农用柴油机钢活塞销孔-销的摩擦副润滑特性分析

为解决钢活塞销孔-销摩擦副因同种材料摩擦配副问题以及钢材密度大和导热性能差所带来的润滑特性差的问题,该研究以D25TCIF农用柴油机钢活塞为对象,建立钢活塞连杆组传热模型和热弹性流体动力学模型,并开展钢活塞温度场测试试验与仿真验证。结合单因素扫值法和Box-Behnken多因素优化算法分析了销孔轴承间隙、销孔表面粗糙度和销孔指数型线内外半径增量变化对销孔轴承润滑特性的影响。结果表明:销孔结构对轴承的润滑特性有很大影响,销孔指数型线内半径增量的影响最大,而外半径增量的影响较小。最优参数组合为销孔轴承间隙0.021 mm、销孔表面粗糙度0.798μm、销孔指数型线内半径增量0.008 mm、销孔指数型线外半径增量0.010 mm,此时预测的最小油膜厚度为0.979μm;最大粗糙接触压力为249.406 MPa,与该方案下仿真值的相对误差小于5%。该研究优化方法效果好,且预测准确,可为后续的钢活塞销孔结构设计提供理论依据。

地下矿山新型浮箱式膏体充填接顶技术研究及应用

膏体充填后充填体存在一定下沉量和自流坡度角,导致充填接顶效果不佳的问题。为了提升窄长形下向进路式采场的充填接顶效果,避免顶板暴露面积过大而失稳,提出浮箱式点柱接顶技术。分析了浮箱式点柱的承载机理,量化了浮箱尺寸、强度和排间距计算方法。开展现场实验,探究浮箱在高黏度料浆中能否浮起问题。结合该技术在云南某铅锌矿的应用实例,验证了本文提出的设计方法和接顶技术的有效性。结果表明:浮箱可在高黏度料浆中浮起,且部分凸出充填体,对顶板形成有效支撑。采用该技术的实验采场顶板对充填体浮箱的压力约为0.65 MPa。采用浮箱式点柱接顶技术可以形成充填体-浮箱式点柱共同支护体系,提升顶板稳定性,具有显著的安全效益。

基于X射线数字化成像技术的40.5 kV开关柜触头盒质量检测

作为高压开关柜的关键绝缘部件,触头盒主要起绝缘隔离和连接过渡的作用。触头盒发生局部放电会导致绝缘击穿,甚至引发相间短路故障,对开关柜的可靠性运行带来严重威胁。目前对于触头盒产品没有有效的质量检测标准,为此提出了采用X射线数字化成像技术对某40.5 kV开关柜的触头盒进行入网质量检测,并在安装阶段进行检测试验。检测结果发现同批次12件触头盒中有4件内部存在空隙类缺陷,为不合格产品。试验结论表明,采用X射线数字化成像技术检测触头盒的产品质量具有一定的实用性,这也为开关柜内其他绝缘部件的质量检测提供了参考和借鉴。

整体式箱体结构矿用行星减速器锥齿轮副接触区调整关键技术研究

针对煤矿井下采煤工作面刮板输送机配套的行星齿轮减速器整体式箱体结构,研究其输入轴和第二轴的结构和定位方式等,实现其在箱体内的整体组装和圆锥齿轮副接触区的调整,满足设计和使用要求。新的结构和技术为整体式结构矿用行星齿轮减速器圆锥齿轮副接触区调整提供了一种新的解决方案。

高速铁路改线工程拨接技术研究

高速铁路改线通常面临既有铁路运输调配难、专业性强、技术要求复杂、施工难度大等问题。改线施工涉及既有地道拆除、工作坑开挖、箱涵顶进、接触网施工等诸多环节,工程中采取合理的施工方案是保证工程质量的重要环节。针对线路拨接过程中施工复杂、天窗时间短等特点,对改线过程中施工技术和方法进行研究总结,确保铁路运输和工程建设的有序进行,为高速铁路改线施工提供参考和借鉴。

