程中基本保持线性状态,说明板是被保护构件、装置破坏模式为单一的销轴弯曲破坏.研究结果表明此设计方法现实可行.

基于拓扑优化的车用功率模块Pin-Fin设计方法

集成Pin-Fin散热器可以降低功率模块的结-流热阻,是车用电机控制器热管理的发展趋势。然而,传统参数设计方法无法定量表征Pin-Fin的形貌结构,设计自由度低、设计效果欠佳,难以实现Pin-Fin的热-流协同设计。基于变密度拓扑优化方法,该文提出一种Pin-Fin形貌结构的设计方法,建立Pin-Fin设计的变密度拓扑优化模型,分析模型参数对优化结果和收敛性的影响规律,形成以结-流热阻和冷却液压降为目标的协同优化方法,探索Pin-Fin结构的热-流耦合规律和强化换热方法,得到最优的Pin-Fin散热器形貌结构,搭建变流器实验平台和车用电机控制器样机,对标商业化圆形Pin-Fin结构,以及三角形、菱形和水滴形等其他形貌结构,计及母线电压、负荷电流和冷却液流量的影响,实验结果验证了所提模型方法的可行性和有效性。实验结果表明:基于拓扑优化方法设计的Pin-Fin结构,与传统结构相比可以降低12%的结-流热阻,消除了多芯片结温差异的80%,为车用功率模块和电机控制器研究提供新的思路。

平面工艺IGBT制作及导通压降的PIN模型计算

以硅平面工艺生产设备为基础，设计制作了基于外延衬底的IGBT器件，器件的实测输出电流-电压特性良好，阈值电压在3．7～4．8V之间．将制作IGBT器件的结构和工艺参数代入PIN二极管模型计算其正向导通压降，并将计算结果与器件的实测参数进行了比较．结果表明：小电流区段符合较好；但大电流区段由于模型简化和测试系统寄生串联电阻的影响出现偏差，对于同一导通电流，计算值比实测值约小8％．

一种新型线路带电可视化补加开口销工具套装的研发与应用

介绍了一种新型线路带电可视化补加开口销工具套装的研发过程和实际应用情况。该工具套装是由一支专业的研发团队经过深入的研究和不断的试验,最终研发出来的。通过优化设计和改进工艺流程,成功地提高了开口销的可视化效果和工作效率,使工作人员在操作过程中能够更加清晰地看到开口销的位置和状态,从而避免了可能出现的错误操作,提高了电力线路的运维工作的效率和准确性。

采煤机行走机构销排受力分析与改进设计探究

基于有限元仿真分析法,介绍一种采煤机行走机构销排改进设计,具体改进设计中引入ANSYS有限元仿真分析软件实施采煤机行走机构销排受力仿真分析,并根据分析结果确认销排引入集中区域,提出对应的改进设计。最后,将改进设计应用于工程实践,证明改进设计中销排可满足使用需求。

基于响应面的车用功率模块Pin-Fin优化设计

集成Pin-Fin散热器可以降低功率模块的结-流热阻,提升车用电机控制器的功率密度和可靠性,是车用功率模块先进热管理技术的发展趋势。然而,Pin-Fin散热器的设计面临电-热-流多物理场耦合的挑战,难于解析表征与定量优化,设计的周期长、成本高。基于响应面优化方法,该文提出一种集成Pin-Fin散热器的模型化设计方法,建立集成Pin-Fin形貌结构与阵列排布的数学描述,给出Pin-Fin散热器热-流性能的理论模型,建立Pin-Fin的多目标优化模型,获得Pin-Fin散热器结构的最优设计。为了验证理论模型和优化设计的可行性和有效性,搭建面对面变流器对拖实验平台,对标商业化车用功率模块的Pin-Fin设计,采用大量固定工况,以及实际车用工况实验结果,对比验证优化后的Pin-Fin能降低车用功率模块7.62%的结-流热阻,减小65%的功率模块损伤,提升车用电机控制器寿命1.8倍,为车用功率模块低热阻集成Pin-Fin散热器提供新的研究思路。

