考虑二维等效静力风荷载的导线风偏刚性直棒法

刚性直棒法作为一种简单高效的输电导线风偏响应估算方法,在输电工程领域得到了广泛的应用,然而其适用对象仅限于水平风作用下的未覆冰导线,对于线路常遇的覆冰以及二维风荷载情况未能涉及。该文采用阵风荷载包络线法(GLE法)推导了二维等效静力风荷载的表达式,获得了考虑二维风荷载作用的导线风荷载调整系数,通过引入二维等效静力风荷载改进了现有刚性直棒法,改进后的刚性直棒法综合考虑了线路是否覆冰、二维风荷载、上升气流以及风的脉动效应。建立了某真型输电线路的精细化有限元仿真模型,采用覆冰导线气动力风洞试验结果和非线性数值仿真验证了改进后刚性直棒法的准确性。基于改进后的方法分析了竖向平均风速和导线覆冰厚度对风偏响应的影响。研究表明:考虑二维等效静力风荷载的导线风偏刚性直棒法是一种准确度明显提高的通用方法,能适用于常规的、覆冰的、有上升气流的多种工况下的导线风偏位移计算。

邮轮开敞区域典型杆件风致噪声特性数值研究

[目的]旨在研究邮轮开敞区域典型杆件产生的风致噪声。[方法]基于计算流体动力学(CFD)联合声类比法、声振耦合法开展气动噪声与风致振动噪声的数值模拟,探究上述两种噪声产生机理及特性。[结果]结果显示,在不同风速下,圆杆、方杆、椭圆杆的气动噪声最大值频率由脱涡频率主导,风致振动噪声最大值频率由结构固有频率主导。3种不同截面形状杆件产生的气动噪声总体上大于风致振动噪声,且方杆的气动噪声最大。当杆件脉动压力频率接近固有频率时,在大柔度下风致振动噪声会接近甚至超过气动噪声。[结论]设计邮轮开敞区域典型杆件时应选择圆形杆件而避免使用方形杆件,且合理选择杆件尺寸,尽量避免杆件脱涡频率与固有频率接近,以此降低风致噪声。

长圆杆风致压差阻力及其阻力系数的测定

针对位于风场中的长圆杆所受的风致压差阻力及其阻力系数的测定设计了综合性实验。自制风场均一的吸入式风洞,测量处于匀流场中的长圆杆的杆周风压,计算得到杆周压强系数分布及长圆杆单位长度所受的压差阻力。基于实验参数,利用Fluent软件模拟杆周风压分布,所得到的模拟结果与实验结果较为吻合,证明了模型的准确性。以此为基础,数值模拟了风速、杆直径等因素对长圆杆在风场中所受的压差阻力的影响,并确定该实验环境下的阻力系数。

连续碳纤维增强聚酰胺6复合材料拉板的制备与性能研究

采用连续碳纤维增强聚酰胺6预浸料通过缠绕-模压成型工艺制备复合材料拉板。采用自制的拉伸工装对复合材料拉板的拉伸性能进行评测,研究其破坏形式及失效机制。研究发现,增加模压成型压力可以减少复合材料中的孔隙,使孔隙缩小,减少内部缺陷,使结构更致密,提高拉板的拉伸强度。未加套环拉板拉伸破坏位置在其端部,外层纤维被拉塌劈裂,只有内层纤维一直起作用直至被拉断,拉伸强度较低。加套环拉板拉伸破坏位置是在侧面靠近轴套位置,纤维是拉断破坏,断裂截面比较平齐;整个拉伸过程中,套环的横向约束使所有纤维都能够很好地发挥抗拉作用,使其具有较高的拉伸强度。

输电线路中的防绕击避雷针优化设计

阐述高压输电线路雷击特点、普通避雷针引雷机理。探讨输电线路防绕击避雷针的电气优化设计,包括应用不平衡绝缘防雷方式、采用合适的防雷接地装置、科学选择输电线路检修模式。

变电构架避雷针结构风振响应分析与减振优化研究

针对烟台某变电站构架避雷针在风场作用下产生的涡激振动等异常振动问题,该研究通过数值模拟进行避雷针结构的风振响应分析,并探讨相应的减振优化方案。首先,利用现场实测数据获取变电构架避雷针的基本动力特性,并根据目标谱拟合方法模拟脉动风的荷载时程,为后续动力响应分析提供基础。其次,基于这些数据,建立精细化的有限元模型,对结构的动力特性进行分析。针对避雷针结构的特性和调谐质量阻尼器在避雷针结构中的不同安装位置,提出3种不同的减振控制策略。通过在脉动风下进行时程反应分析,检验不同策略下结构的响应,并进行参数化分析。结果显示,基于实测数据的精细化有限元模型能够准确模拟结构的动力特性,随着质量比的增加,调谐质量阻尼器的控制效果逐渐提高,但增长率逐渐减小;在相同质量比下,同时控制避雷针一阶和二阶结构频率的策略比仅控制单一频率更为有效。通过该研究,对于变电构架避雷针的风振响应与减振优化提供全面深入的探讨,并为类似问题的解决提供有益的参考与启示。

