航空起动直流电机过热失效问题研究

直流起动电机作为发动机起动系统动力装置的核心部件,需在发动机假起动、冷运转和点火起动等工况下带动发动机转子至一定转速,且需具备在极端条件下具备多次连续起动的能力。现针对某起动直流电动机在发动机上连续起动出现冒烟的问题,提出了直流起动电机耐高温性能优化设计方法,并开展了仿真及试验验证。通过改善电机电磁参数,并选取性能更加优异的绝缘材料进行电机耐高温性能改善,优化后结果表明,定子绕组铜耗减少了30.4%,励磁绕组电流密度减少了30.9%;试验结果表明转子绕组的温度最高为210℃,温度降低110℃,定子绕组温度最高为154℃,温度降低106℃,满足电机工作最高温度要求。

电阻式柔性触觉传感器的研究进展

电阻式柔性触觉传感器具有柔韧灵敏、简单可靠、检测范围广、易于集成化等特点,在触觉感知、人机交互、医疗健康等传感应用领域占据着极其重要的地位,具有广阔的应用前景。随着电阻式柔性触觉传感器的发展,其制备技术和结构设计愈加精密成熟,3D打印技术的应用以及各类微结构的设计使传感器柔韧性和灵敏性得到了极大的提高。然而,目前高性能电阻式柔性触觉传感器的制作工艺仍旧十分复杂,严重限制了其批量生产的能力。再加上电阻式柔性触觉传感器不能实现剪裁拼接、高效低耗等功能,因而无法满足人们对其大面积覆盖和高密度触觉感知的期望。此外,就性能而言,电阻式柔性触觉传感器也难以实现高柔与高敏的兼顾效果,在传感上仍有局限性。为了解决这些难点,众多国际学者在柔性衬底材料、导电敏感材料的选择,以及敏感单元、阵列结构的设计上进行了大量的研究,搭建电子皮肤触觉感知系统。如今,电阻式柔性触觉传感器已经朝着微型化、集成化、自愈合、自清洁、生物适应、生物降解、神经接口控制等方向发展,并在多功能传感上取得了卓越成果。本文首先介绍了电阻式柔性触觉传感器的检测原理和性能指标,然后从材料选择、结构设计和性能优化方面概述了电阻式柔性触觉传感器的研究现状和关键技术,讨论了其在触觉感知、人机交互、医疗健康等领域的相关应用,最后指出了目前电阻式柔性触觉传感器研究所存在的技术难题,并对其未来发展进行了展望。

单缸发动机冷却系统分析及性能提升研究

为评估某单缸发动机冷却系统的系统流量,采用CFD方法对其冷却系统流动阻力和水泵性能进行了分析,并从冷却系统降低阻力和水泵性能提升两个方面对系统流量进行了提升。结果表明:该冷却系统的初始系统流量为16.5 L/min;冷却系统阻力优化后3个水泵性能提升方案的系统流量分别为20.5、21.0、24.0 L/min,流量增幅分别为24%、27%、45%,水泵功耗分别增加50、75、100 W。结合水泵功耗增加幅度,建议选择水泵优化方案1作为冷却系统工作流量提升方案并开展样件制作及实验验证。

235/75R17.5低滚动阻力子午线轮胎的设计优化

介绍235/75R17.5低滚动阻力子午线轮胎的设计优化。结构设计参数不变,即外直径794 mm,断面宽236mm,行驶面宽度188mm,行驶面弧度高6mm,胎圈着合直径443.5mm,胎圈着合宽度184mm,断面水平轴位置(H1/H2)1.00286。采取优化措施为:采用低滚动阻力胎面胶和胎侧胶配方,胎面采用胎冠胶+小翼胶复合形式挤出,胎体采用3×0.24/9×0.225CCST钢丝帘线替代3+9×0.22+0.15NT钢丝帘线,带束层采用2+7×0.30ST钢丝帘线替代4+3×0.33ST和3+9+15×0.22+0.15NT钢丝帘线,优化胎圈部位材料分布,采用低温硫化工艺。成品性能试验结果表明,优化轮胎的耐久性能提高,高速性能达到企业标准要求,滚动阻力系数为6.12 N·kN^(-1),满足市场要求。

高层框架剪力墙结构的抗震性能优化分析

为适应高层建筑多层次化、功能综合化的发展,建筑结构形式在实际中需不断优化设计,而框架剪力墙结构结合了框架结构和剪力墙结构的优点,应用广泛。本文通过对框架剪力墙结构的特性进行分析,阐述其抗震设计要点,据此提出相应的优化设计措施,提高框架剪力墙结构的抗震性能。

