一种超薄吸波材料及其在缝隙天线中的应用

该文设计了一种超薄雷达吸波超材料,从等效电路和表面电流、电场分布分析了其吸波机理,并将其应用于波导缝隙天线的带内雷达散射截面(Radar Cross Section,RCS)减缩。该吸波材料仅由两层金属及中间的有耗介质板组成,厚度约为l/175,最大吸波率达99.9%,且具有入射角和极化稳定吸波特性。将该吸波材料加载到波导缝隙天线上,实验结果表明:加载后的天线,回波损耗和增益几乎不变,在-21o^21o角域,天线带内RCS减缩均在3 dB以上,法线方向RCS减缩最大超过17 dB。

窄缝耦合的快速估算法

基于小孔耦合理论和腔体格林函数,提出了长宽比大于10的窄缝耦合的快速算法,并与Micro-Stripes软件的计算结果进行比较,两者基本一致。研究了窄缝位置、数量及腔体尺寸对屏蔽效能的影响,结果表明:每增加一条相同尺寸、相同取向的窄缝可使腔体的腔体屏蔽效能下降约6 dB;窄缝长度不变的条件下,长宽比每增大1倍则屏蔽效能增加1 dB,并且增大腔体任一方向的尺寸都可以使屏蔽效能增大;除腔体的谐振频率与软件计算结果稍有差异之外,快速算法与软件的计算结果吻合很好,而快速算法的速度远大于软件计算速度,且适合于高频范围。

一种修正的窄缝电磁耦合FDTD算法

电磁脉冲通过窄缝的耦合计算是电磁兼容研究中的一个重要问题,现有算法存在着一些局限或不足．为 得到一种能够反映窄缝实际耦合特点的算法,研究了Wang的窄缝算法中的不足,并基于其提出了一种修正的窄 缝电磁耦合FDTD算法,即假设窄缝所在网格上的电磁总场在面向入射场源的窄缝一侧是随离窄缝距离增 加而增强的,而在背向入射场源的窄缝一侧是随离窄缝距离的增加而减弱的．用该算法对ESD电流注入 细导线产生的电磁场与窄缝的耦合进行了计算．计算结果表明了该算法的正确性．

带细缝屏蔽腔体耦合特性的仿真研究

带细缝屏蔽腔体耦合特性的分析对电子产品的设计、电子产品电磁兼容的预测具有重要的理论价值和应用价值。应用三维FDTD建模计算带细缝屏蔽体在外部干扰源作用下,屏蔽体内部的电场情况。当采用增强数值算法处理细缝时,计算的空间网格尺寸划分比腔体细缝尺寸大,可以减少计算时间和计算机CPU与内存资源利用率,所以本文应用了FDTD中的增强数值算法进行仿真研究,并得出结果进行分析。

缝槽水压爆破导向裂缝扩展实验研究

针对西南地区薄煤层在使用传统深孔预裂爆破技术增加煤体透气性时,爆生裂缝无序扩展至顶底板引发顶底板失稳破断的技术难题,结合刻槽爆破裂缝导向性和水压爆破高效性,提出缝槽水压爆破技术。通过实验对比分析了耦合装药爆破、缝槽空气不耦合爆破、缝槽水压爆破形成的裂缝特征及应力演化规律。结果表明:缝槽水压爆破能大面积定向预制二维平面裂缝;在相同装药量下,缝槽水压爆破制造的煤体暴露面积是缝槽空气不耦合装药爆破的1.42倍、耦合装药爆破的11倍;其爆炸应力峰值略高于耦合装药爆破,达到割缝空气不耦合装药的1.5倍。而且,缝槽尖端方向应力变化大于其他方向,引起更大的质点振动,利于煤岩体破断,导向裂缝起裂和扩展,更有利于保护煤层顶底板。

利用超材料吸波体减缩缝隙天线雷达散射截面

给出了一种极化稳定、宽入射角、无表面损耗层的超薄超材料吸波体,并将其用于波导缝隙天线,降低天线带内雷达散射截面.理论分析与仿真、实测结果表明:该吸波体最大吸波率达99%,厚度仅为0.005 7λ,通过优化其在天线辐射缝隙周围的排列分布,使天线带内雷达散射截面在-21°至+21°角域减缩超过3dB,法线方向雷达散射截面减缩在13dB以上,同时天线增益提高了0.99dB.