一种皮带收卷设备性能分析

本文介绍了一种皮带收卷设备,用于解决传统收卷机存在的材料浪费和皮带松散问题。该设备通过电动推杆夹紧皮带,以及电动液压杆拉紧和收卷皮带,使收卷的皮带更加紧实,不易松散,节约资源。此外,该设备还设置了条形支撑块和毛刷,用于清理皮带表面的灰尘和杂物。实验结果证明,该设备具有较好的收卷效果和使用效率。

FL-10风洞单支杆支撑装置结构设计及有限元分析

阐述FL-10风洞单支杆支撑装置的结构形式,根据传动结构形式建立数学计算公式,结合数模测量运动部件的转动惯量,确定电机、丝杠等参数。基于Workbench有限元分析软件,对单支杆支撑装置的结构刚强度进行有限元分析。结果表明,设计的单支杆支撑装置的结构强度和刚度满足风洞的实验要求,说明该结构设计形式可靠。

单钢管避雷针高柔结构横风向风致响应研究

单钢管避雷针结构横截面为圆形且基频较低,在运营过程中容易发生风振现象,采用双向流固耦合方法对其进行3维数值风洞模拟,探讨7种风速下钢管避雷针结构受力性能及风振响应,并与现行的国家规范条文对比。分析结果表明:在典型风速下避雷针结构两侧所受横风向风压力最大为1.03 kPa,是顺风向风压力的1.72倍,且在不同节段钢管连接处风压力突变现象显著;当风速大于10 m/s时,避雷针结构所受横风向风压大于规范提供的风荷载标准值,两者相差42%,且结构顶端位移相差30.6%;当风速大于20 m/s时,避雷针结构横风向振动频率与避雷针结构高阶自振频率接近,避雷针结构易发生高阶弯曲振动,存在安全隐患。

变电站用接地线自动收线箱的研制

现阶段使用的接地线结构简单,且存在多股,经常会相互缠绕,需要手动才能一点点解开,不方便使用和回收,费时费力,影响工作效率。同时在使用时,接地线经常在地面上拖拽,磨损绝缘皮,降低接地线使用寿命的同时存在一定安全隐患的问题。为此本文研制了一种变电站用接地线自动收线箱。该收线箱的研制充分考虑了现场作业的实际需求,创新性地提出了一种自动化解决方案,通过模拟和现场测试,研究证实自动收线箱在各种环境条件下都能稳定工作,并显著降低了操作人员的劳动强度。

大型客机舱门的新型阵风锁机构

阵风锁装置可将飞机舱门开启保持在固定位置,防止因阵风或其他外力作用使飞机舱门晃动。面对客机舱门大型化的发展趋势,阵风锁承受极限风载荷极剧增加。针对现有阵风锁机构单个型面接触承载能力不足,提出二支撑型面承载增大接触面积以减小应力的思路,构造由摆动凸轮、止动摆杆机构等组成的新型阵风锁机构。摆动凸轮与阵风锁支座滚轮接触后转动,联动止动摆杆控制锁柱锁止运动,锁扣配合锁柱锁止阵风锁机构,实现阵风锁利用锁扣配合导杆进行锁止和开启。采用ADAMS对新型机构锁止和开启过程进行仿真分析,验证了运动可行性;进行8级风载荷作用下的ANSYS受力仿真,分析了新型阵风锁的应力和应变情况,相比现有阵风锁,新型阵风锁结构更可靠。

海洋养殖设备对海上风电结构受力影响分析

海洋牧场与海上风电的融合协调发展,是解决当前用海问题的有效途径。探究了海洋养殖设备对海上风电基础结构安全性能的影响,建立了养殖网箱与导管架基础的组合结构模型,探讨了关键参数,包括网箱系泊点位置、海生物附着度对结构的影响。研究表明网箱布置位置越低,海生物附着度越小对结构受力越有利。为了探索网箱布置位置的上限,对下潜10 m,海生物附着度50%方案开展了结构加固设计。从结构承载力、位移、杆件应力及疲劳分析的多角度出发,深入对比分析了结构加固前后受力状态,通过增加薄弱部位(尤其是桩土点位置)的杆件壁厚,可有效减弱网箱养殖设备系泊载荷对导管架风机基础的影响,提高组合结构的安全性。

