HIAF随机冷却系统slot-ring型pickup/kicker及相应合路器/功分器的设计与仿真

为降低束流发射度,提高束流强度,得到高品质的束流,强流重离子加速器装置(HIAF)高精度环形谱仪(SRing)将建造随机冷却系统。随机冷却系统的关键硬件pickup/kicker在一定程度上决定了其冷却效率。本工作讨论了随机冷却系统pickup/kicker的具体作用及设计指标,介绍了分路阻抗概念。SRing随机冷却系统采用周期性单元结构slot-ring模型,利用高频结构仿真(HFSS)软件对其进行建模并仿真优化。通过对不同结构参数进行扫参,确认了slot-ring结构各参数对pickup/kicker分路阻抗值的影响。仿真结果表明,slotring结构有较高的分路阻抗,适用于SRing随机冷却系统。同时,考虑到pickup/kicker工作带宽内分路阻抗的平坦度,提出了采用不同尺寸slot-ring结构进行组合的方式来优化其平坦度。最后设计并加工实测了该slot-ring结构相匹配的十六路功率分配器/功率合成器,实测结果表明:该功分器/合路器具有各端口输出幅度平坦度较好、隔离度大、插入损耗低、电压驻波比小等特点,满足SRing随机冷却系统的要求。

钢管环形淬火设备分析

淬火是钢管热处理工艺中的重要环节,国内淬火设备经过数十年的发展,取得了很大的发展,不同规格、不同壁厚的钢管淬火工艺形式不同。但对于薄壁钢管的淬火,环形淬火装置更加适合。本文对钢管环形淬火环的形式进行了分类,并分析了不同形式淬火环的优缺点及适用条件,通过对比分析,可为钢管热处理提供选型参考。

基于改进转子端环参数计算的深槽笼型异步电动机启动特性仿真分析

为了更为准确分析深槽笼型异步电动机的启动性能,本文在考虑铁芯饱和、导条涡流、绕组端部电阻和电感的基础上,进一步考虑了转子铁芯、转子压圈及平衡环对转子端环电抗参数的影响,以及转子导条伸出铁芯部分对转子端环电阻参数的影响。建立了750kW深槽笼型异步电动机场-路-运动耦合时步有限元模型,对其启动特性进行了全面的仿真分析,分析了电动机在启动过程中电磁场、转子导条涡流的变化情况,计算了电机在启动瞬间的冲击电流和冲击转矩,并将仿真结果与试验值进行对比分析。结果表明:采用本文所提出的基于改进转子端环参数的计算方法和场-路-运动耦合时步有限元模型,得到的深槽笼型异步电动机启动特性的计算结果具有更高的仿真精度,为今后的深槽笼型异步电动机启动性能优化设计、运行维护及保护整定提供有效参考。

新型宽带圆极化超表面天线设计

提出了一种加载超表面的高增益宽带圆极化天线。天线由菱形贴片阵列超表面和短路圆环缝隙耦合馈电层组成。微带线馈电的短路圆环缝隙产生包含一个轴比最小值点的圆极化辐射,加载超表面后产生另一个轴比极小值点,从而实现宽带圆极化和高增益特性。通过优化设计,天线在整个尺寸为50 mm×50 mm×2.8 mm(1.08λ0×1.08λ0×0.06λ0)时,具有低剖面特性。天线实测与仿真结果基本吻合,-10 dB阻抗带宽和3 dB轴比带宽分别达到了50.0%和23.1%,在7.1 GHz处峰值增益达9.3 dBic,且在圆极化带宽内增益波动仅有2 dB。

液力变矩器涡轮叶片定位槽冲槽机设计与研究

针对液力变矩器的涡轮外环叶片定位槽的冲槽加工,手工单头冲槽机无法实现精准和高效冲槽加工。为解决该问题,以YB系列液力变矩器为研究对象,着重从冲槽工艺分析、整机结构和工装夹具设计等方面对冲槽机进行设计与研究,开发一种涡轮叶片定位槽冲槽机,可实现回转类零件槽孔加工,提高了对液力变矩器的制造精度和效率。

运用8D方法解决钢领板安装问题

为了解细纱机钢领板?6.2 mm孔与升降横杆上钢领板支承块M6孔错位、螺钉与孔错位无法连接、安装的问题,运用8D方法,通过快速响应、临时纠正措施、确定根本原因和永久纠正措施4个阶段的实施与分析,恢复钢领板升降装置组合用工装保证尺寸精度,增加校直工艺,将钢领板Φ6.2 mm孔改为Φ6.2 mm×8.0 mm长圆孔,解决钢领板安装问题。指出:用8D方法可查明问题产生的根本原因,预防再发生,且有利于提升团队解决问题的综合能力。