基于SVM-PSO混合算法的12kV开关柜触头盒双屏蔽结构三维电场优化研究

开关柜在长期运行过程中可能会因触头盒电场集中导致放电甚至击穿事故,采用双屏蔽结构是改善开关柜触头盒内电场分布的有效方法。为此,以KYN28A-12开关柜为研究对象,提出了一种基于SVM-PSO混合算法的开关柜触头盒双屏蔽结构三维电场优化方法。首先,在Comsol Multiphysics中建立了开关柜的三维仿真模型,分析了接地屏蔽长度、高压屏蔽半径和长度对触头盒、接地屏蔽和高压屏蔽表面场强的影响规律;然后,构建了含触头盒、接地屏蔽和高压屏蔽表面场强3个优化目标的评价函数,采用SVM算法建立了不同接地屏蔽长度、高压屏蔽半径和高压屏蔽长度下评价函数的预测模型;最后,利用PSO算法进行评价函数的寻优,获得了触头盒双屏蔽结构参数的优化结果,并开展了三维电场仿真计算,相对误差为4.8%,验证了优化结果的正确性;优化后的触头盒在1.2Ur下的局放量为1.38 pC,验证了优化结果的有效性。研究结果为开关柜触头盒双屏蔽结构的设计和优化提供了理论依据。

考虑温度的高速列车轴箱轴承内部接触特性分析

作为高速列车的核心部件,轴箱轴承一旦失效就将严重威胁车辆安全运行。然而,服役过程中的轴承内部温度分布与接触特性极其复杂且难以有效监测。为此,建立了轴箱轴承稳态温度场模型和静力学有限元模型,并分别通过线路实验与理论结果进行验证。考虑润滑剂对轴承内部摩擦产热和散热的影响,构建高速列车轴箱轴承热力耦合有限元模型,可准确再现列车轴箱轴承内部温度分布规律和接触特性。系统研究了轴箱轴承内部的温度分布规律,并分析了温度对轴箱轴承内部接触特性的影响,探讨了复合载荷和转速对轴承温度和接触特性的影响规律。结果表明,温度对轴承各零部件应力影响十分显著,轴承最大应力增幅高达489.26%;轴承内部温度和应力随复合载荷与转速的增加而逐渐增加,温度对应力影响更为显著。研究结果可为高速列车轴箱轴承的接触行为研究与参数优化设计提供理论指导与技术支撑。

基于多物理场的防爆盒对10kV三芯电缆中间接头温升影响研究

中间接头是电缆温升严重的环节之一。为了研究防爆盒的使用是否会进一步加剧中间接头的温升,针对城市供配电系统中广泛应用的10 kV三芯电缆中间接头,采用有限元方法建立了三维多物理场仿真模型。分析了防爆盒对接头温升的影响过程、不同防爆盒体积下接头的温升规律、填充石英砂颗粒对接头的降温效果。研究表明:防爆盒内空气受热上浮造成电缆接头局部集中加热,会进一步加剧接头温升;防爆盒体积足够大时,内部形成空气流动通道有利于降低接头温度;防爆盒内填充石英砂颗粒时接头最高温度仅为55℃,比无防爆盒时下降9.5℃。将仿真结果和试验结果进行对比,相对误差在±10%以内,满足工程误差要求。研究结果可为防爆盒在10 kV三芯电缆中间接头的应用和选型提供参考。

考虑轴向载荷时不同因素对轴箱轴承接触应力影响

变轨距转向架轮轴装配关系为间隙配合,与传统转向架轴箱轴承相比,其轴箱轴承承受的轴向载荷更大,需考虑轴向载荷对轴承接触应力的影响。文章采用仿真软件Romax建立某1435/1520 mm高速变轨距转向架轴箱轴承仿真模型,考虑轴向载荷时不同轨距、不同滚子修形方式和不同轴向游隙对滚子与内圈接触应力的影响。计算结果表明:当轨道为宽轨时,轴承承受轴向载荷后,轴承接触应力情况比轨道为标准轨时更严重,并且未修形滚子的最大接触应力不满足标准要求;轴承承受轴向载荷后,4种修形滚子比未修形滚子均能降低最大接触应力和应力集中系数,其中对数修形滚子承受轴向载荷的能力优于其他3种修形滚子;当轴承承受轴向载荷后,最佳轴向游隙会继续向负游隙方向减小。