钢幕墙“POSN STEEL WALL”结构性能试验及评价

玻璃装饰外墙的幕墙具有外观华丽、施工维护方便等优点,目前得到了广泛应用。作为幕墙外墙的玻璃框架,主要采用重量轻、加工方便的铝材制作。韩国钢制幕墙(POSN STEEL WALL)由高耐腐蚀性合金镀层钢板制作而成,具有优异的结构性能,可承受压缩、拉伸和弯曲载荷,无需加固即可安装,且其强度大于铝材,可用于薄型框架制作。通过开展全尺寸钢幕墙POSN STEEL WALL的结构性能试验,并将试验结果应用于实际项目,分析其施工性能。

铝泡沫夹层结构抗爆炸性能仿真分析及优化

对6种铝泡沫夹层结构的抗爆炸性能进行了有限元分析,从变形模式、运动响应和吸能特性等方面对比研究了6种夹层结构的动态响应特性。结果表明铝合金-铝泡沫-高强度装甲钢夹层复合结构的抗爆炸性能最优,且铝泡沫芯体密度对夹层结构的动态响应有较大影响。应用自适应响应面方法,建立了典型夹层结构的基于动力有限元分析的优化设计模型,对夹层结构的面板、背板、芯体厚度进行了整体优化,使铝泡沫夹层结构的抗爆炸性能明显改善,这对抗爆炸结构的工程设计具有一定指导意义。

地铁车站站台柱抗爆性能及其优化设计

地铁车站的整体抗爆安全性能与其站台柱抗爆能力的大小密切相关.为此,从截面选择、轴压比的确定、箍筋形式及配筋率等方面对站台柱的抗爆性能进行了系统研究,并提出优化设计方法.研究结果表明:在对地铁车站站台柱进行抗爆设计时,截面形状宜采用圆形;增大箍筋直径或提高纵筋配筋率都不能显著提高钢筋混凝土柱抗爆性能,减小箍筋间距对提高柱子的抗爆能力具有明显的效果;针对圆柱提出改善其抗爆性能的箍筋配置方法;提出了站台柱合理安全防护距离的概念,并针对典型地铁车站给出建议值.

基于SGA-BP-GA方法的FPSO舷侧结构耐撞性能优化设计

由于船体结构及碰撞优化的复杂性,使得传统优化方法难以有效进行。基于遗传算法、模拟退火算法和BP神经网络,结合正交试验设计和ABAQUS参数化仿真技术,提出一种新的结构耐撞性优化方法--SGA-BP-GA。为了提高BP网络对结构耐撞性指标的预测精度和泛化能力,利用模拟退火算法的概率突跳特性克服遗传算法易早熟和陷于局部最优的缺点,在此基础上采用模拟退火遗传算法(SGA)对BP网络的权重进行优化。采用提出的SGA-BP-GA方法对FPSO舷侧结构耐撞性能进行优化设计,以验证其准确性与可行性。结果表明:与传统BP、GA-BP和SA-BP相比,SGA-BP具有更高的预测精度和泛化能力;与GA-BP-GA方法相比,SGA-BP-GA优化结果仍提高了5.34%;提出的SGA-BP-GA方法能够较好的适用于复杂的船体结构耐撞性优化设计。

多层复合抗爆结构的数值优化与试验研究

建立了高强度钢、聚脲弹性体、泡沫铝、超高分子量聚乙烯材料组成的多层复合结构模型。通过数值仿真分析不同结构、不同厚度分配下的多层复合结构的中心位移量、吸收能量、加速度响应,得到最优抗爆性能的复合结构,最后验证其抗爆性能。结果表明,该数值仿真分析方法可用于多层复合抗爆结构的优化设计,最优多层复合结构抗爆试验初步成功,对相关产品的后续研究可提供技术支撑。

有限元分析技术在外窗玻璃压条方案设计中的应用

抗风压性能是衡量建筑外窗安全性的重要指标,如何合理的进行抗风压设计是设计师必须考虑的问题。本文结合试验室检测结果,对铝合金外窗玻璃压条研究开发过程中的问题进行深度剖析,通过ANSYS有限元软件对几种不同方案分析比较,提出了优化设计方案,很好地解决了试验过程中由于局部杆件缺陷导致的外窗抗风压性能降低的问题。

水陆两栖飞机船体线型优化设计与试验验证

针对基于CFD方法的水陆两栖飞机船体线型优化可行性的问题,根据MVP水陆两栖飞机的线型资料设计得到一个带鳍式浮筒的水陆两栖飞机初始线型,并使用STAR-CCM+软件对飞机的单船身模型进行静水面滑行仿真,计算得到模型在各个速度下的水阻力、纵倾角及升沉,对该型飞机的水阻力性能和稳定性进行分析改进及优化计算,并将优化计算结果与模型试验进行比对。分析结果显示,最终优化后的模型水阻力系数较原型减小0.4,滑行稳定性得到较大提升,数值计算结果与试验值高度吻合,且计算云图中呈现的流动现象与实际试验也具有良好的一致性。仿真计算结果与试验值的对比表明,采用所提出的方法进行水陆两栖飞机船体线型优化设计可行。

