内外液流通道筒式磁流变制动器制动性能分析

针对传统磁流变制动器磁场利用率不高的问题,提出了一种具有内外液通道的筒式磁流变制动器;通过在缸筒和旋转套筒中增设非磁性器件,使得磁力线蜿蜒通过内外轴向液流通道的6段有效阻尼间隙,从而使该制动器在外形尺寸不变的前提下能产生较好的转矩性能;阐述了内外液流通道筒式磁流变制动器的结构和工作原理,并对有效阻尼间隙在磁场作用下的磁路进行分析;同时推导建立了制动转矩和温度场数学模型;基于COMSOL软件对磁流变制动器电磁场和温度场进行了仿真分析。由电磁场仿真可知,在外加电流为2.0 A、转速400 r/min时,制动转矩可达101.96 N·m,转矩动态可调范围由1.00增加至29.69;由温度场仿真可知,在多次紧急制动下最高温度为42.88℃,符合磁流变液正常工作范围。

基于NSGA-Ⅱ的内外液流通道筒式磁流变制动器优化设计

【目的】针对传统磁流变制动器磁场利用率不高的问题,设计了一种具有内外流道的筒式磁流变制动器。【方法】通过将隔磁环和隔磁盘集成在导磁材料旋转套筒和定子磁缸内,使得磁力线蜿蜒穿过内外液流通道的6段有效阻尼间隙,从而在制动器外形尺寸不变的前提下提高了转矩性能。阐述了内外液流通道筒式磁流变制动器的结构和工作原理,同时建立了制动转矩的数学模型。在电磁场和转矩分析的基础上,通过理论计算和DOE实验正交法预测模型精度,并利用NSGA-Ⅱ算法对内外液流通道筒式磁流变制动器进行多目标优化。【结果】结果表明,当加载电流为2.0 A时,制动器的转矩最大值由36.38 N·m提高到47.35 N·m,相比优化前提升了30.15%;转矩动态可调范围系数由18.28提高到21.31,相比优化前提升了16.58%。【结论】优化后的制动器满足无人配送小车的制动性能需求。

Optimisation analysis of nanocomposite pipes with internal fluid flow under external excitation

The harmony search algorithm is applied to optimum designs of a functionally graded (FG)-carbon nanotubes (CNTs)-reinforced pipes conveying fluid subjected to moving load. The structure is modelled by Reddy cylindrical shell theory and the final equations are obtained by principal of Hamilton. Based on differential quadrature method (DQM), the dynamic displacement of system is derived.

内外流作用下的U型管流致振动分析

为了探究U型管在内、外流体共同作用下的流致振动特性,基于ANSYS Workbench平台采用单向流固耦合方法,对外流为空气及内流为水联合作用下的单根U型管的振动特性进行了研究。结果表明,系统主要激励来自外流,外流会影响系统稳态响应的振动幅值及频率;内流对平均位移及固有频率影响则更为显著,内流对U型管各阶固有频率的降低幅度约为11.9%;由于内、外流体力的作用方向存在差异,每一个外流流速都存在一个最佳减振内流流速,某些流速组合(例如vout=10 m/s,vin=6 m/s时)可以使U型管的平均位移降低90%以上。

悬链线立管涡激振动响应及协同学控制

针对钢悬链线立管结构体系涡激振动的自组织演化过程问题,采用协同学的方法,通过分析质点位移为序参量的结构振动演化主方程的非定态解,阐述了快驰豫参量和控制系统演化的慢驰豫参量之间的相互关联和协同作用,得到了代表立管系统振动时序参量所满足的主方程.进而探讨了结构振动控制的方法,包括改变结构弹性模量和内流流速的被动控制方法,以及控制外部流体流速的主动控制方法,为钢悬链线立管结构涡激振动控制工程实践提供了理论依据.