浅槽环瓣型浮动环密封的性能分析

为探讨浅槽环瓣型浮动环密封的性能特点,首先分析了密封的结构和工作机理,采用FDM(F in ite D ifferenceMethod)、牛顿超松弛迭代求解Reynolds方程,获得密封间隙的流场压力分布及各种工况条件对泄漏量、静态刚度的影响。结果表明:轴向浅槽的存在,产生了多楔形动压效应,使压力扰动不可能周向连续传播,提高了密封的稳态特性;轴颈线速度、密封腔压强、端面摩擦因数对于泄漏量、静态刚度具有很大影响,为特殊工况下径向密封件的设计和选用提供了参考。

浅槽环瓣型浮动环密封的参数优化

介绍了浅槽环瓣型浮动环密封的基本结构和工作原理,并对其结构参数和工况参数进行了优化,优化采用非线性、单目标、单参数的方法。优化结果表明:结构参数和工况参数对浅槽环瓣型浮动环密封的性能影响很大,随着槽深的增加,泄漏量减小而刚度增加;而随着槽数、密封压差、轴颈线速度的增加,泄漏量增大而刚度下降。因此在实际工作中,应该根据实际的工况条件综合考虑、设计结构参数,最大限度地减小密封泄漏,提高密封的综合性能。

一种新型的双频段圆极化可重构微带天线

在移动终端的狭小受限空间内,如何有效地利用频率资源、空间资源,提高通信系统的传输容量是研究热点,设计性能良好的可重构天线是一种有效手段。本文采用多环缝隙结构设计了一种新型的双频段圆极化可重构天线。它在MEMS开关的控制下,可在4.9GHz和5.8GHz两个频率上同时实现左旋和右旋圆极化,两个频带的相对带宽分别达到11.2%和13.8%,很好地实现了圆极化可重构天线的双频带特性,能够满足移动通信对多频技术的需求。

聚丙烯酰胺水溶液在内管带有等距环槽的同心环空中流动的压降

以相似理论为基础,利用因次分析方法,建立了聚丙烯酰胺水溶液在内管带有等距环槽的同心环空中流动的准则方程;通过室内模拟实验测得相应参数,由该准则方程,并利用最小二乘法及高斯消去法进行回归分析,得到了聚丙烯酰胺水溶液在内管带有等距环槽的同心环空中流动的压降关联公式,并分析了流量和内管带有等距环槽的同心环空特征几何参数对压降的影响.结果表明:聚丙烯酰胺水溶液在内管带有等距环槽的同心环空中流动时的压降随着流量的增加而增大;在流量相同、同心环空长度l一定的情况下,d/a越大(a为环型槽的间距),产生的压降也越大;当d/a相同的情况下,紊流时曲线的斜率比层流时的斜率大;在流量相同、d/a一定的情况下,同心环空长度l越大,产生的压降也越大;当内管长度l相同的情况下,紊流时曲线的斜率比层流时的斜率大.

RFID圆环缝隙天线设计以及环境影响测试

为了满足2.45GHz射频识别系统工作的需求,所设计的2.45GHz圆环缝隙标签天线的性能指标为:在驻波比小于1.5的条件下,工作带宽约为300MHz(2.19~2.49GHz);天线增益为3.31dBi;天线尺寸满足RFID系统应用需求.本文给出了该标签天线的实测结果,与理论结果吻合良好.论文给出周边塑料瓶水、玻璃瓶水、金属罐头瓶在不同位置时对天线匹配特性影响的测量,结果表明,塑料瓶水和玻璃瓶水对天线匹配性能的影响类似,当周围物体距离天线小于2.5cm时,天线的谐振频率将发生偏移.金属罐头瓶距离天线小于0.3cm将导致天线无法工作,当所有物体距离天线的位置超过2.5cm时,天线可以正常工作.