波浪增阻计算方法在船型综合优化设计中的应用

[目的]为了获得兼顾静水和波浪阻力性能的优良船型,以某散货船为研究对象,开展船型综合优化设计。[方法]基于成熟的商用软件STAR-CCM+进行目标船静水阻力性能评估。采用ISO 15016推荐的简化方法和经验方法,以及自主编程开发的二维切片理论方法进行波浪增阻计算。对比分析不同波浪增阻方法计算结果与模型试验结果的差异。[结果]结果表明:二维切片理论方法计算精度较高,且能反映船型对波浪增阻的影响;目标船改型的静水阻力性能与原型相当,改型的波浪增阻和原型相比降低了20%以上,波浪中阻力性能得到显著提升。[结论]通过探讨不同波浪增阻计算方法的工程适用性,为船型综合优化设计提供了有效工具。

某多功能商务车翼子板屈曲抗凹优化设计

主要针对某款多功能商务车型翼子板屈曲抗凹性能不满足要求,重点介绍了一种加强方案和计算机辅助分析结果;同时简析了影响翼子板屈曲抗凹性能的工艺因素,实际生产中应该从多方面查找翼子板屈曲抗凹性能差的原因并提出整改方案。

掘进机耐碰撞机构的力学特性分析及优化设计

为了充分提高掘进机机械结构强度,从而提升其耐碰撞能力,设计一种掘进机耐碰撞机构模型,运用有限元分析软件,从静力学属性角度对耐碰撞机构进行研究,用于验证最恶劣的工况下耐碰撞机构的机械强度。对作用在掘进机耐碰撞机构上的应力进行评估,优化耐碰撞机构结构设计,达到进一步提高机械强度的目的。

侧门外开把手耐碰撞分析和优化

侧门外开把手是汽车侧门锁系统重要组成部分,是开闭侧门的重要功能件。存在设计缺陷的侧门外开把手在车辆遭受侧碰撞时可能主动开启侧门,导致乘员被抛出车外。如何保证侧门外开把手被动安全性和可操作性在特别环境下发挥作用,是设计和开发的工作重点。本文通过对外拉式外开把手耐碰撞性能的计算并对计算结果进行优化,阐明最佳侧门外开把手设计方案是如何获得的。

株洲清水塘大桥双层钢桁拱桥下部结构设计

结合株洲清水塘双层桁架拱桥工程,详细分析讨论了主桥下部结构的设计要点,在水位落差大、阻水率要求高、船舶撞击作用、外形景观美观、拱桥施工工艺等外部条件限制下,对桥墩桩基承台布置、受力模式、构造细节等进行了深入研究,介绍了设计的方法和内容,总结归纳了特大跨径跨江桥梁下部结构设计经验。

基于优化准则法与粒子群算法的超高层建筑抗风性能设计优化

为了使超高层建筑结构在抗风性能设计中不但满足结构安全性要求,而且满足舒适度要求,采用优化准则法(OC)以及粒子群算法(PSO),建立了一个以降低结构设计造价为优化目标、同时考虑结构层间位移角和风振加速度等设计约束条件的结构抗风性能设计优化(OC-PSO)方法。在结构优化的过程中采用基于风洞试验的超高层建筑结构风振响应频域计算方法对结构设计的等效静力风荷载进行更新,使其与结构动力特性相匹配,在一定程度上增大了优化问题的寻优空间。某50层实际超高层建筑结构优化结果表明:OC-PSO方法能够在满足抗风性能设计条件的前提下,得到具有最优结构造价的超高层建筑优化设计方案,节省结构造价3.3%。

哈尔滨万达滑雪场结构设计关键技术研究

哈尔滨万达滑雪场是目前全球最大的室内滑雪场。建筑面积约8.6万m^2,其中雪面面积约6.4万m^2,为超大跨度结构,造型独特,结构复杂超限,设计难点较多。主要阐述超大室内滑雪场结构设计的特殊关键技术问题,其中包括荷载取值、设计标准、结构体系的形成、结构抗扭、抗偏心优化,雪道楼面抗拉设计,雪道基层抗滑移试验及设计,低温钢结构性能研究,基础抗不均匀竖向力、水平力设计及超常规节点设计原则等,并提出了施工模拟分析、施工监测及健康监测等系列措施,保证结构的安全性和合理性,可供室内雪场类结构设计参考。