双S弯喷管的流固耦合特性研究

为了明晰S弯喷管的流固耦合特性,数值模拟了流固耦合作用下双S弯收敛喷管的结构变形特征及其内/外流特性。结果表明:S弯喷管的圆转方弯曲构型产生了非均匀的流场分布,并增强了结构的弹性特征,通过交换气动载荷与变形位移数据形成了S弯喷管流固耦合的作用机理。在气动载荷作用下,S弯喷管沿Y向的最大变形位移为25.3mm,位于喷管出口上壁面的中心位置。当喷管的结构变形稳定时,第二弯转弯处下壁面的气流加速至局部超声速,壁面静压大幅降低;第一弯下游上壁面附近形成了气流分离区;喷管出口喷流沿轴向向上偏转。流固耦合作用导致S弯喷管的流量系数减小0.6%,推力系数降低1.8%。

木犀草素对大鼠肠系膜上动脉舒张作用的影响

目的观察木犀草素对大鼠肠系膜上动脉的舒张作用并探讨其作用机制。方法采用离体血管环实验方法,1×10^(-6.1)、1×10^(-5.6)、1×10^(-5.1)、1×10^(-4.6)、1×10^(-4.1)、1×10^(-3.6)、1×10^(-3).1mol·L^(-1)木犀草素加药组为实验组,同时设立等体积累加生理盐水组为对照组。使用Myograph动态描记系统分别记录高K+、苯肾上腺素(PE)对大鼠离体血管环的收缩作用;观察不同浓度木犀草素对高K^(+)、PE预收缩血管环的舒张作用;同时采用多种工具药干预,探讨木犀草素舒张血管作用与内皮、钾通道及钙通道的相关性。结果木犀草素对高K+和PE预收缩的内皮完整的微动脉血管最大舒张率分别为(42.75±3.13)%和(82.64±1.80)%;其对去内皮微动脉血管环的最大舒张率为(94.52±0.76)%;在灌注压力存在的条件下,其对高K+和PE预收缩的微动脉舒张外径分别为(160.0±3.2)和(280.0±2.2)μm;当用浓度为1×10-4.6和1×10^(-4).1mol·L^(-1)的木犀草素孵育微动脉环后,PE累积添加浓度为1×10-5mol·L^(-1)时,PE最大收缩率降低,分别为(92.36±6.33)%和(63.76±12.79)%;实验组的上述数据与对照组比较,差异均有统计学意义(均P<0.05)。结论木犀草素对高K+和PE引起的血管收缩有浓度依赖性的舒张作用,其舒血管的机制与受体操纵性钙通道(ROCC)和电压依赖性钙通道(VDCC)有关。

动态调速工况液力偶合器瞬态流场PIV试验

为了分析大功率液力偶合器在调速工况中能容下降、效率降低及输出特性失稳等问题产生的原因,建立了液力偶合器内/外特性同步测试试验台,采用PIV(粒子图像测速)流场测试的方法分析动态调速工况下偶合器涡轮内部瞬态流动特性.将动态调速与对应稳态工况在径向/轴向切面的流场测试对比,结果表明:在环流转换的调速过渡区间内,受气相的干扰流道中部出现较大的低速区,与对应稳态工况流场差别较大;在额定工况附近及其他调速工况点,速度流场变化趋势与稳态工况相当;随着动态调速工况转速差的增加,在轴向切面内显示多尺度气泡弥散在液相中并随着液体质点做螺旋运动,在涡轮入口吸力面附近逐渐出现大面积的低速区且其分布区域逐渐增大,最终在速度梯度较大的涡轮入口靠近吸力面处形成主漩涡.

导轮关键参数对液力变矩偶合器性能的影响

采用CFD数值模拟与内外特性试验相结合的方法研究了导轮关键参数对液力变矩偶合器性能的影响。通过预测液力变矩偶合器不同充液率工况下的环流转换特性确定导轮高度区间,分别制定了5组导轮叶片出口角度和叶片数的流道方案,并对其进行特性预测和对比分析。结果表明:叶片出口角度为17°、叶片数为20的导轮流道结构方案可获得较好的综合性能。通过气-液两相环流特性与外特性试验的验证,内外特性数值模拟结果与试验结果吻合较好,证明了本文数值算法的正确性,对液力变矩偶合器的设计具有一定的工程参考价值。