汽车动力锂电池组翅片式散热性能仿真分析

以计算流体动力学(CFD)为基础,应用商业软件ANSYS Fluent进行仿真分析,研究具有不同结构尺寸的翅片式电池热管理系统的冷却性能.首先,通过实验与模拟对比单体电池在不同放电倍率下放电时的温度变化,验证了仿真分析的可靠性.其次,以模块的最高温度和最大温差作为温度控制的监控参数,模拟分析了不同结构尺寸翅片对电池组热性能的影响,发现加入翅片可以显著降低电池组的最高温度,改善温度场的均匀性,而翅片开缝可以扰动空气流场,同时减轻热管理系统质量,提高电池组热管理系统的综合性能.

理论平板及其中央开槽颤振特性的CFD研究

基于任意拉格朗日-欧拉描述法及刚性模型和计算网格同步运动的动网格技术,数值模拟了作竖弯或扭转谐振动的平板绕流场.通过计算一个运动周期内作用在平板上的总功,分析了理论平板的颤振机理.研究表明仅有竖弯自由度或扭转自由度的平板不可能发生单自由度颤振.计算了中央开槽20%平板的颤振导数.通过对一设想的大跨度桥梁进行二自由度颤振分析,显示平板中央开槽能显著提高其颤振稳定性.最后从气动机理上解释了平板开槽能提高颤振稳定性的原因.

螺杆泵直驱单元组合超细长永磁电机振动研究

为了研究细长永磁转子偏心和近极槽比配合引起单元组合式潜油永磁电机电磁振动加剧等问题,介绍了组合式潜油电机新型结构特点,基于永磁电机径向电磁力波产生原理,对10极12槽潜油永磁电机径向气隙磁密和径向电磁力波的频谱特性进行分析。对细长永磁转子偏心挠度进行计算,利用有限元计算不同转子偏心量对电磁力波频谱特性的影响。研制了试验样机,采用声压法对电磁噪音进行测试,通过有限元仿真和样机试验对比验证理论计算结果的准确性,并通过单元电机组合运行试验,推荐114 mm系列潜油电机取气隙长度大于0.8 mm,为单元组合超细长潜油永磁电机的可行性提供理论依据。

基于FDTD方法的屏蔽机箱电磁泄漏分析

屏蔽机箱作为信息处理设备的载体,决定了它不是一个完全封闭的导体,而孔缝的存在会加大电磁波的泄漏量.目前时域有限差分(FDTD)方法中处理孔缝的形式大都是基于文献(IEEE Trans,Antennas Propagation,1988,36(2):247-257.)提出的窄缝算法,该算法忽略了电磁波穿过机箱壁的泄漏,在低频时具有一定局限性.把机箱壁看作薄介质层,给出一种修正的FDTD窄缝算法,推导了该算法在不同孔缝方向上的差分形式,并利用该算法分析了屏蔽机箱内部的电磁能量经孔缝耦合的电磁泄漏问题.数值结果说明了该算法的有效性,可为工程设计屏蔽机箱提供理论依据.

B°型槽的高速铣削加工工艺分析与仿真研究

针对高速切削技术在切削加工领域的广阔应用前景,以铝合金薄壁零件的加工为例,介绍了高速铣削 加工的工艺特点及编程方法。

腹板开孔冷弯卷边槽钢轴压构件受力性能及设计方法

对26根腹板开长圆孔和未开孔冷弯薄壁型钢截面轴压构件进行承载力实验研究,分析构件的屈曲模式和极限承载力.利用我国现行国家规范《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018—2002、北美冷弯钢结构构件设计规范AISI S100—2012计算构件承载力并与非线性有限元数值模拟结果及实验结果进行分析比较.在此基础上,对腹板开长圆孔冷弯薄壁型钢截面轴压构件的承载力合理计算模式进行研究.结果表明:对于中等长度腹板开孔,冷弯薄壁型钢截面轴压构件主要出现局部、畸变和整体屈曲的相关作用;腹板开孔对构件畸变屈曲稳定承载力有一定的降低作用;采用折减构件有效截面面积的修正方法可计算开长圆孔构件的畸变屈曲稳定承载力;非线性有限元可用于腹板开孔冷弯薄壁型钢构件的屈曲模式和极限承载力的分析.