轴承滚子缺陷激励下高铁轴箱系统振动特性研究

以某型高速列车转向架上轮对和轴箱系统为研究对象,构建一种包含轴箱轴承滚子缺陷的车辆-轨道耦合动力学模型,并利用现场试验数据验证轴箱轴承−车辆−轨道耦合动力学模型的有效性。通过仿真计算获得在京津线轨道随机不平顺激扰工况下轴箱的振动加速度时间历程以及轴承滚子与外圈的接触载荷时间历程,结合轴承滚子缺陷数学分析模型,研究轴承滚子缺陷激扰工况下轴箱系统内部结构的接触振动特性。研究结果表明:当轴承滚子出现缺陷时,轴箱横向和垂向振动加速度包络谱在滚子故障频率和2倍滚子故障频率的倍频处出现振动加速度峰值,且以保持架旋转频率10.32 Hz进行振幅调制;缺陷滚子与外圈接触载荷频谱主要分布在0~100 Hz的低频段,在200~1000 Hz频段内出现以轴承保持架旋转频率为频率间隔的一系列峰值;随着轴承滚子缺陷宽度的增加,滚子与外圈接触载荷中高频段所占成分逐渐增加,表明轴承滚子缺陷宽度的增加会逐渐引起轴承滚子与外圈的中高频激振,加强轴箱轴承内部构件之间的动态作用从而加速轴承的疲劳破损失效;列车运行速度在250 km/h左右时,仿真数据表明轴承滚子缺陷宽度需限制在1 mm以内,尽量减少因轴承滚子缺陷宽度过大而引起的滚子与外圈接触载荷升高造成结构疲劳等一系列问题。

35kV触头盒电场计算及优化设计

为解决35 kV开关柜触头盒存在局部电场过高、电场分布不均匀的问题,利用Ansoft软件包建立有限元模型,对触头盒的电场分布进行仿真计算,得到了电场分布图、场中的电场强度的最大值、典型位置的电场分布曲线;讨论了电场分布的一些特征,为触头盒结构优化设计的改进提供参考;通过比较其最大场强值,优化出最佳方案。根据仿真结果,采用在触头与内腔连接处涂刷半导体漆改进触头盒结构,从而使电场局部集中问题得到改善,使电场分布更加均匀。

基于寿命等效的轴承小试样滚动接触疲劳试验研究

为研究动车组修程修制优化改革中检修周期和服役寿命延长后轴箱轴承服役安全性和可靠性问题,基于寿命等效强化理论,结合轴承结构、受力特点、运行工况和赫兹接触理论,提出了一种能够指定运行里程和疲劳循环次数的滚动接触疲劳试验方法。应用该方法完成了动车组轴箱轴承小试样滚动接触疲劳试验,通过分析相关试验数据,研究了试样微观组织的演变规律。研究结果表明:随着模拟里程增大,试样表面状态和性能仍处于稳定状态。相关研究工作验证了延长轴承服役寿命的可行性。该试验方法可以显著缩短疲劳试验周期,具有良好的可行性和操作性,可推广应用到其他类型轴承的疲劳寿命试验研究中。

快速计算虚拟物体之间精确接触位置的算法

在触觉、力觉交互的虚拟现实系统中,快速计算虚拟物体之间精确接触位置是触觉、力觉交互碰撞检测系统的前提.在这样的系统中虚拟物体大多是多面体模型且是三角形模型,采用层次包围盒法判断物体是否相交,如果相交,采用本文提出的二级检测算法快速计算出物体的接触位置.该算法首先判断那些相交三角形是异面还是同面,如果是异面,求出一个三角形T2与另外一个三角形T1所在平面的交线,然后再判断该交线与T1之间的位置关系,进而求出有效的相交线段;如果是同面,需要判断两个三角形之间相互位置关系,然后有针对性地求出相关线段之间的交点,从而求出三角形的相交区域.最后用实例验证了该算法的有效性和鲁棒性.