青浦题学平和学校综合馆结构设计

青浦题学平和学校综合馆由游泳馆和篮球馆组成,下部两层采用钢框架结构,上部屋盖采用格构柱-空间管桁架屋盖体系。对屋盖抗侧力体系及截面选取、格构柱与下部结构连接方式等关键技术进行研究。采用SAP2000软件分别建立屋盖单体模型和结构整体模型,并对两种模型在水平和竖向荷载作用下屋盖的内力和变形进行分析比较;同时针对本项目的受力特点,对屋盖整体稳定及关键节点应力等进行多方面的分析。分析结果表明:关键构件应力比不应大于0.85,屋盖其他构件应力比不大于0.90,屋盖在竖向荷载下挠度及风荷载、地震作用下的位移均满足规范要求,屋盖结构体系安全可行,节点连接可靠,现行的设计能够满足设计目标。

高性能Z-pin过渡植入装置的研发

针对层合结构层间增强技术中Z-pin过渡植入的高可靠性、高效率需求,开发了一种可进行5根Z-pin同时植入的高性能装置,由龙门式底座、直线伺服轴进给系统及集成输送、压紧、切断等功能的植入头组件以及装置所涉及到的电气控制系统、气动系统组成。利用该装置进行Z-pin过渡植入的功能性试验,总结发现方案存在的问题,对装置的机械结构进行优化设计,利用优化后的装置进行工艺试验,结果表明,所研发的装置在进行Z-pin过渡植入加工时运行稳定,植入可靠性高,加工效率高,Z-pin植入的位置、深度、角度精确,满足产品的技术指标要求。

某斜跨拱桥维修设计与施工控制研究

以某斜跨拱桥应急抢险工程为背景,介绍了该桥在运营阶段出现的病害并分析了原因,阐述了其维修设计的主要内容,并对施工过程进行了控制。针对主梁侧移这一主要病害,采用销轴式约束取代传统限位装置取得了较好效果,目前该桥运营良好。

一款航空VHF限幅器的设计与测试

为提高航空甚高频(VHF)通信设备的电磁防护能力,提出了一种基于PIN二极管的限幅器。采用先进设计系统(ADS)仿真研究了不同二极管级数对限幅器插入损耗以及限幅性能的影响,设计了一款由PIN对管并联结构、集总参数定向耦合器、整流电路与匹配电路相结合的半有源式限幅器,通过将部分干扰信号转变为直流的方式,为二极管提供偏置电压,降低限幅器的限幅电平。性能测试结果表明,在118~136 MHz的频率范围内,半有源式限幅器的插入损耗小于1 dB,输入输出端口的回波损耗大于20 dB,限幅电平小于7.5 dBm,功率容量大于25 dBm,实现了低插入损耗与高限幅性能。

电力金具用环销的设计与应用

阐述输电杆塔存在大量开口销损坏、安装不规范、查找缺陷难度大、巡视时难以观察等问题,项目组在R型开口销基础上设计了多种类型插销。在应用实践过程中,项目组持续优化开口销,最终形成了电力金具用环销,并开展了推广应用。探讨新型环销在解决插销类常见故障的同时具备装卸简单安全、结构简单牢固、外观便于识别的特点,在应用过程中展现了很大的便利性。

销片簧冲压工艺分析与多工位级进模设计

针对销片簧在单工序模具生产过程中出现的高成本,低效率和低质量等问题,提出了使用多工位级进模代替多道单工序模的成形方案。分析了销片簧的冲压工艺性并进行了排样设计;送料定距定位采用先侧刃粗定位、后导正销定位,保证了送料的精度。同时合理设计空工位,提高凹模的强度与寿命。

一种拔销器的设计与分析

阐述一种拔销器的设计过程和基本力学分析,在一个装置内集成电动与手动两种形式,替代现阶段效率较为低下的人力操作方式,提高现场工作效率。通过3D软件对装置的主要零部件进行了有限元分析。分析结果表明,该装置完全满足设计的使用要求。