活塞环-环槽磨损试验机研究

在分析了内燃机活塞环和环槽的磨损类型之后，研制出一种活塞环－环槽磨损试验机．这种试验机具有强化试验功能，能够很好地模拟活塞环与环槽间的冲击载荷、相对滑动、温度和腐蚀性环境气氛，可以模拟出实际工况下的磨损失效类型，试验结果具有良好的可比性和重现性．

基于圆环缝隙结构的圆极化可重构微带天线设计

通过对圆环缝隙结构的圆极化天线的理论分析,提出在微带天线接地板上添加十字形槽以拓展天线带宽的方法,并设计出左、右旋圆极化可重构微带天线.实际制作了工作频率为5 GHz的右旋圆极化可重构天线,将仿真和实际测量结果进行比较得出,添加十字形槽的圆极化可重构天线的阻抗带宽为4.45～5.50 GHz.在4.75～5.45 GHz范围内,实测天线相对轴比带宽为14%.这种方法能在不显著增加天线体积的情况下,将天线带宽增加1倍.

一种基于圆环缝隙结构的双频宽带天线

提出了一种基于圆环缝隙结构的双频宽带天线。内外环缝间对称分布的四个矩形切口确保能量由外到内传递,内圆环中H形缝隙的引入使低频段带宽提高了1倍。仿真结果显示,该天线的-10 dB阻抗带宽分别为(1.80～3.29)GHz和(4.83～6.82)GHz;天线的相对带宽分别达到了58.5%和34.2%;覆盖了无线局域网(WLAN)的所有三个频段和宽带互通微波接入(WiMAX)的2.5 GHz和5.25 GHz两个频段。

大型薄壁铝合金筒体铸件差压铸造过程数值模拟与工艺优化

利用ViewCast软件对某大型薄壁铝合金筒体铸件差压铸造充型和凝固过程进行数值模拟。模拟结果表明,由于铸件较高,缝隙式浇注系统无法实现逐层充填,金属液在充型过程中飞溅严重。在改进方案中,采用环形横浇道和环形内浇道取代缝隙式浇道,并吸取缝隙式浇注系统横向补缩的优点,在铸件相应部位设置工艺筋并配合使用冷铁。再次模拟结果表明,改进后的方案是合理可行的,实现了平稳逐层充型和铸件的顺序凝固。

O型密封圈的应用小技巧

介绍了应用O形密封圈时在结构与安装上的改进技巧 。

牙轮钻头弹性球面浮动套轴承的设计与优化

针对现有牙轮钻头浮动套轴承存在的偏转问题和严重应力"边缘效应",设计了一种新型的弹性球面浮动套轴承.通过有限元方法对球面和平面浮动套的力学性能进行对比分析,并研究了矩形、椭圆形、圆形、三角形四种槽的中间修形对球面浮动套内外接触线上等效应力影响,优化了槽的尺寸.结果表明:球面浮动套的力学性能优于平面浮动套,但2种浮动套都存在严重的应力"边缘效应";通过中间修形有效改善了浮动套应力"边缘效应",其中圆形槽的效果最好且便于加工;当圆形槽半径R=0.6mm、圆心到内外表面的距离比a/b=19/21时,内外接触线上的最大等效应力之差减小到8.91 MPa,较优化前降低33.3%,减缓轴承局部过早发生疲劳失效.

一种基于环缝高次模的双频段大频差天线

提出了一种基于加载环缝高次模的新型双频段大频差天线,其具体结构为在蝶形天线两臂上对称地加载一对闭合圆环缝隙。常规的环缝加载方式为开口环缝加载,该加载方式环缝工作在基模;而本文提出的闭合环缝加载,可使环缝工作在高次模。加载环缝高次模的利用,可使天线在实现大频差的同时确保其在高频段的性能。所研制的天线可实现超过3∶1的大频差,仿真和实测结果表明:天线在两个频段都具有良好的性能。新型天线结构的研制成功丰富了多频天线的种类,为实现大频差天线提供了一种新的思路和方法。

引信双频环形微带天线的研究

在对环形微带天线进行电阻加载实现天线小型化的基础上,通过对环形天线的C形开槽,实现了天线的双频带工作。采用基于矩量法的电磁仿真软件IE 3D进行优化仿真,给出了一个双频环形微带天线的设计仿真结果,此天线适合在无线电引信系统中应用。

原子层沉积技术在纳米光子波导中的应用

原子层沉积(ALD)是一种独特的薄膜沉积方法,能够实现完美的台阶复形和大面积均匀沉积,为薄膜成分和厚度提供原子级控制。本文将ALD的优点与纳米光子学联系起来,总结了ALD膜层在几种硅波导新结构中的性能优化作用,综述了近年来利用ALD制备纳米光子波导器件的一些研究成果。