碳纤维缠绕工艺起毛影响因素研究

为了减少碳纤维复合材料在缠绕过程中由于纤维与缠绕设备之间的摩擦产生断丝起毛问题,从纤维本身和缠绕设备两方面对其展开研究。首先结合扫描电子显微镜与原子力显微镜观察纤维表面形貌,在微观层面分析起毛原因;设计了一款碳纤维起毛量测试装置用来测量不同工艺条件下纤维起毛量的变化,进而选取出最优缠绕工艺条件。同时将优化后的工艺条件应用于试验样件的缠绕,显著减少了碳纤维缠绕过程中纤维起毛的现象,提升了试验样件的力学性能。

纱管制造技术的发展

为了提升国产纱管制造质量,简述卷绕用纱管从以木质和纸质为主向塑料材质发展的历史沿革,详细分析基础工业进步、标准领先、结构优化、加工技术提升在纱管技术进步中的作用;总结纱管上下链协同及智能化发展趋势,并浅述塑料纱管使用中的注意事项。指出:国产纱管在原料、制造设备和工艺、结构设计、性能参数、使用功能等方面取得很大进步;智能纱管使纱管集卷绕、管纱质量数据承载以及质量信息追溯功能于一体,开启智能纺织器材产业的先河;做好上下游产业链协同、规范纱管使用,可促进纺纱质量和效率进一步提升。

虚拟仪器技术在风洞测控智能化中的应用

概述了虚拟仪器技术在国内外风洞中的应用,针对正在建设中的我国第一座增压连续式超音速翼型风洞（NF-6风洞）,论述了采用虚拟仪器技术开发该风洞智能测控系统的实施方案.

实现节能减排的碳纤维复合材料应用进展

碳纤维复合材料(CFRP)具有轻质、高强度、高刚度、抗疲劳和耐腐蚀等优异性能。为了解决全球气候变暖、温室气体排放的环境问题,碳纤维复合材料在大型飞机、风力发电叶片、汽车部件、石油开采抽油杆、电力输送电缆等领域的应用将推动节能减排的实现。碳纤维复合材料的使用实现了材料的轻量化,从而达到了节能减排的目的,碳纤维复合材料在这些领域的实际应用代表了其技术的成熟度和水平。随着国产化碳纤维制造关键技术的成熟,通过突破碳纤维复合材料的低成本制造技术,实现国产碳纤维复合材料在节能减排方面的应用是现实的。

发动机连杆断裂原因分析

某发动机连杆在轿车行驶过程中发生断裂。采用化学成分分析、硬度测试、金相检验和断口分析等方法对连杆断裂的原因进行了分析。结果表明:连杆的断裂属高周疲劳断裂。雨水随空气进入燃烧室,压应力过载,导致连杆弯曲变形并最终发生疲劳断裂。

张衡候风地动仪的原理复原研究

候风地动仪复原研究的分歧源于工作原理不清 ,影响到外形复原的合理性和对地动仪科学地位的公正评价。针对百年来悬垂摆和直立杆这两种基本原理的猜测 ,作者从现代地震学的角度出发 ,对验震器的特点、《后汉书》的记载、都柱结构与运动、陇西历史地震、洛阳的烈度以及洛阳地震台的现代地震记录图等进行了研究。认为候风地动仪的工作原理是悬垂摆 ,触发地动仪运动的是瑞利面波 ,共振起到放大作用。长期流行的直立杆原理 (曾一度被误称为“倒立摆”)是不合理的。

桥梁自立杆风致振动TMD控制及优化设计

桥梁自立杆风致振动往往会引起路灯及附属监测设施的损坏,严重时甚至导致灯杆断裂,对其进行风振控制可以避免因常年设施检修引起交通不畅等庞大间接损失。采用TMD阻尼器进行自立杆振动控制已有工程应用,然而相应的阻尼器参数优化设计方法尚未得到深入的研究。根据频域分析理论,采用虚拟激励法及詹姆斯公式可以得到安装TMD阻尼器前后的等效阻尼比,通过参数分析得到了阻尼器参数及位置对控制效果影响的优化曲线,采用该曲线就可以得到TMD的最优参数及安装位置。还推导并建立了自立杆-阻尼器系统的耦合风振控制方程,可适用于Newmark-β时程分析方法。选择某一实际桥梁路灯杆,根据优化曲线选取并安装TMD阻尼器,风荷载则采用谐波合成法模拟脉动风速叠加平均风速计算获得,时程分析表明采用TMD阻尼器并结合提出的优化设计方法极大地抑制了自立杆的振动。时域与频域分析结果比较表明二者吻合较好,说明自立杆振动可以采用考虑一阶振动的频域分析结果。

引起岸边起重机结构中圆截面杆涡激振动的风速

探讨了港口岸边起重机结构中圆截面杆件风振的机理,指出这类杆件的风振主要是涡激振动,并对引起港口岸边起重机结构中常用规格的圆截面杆件涡激振动的风速以及轴力、杆件长度、两端的约束形式对共振风速的影响作了定量计算。