含三维复杂工程细缝金属腔的电磁屏蔽效能评估

复杂工程细缝为金属腔电磁屏蔽效能的评估带来了挑战。采用时域有限差分(FDTD)法结合环路(CP)法,在不改变原有粗网格剖分的基础上,实现了对三维复杂细缝结构金属腔电磁屏蔽效能的快速计算。提出复杂工程细缝的等效模型,提高了复杂细缝结构的CP编程和计算效率,计算结果与采用精细网格剖分的传统FDTD(fine-FDTD)计算结果吻合很好,验证了等效模型的有效性。在此基础上,分析了两种开有典型工程细缝金属腔在0~3GHz内的电磁屏蔽效能,计算结果与fine-FDTD算法结果吻合很好,且计算效率大大提高。

基于JASMIN的并行CP-FDTD建模与屏蔽效能评估应用

时域有限差分(FDTD)中采用环路法(CP)进行复杂金属细缝结构建模,可突破细缝结构对空间步长的约束而大大减少计算资源的消耗。提出CP-FDTD在大规模并行化平台的建模方法,通过对工程金属细缝结构自动建模以及对CP算法的自动适配,实现CP-FDTD的并行化处理。利用所开发的并行CP-FDTD算法分析了开不同工程细缝金属腔在0.05～3.00GHz内的电磁屏蔽效能,结果表明所开发的具有金属细缝建模功能的并行化CP-FDTD自动适配处理技术,与加密网格的传统FDTD(fine-FDTD)计算结果吻合良好,且计算效率显著提升。

精密涂布工艺应用新进展

精密涂布工艺在功能性薄膜生产中起着重要作用。当今材料工业的迅速发展,对涂层提出更薄、更均匀的要求。特别象平板显示器(FPD)中所用的功能性光学薄膜,如防反射膜、防眩光膜等,其涂层厚度往往小于1μm。另外,锂电池电极的涂层则要求采用间歇式涂布方法来生产。本文着重介绍了近年来微凹版涂布和条缝涂布工艺在平板显示器、有机发光二极管(OLED)、锂电池行业中应用的新进展。

屏蔽分析中的三维FDTD细孔缝模型

研究了时域有限差分(Finite-DifferenceTime-Domain,FDTD)法的三维细孔缝模拟问题,推导出基于CP(ContourPath)法的三维细孔缝仿真算法。在不同孔缝宽度模型下,分别利用细化网格和容性细孔缝(CompacitiveThin-SlotFormalism,C-TSF)两种算法验证三维CP细孔缝模型的精度和适应性。结果表明该CP模型在缝宽较大时精度较好,和C-TSF算法相结合在分析细孔缝电子机箱屏蔽问题时应避免使用细化网格。

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。

毛坯开槽方式中零件加工变形的演变机理与控制方法

广泛用作飞机薄壁整体结构件毛坯的铝合金厚板,在制造过程中出现的塑性变形不均匀性将导致残余应力的产生。高速铣削过程中残余应力的释放将引起飞机薄壁整体结构件的加工变形,这严重影响加工质量。因此,建立了毛坯释放变形后零件铣削的有限元仿真方法,挠度解析法的计算结果和实验测量的数据均验证了有限元仿真值无论是在趋势上还是变形量上均高度吻合。利用有限元方法揭示了开槽方式对毛坯释放变形的影响规律,分析了零件加工变形与毛坯释放变形之间的关系。结果表明:毛坯释放多大变形量,零件就能减小多大的变形量。在建立毛坯释放变形预测模型的基础上,提出了开槽方式的遗传算法优化方法,随机测试集表明神经网络的预测精度高达95%左右,而三框件在最佳开槽方式下能减小34.5%的变形。

基于环路法的三维细孔缝电磁分析算法

导体屏蔽箱上的孔缝对屏蔽效能有非常重要的影响,而细孔缝的模拟一直是电磁屏蔽分析中的难点.研究了时域有限差分(FDTD)法的三维细孔缝模拟问题,推导出基于环路(CP)法的三维细孔缝仿真算法.在不同孔缝宽度模型下,分别利用细化网格和容性细孔缝(C-TSF)2种算法验证三维CP细孔缝模型的精度和适应性.结果表明该CP模型在缝宽较大时精度较好,和C-TSF算法相结合在分析细孔缝电子机箱屏蔽问题时避免使用细化网格.

高精度薄壁开口筒件加工变形控制方案的研究

针对薄壁结构开口筒件切削加工中筒体变形问题进行了分析与研究。通过建立薄壁开口筒件切削加工力学模型、ANSYS有限元变形分析模型,结构切削试验,得到了薄壁开口筒件变形的基本规律,并提出了控制筒件变形相应的工艺措施。结果表明,薄壁开口筒件变形模式与工艺路线、工装、夹紧力位置、切削用量、刀具角度等因素的组合有关;采用合理的工艺路线、工装、夹紧位置可以减小加工变形,提高加工精度,是三种控制薄壁开口筒件加工变形的有效工艺措施。