触头盒电场计算及其结构优化设计

针对35kV触头盒存在局部电场过高、电场分布不均匀的问题,利用Ansoft软件包建立有限元模型,对触头盒的电场分布进行了仿真计算。根据仿真结果,采用在触头与内腔连接处涂刷半导体漆的方法对触头盒结构进行了改进,从而使电场局部集中问题得到改善,使电场分布更加均匀。

高速动车组轴箱弹簧疲劳失效机理研究

自哈大高速铁路开通以来,某动车组转向架发生轴箱弹簧断裂故障多起,断口均位于第一工作圈距弹簧端部60mm处,断裂弹簧的平均寿命里程为165万km。本文通过断口形貌分析、弹簧在线载荷识别以及接触应力有限元仿真,对该轴箱弹簧的失效原因进行了分析。断口的宏、微观分析表明,弹簧发生了典型的疲劳断裂。将轴箱弹簧标定为测力弹簧,在运用线路上实测了弹簧垂向载荷和横向载荷时间历程,结果表明,该弹簧运用中未受到超出其动态设计规范的冲击载荷,其垂向和横向载荷均为随机动载荷,其中垂向载荷最大幅值为3.72kN,横向载荷最大幅值为1.18kN。利用ABAQUS有限元程序仿真分析了弹簧接触应力随垂向和横向载荷的变化规律,结果表明,第一工作圈距弹簧端部60 mm处的等效接触切应力值最大,与实际断裂位置相吻合。

大跨度斜拉桥索梁锚箱空间受力分析

针对大跨度斜拉桥索梁锚固区构造复杂、受力集中的特点,采用大型有限元分析软件对锚箱式索梁锚固结构进行分析。由于在巨大索力作用下锚圈、垫板和锚箱承压板之间是紧压密贴的关系,传力方式是一种高度的结构状态非线性行为,所以计算中采用了接触非线性技术进行模拟,并与通常简化计算方法———等效板厚法做了比较,发现采用接触非线性技术能更真实地掌握锚箱各板件的应力状态和分布特点,最后为优化锚固区结构设计提出了一些建议。

金属封闭开关设备触头盒绝缘结构的分析和优化

针对金属封闭开关设备的技术现状和发展要求,研究40.5 kV产品内置电流互感器触头盒绝缘结构,并提出优化方案。通过工频耐受电压试验发现,产品设计中存在的绝缘薄弱环节,利用Ansoft Maxwell 12.1有限元分析软件对触头盒部位的电场分布进行仿真,并分析其影响因素。在此基础上,对触头盒绝缘结构进行了改进。试验结果表明,优化设计满足了绝缘性能的要求。

接触爆炸作用下舰船箱型梁结构的止裂效应仿真分析

为研究箱型梁在舰船结构抗爆中的止裂效应,首先通过模型试验分析不同加筋对板架破口大小和裂纹扩展的影响,然后在此基础上,利用商用有限元程序MSC/Dytran对舰船箱型梁结构的抗爆止裂效果进行仿真分析。结果表明,在接触爆炸下,板架的强力构件(如特大筋)对破口大小和裂纹扩展能起到很好的限制作用;通过将模型数值计算与试验结果进行比较,验证了应用程序和计算模型参数的稳定性与可靠性;箱型梁在舰船结构抗爆中能起到很好的止裂效果,这是由于一方面箱型梁的存在对甲板边板和舷侧顶板以及两者之间的连接进行了加强,减小了甲板和舷侧外板连接处的应力,另一方面,作为舰船整体结构的强力构件,箱型梁本身就能有效阻止破口及其裂纹的扩展,从而大大降低舰船结构整体的毁伤程度。

钢箱梁斜拉桥索塔锚固区的受力性能

以青岛海湾大桥红岛通航孔斜拉桥为背景,介绍了耳板式索塔锚固区的构造特点;应用弹性力学解析方法求出了销铰的接触应力;采用有限元方法对索塔锚固区在最不利荷载组合作用下的受力性能进行了研究,并考虑了几何非线性和材料非线性对钢锚箱进行了极限承载力分析。结果表明:最不利荷载组合作用下耳板锚孔处的最大Von Mises应力为203 MPa;索塔钢锚箱的极限承载力约为设计荷载的5.02倍,具有足够的安全储备。

母婴皮肤早期接触对新生儿体温的影响

目的探讨几种新生儿保暖措施对新生儿体温的影响。方法将145例新生儿分为三组,实验组出生断脐后立即行母婴皮肤接触1h,其余两组断脐后一组行暖箱保暖1h,一组行包被保暖1h,对三组新生儿出生时、出生后30min、1h、2h体温进行监测和对比。结果三组新生儿出生后30min、1h、2h体温数值经F检验,P<0.05,差异有统计学意义。结论母婴皮肤早期接触是一种有效的预防新生儿低体温的方法,可以达到和暖箱同样的保暖效果。母婴皮肤接触优于包被保暖的效果。