指示灯固定架精密注射模设计

以指示灯固定架精密塑件为例,介绍了精密注射模设计的一般流程,分析了指示灯固定架的结构和所用ABS材料的成型工艺,使用MoldFlow软件分析成型过程中的塑料流动情况,使用Creo软件设计出模具结构,并生成模具二维工程图。模具采用一模两腔及点浇口进料结构,优化了模具设计过程和模具结构,缩短了模具设计周期,提高了经济效益。

无线无源剪断销信号监测系统的设计与应用

针对现有剪断销剪断信号检测系统的不足,研发一种能实现无线无源剪断销剪断信号传输、接受、处理,且精确显示被剪断的剪断销编号的水轮机导叶剪断销剪断信号检测系统,便于运维人员快速进行故障处理,提高运维人员工作效率.该无线无源水轮机导叶剪断销剪断信号监测装置,包括水轮机剪断销信号器、无线发射装置、无线信号接收装置和剪断销信号处理装置.

重型直升机行星轮系的功率分流行为分析

行星轮间良好的功率分流行为使得行星机构具有较高的能量传输密度,因此行星轮系在重型直升机传动系统中得到了广泛应用。由于客观存在各种制造误差,无法避免偏载问题,行星机构的功率无法按照理想状态分配,进而影响整个系统的服役寿命和可靠性。基于某型号重型直升机行星减速器的结构特征,构建大型行星轮系的有限元仿真模型,定量分析不同方向销孔位置制造误差对功率分流特性的影响,得出偏载影响机理,为航空领域行星齿轮的公差带设计技术提供理论基础。

某车型前稳定杆连接杆球销台阶断裂研究

对某车型前稳定杆连接杆从手工拧紧改为用电枪拧紧时出现的球销台阶断裂问题进行了深入研究。发现在球销台阶安全系数较小时(约1.1),因电枪的高转速可能会使球销台阶受到一次性过载发生韧性断裂,降低电枪拧紧转速可解决断裂问题但不满足生产节拍要求。而提高球销台阶安全系数到大于1.5,使球销台阶能承受约2倍于最大拧紧扭矩产生的载荷或以上,既可解决断裂问题同时满足生产节拍要求,将此作为今后新零件开发的设计准则,可提高零件设计的质量及缩短开发周期。

销轴设计方法的比较研究

销轴几何尺寸设计时通常以静剪切强度为准则,忽略了销轴的弯曲变形和润滑油孔应力集中,此种方法设计的销轴往往出现早期失效。分别对销轴的静剪力、惯性矩、考虑应力集中时的设计准则进行了建模,并通过三种设计方法之间的对比,发现不同设计方法所设计的销轴直径不同,并且直径的差异程度与销轴的作用载荷及材料的屈服强度有关;分析了三种假设应力分布模型的最大应力,发现采用不同假设应力分布模型所计算的最大接触应力不同,并且接触应力的差异程度与销轴的作用载荷有关。同时发现最大接触应力随着配合间隙的增大而增大。

抽油机曲柄销的破坏形式分析及弯矩计算

分析了抽油机曲柄销的外载、破坏形式及承受弯矩的计算方法等问题。指出曲柄销承受的弯矩应按弹性基础上的梁计算；曲柄销的损坏一般具有先松动后疲劳破坏的特征；曲柄销的外载主要由连杆拉力和螺纹预紧力造成，设计节能型抽油机时应注意曲柄销上载荷的大小。

柴油机活塞异形销孔结构设计与疲劳试验的综合性研究

针对某高负荷柴油发动机活塞在试验中出现销孔磨损及机油粘结的现象,基于对销孔表面承载和混合润滑模型的分析,提出了优化销孔表面应力分布的曲面设计方法。设计了6种不同幂指数函数销孔型面,利用数值模拟方法进行了活塞销孔的第三主应力分布对比,用于确定销孔的优化设计方案,并利用发动机试验进行了对比考核。分析及试验结果表明,采用合适的幂函数形式的活塞销孔型面结构可有效的均衡应力分布,达到了实现销孔动力润滑的目的。