轴-径向混合磁轴承动态特性及控制研究

为了减小三自由度轴-径向混合磁轴承（ARHMB）的涡流损耗并增加轴向磁力，提出轴向采用软磁复合材料（SMCs）制备的推力轴承，在推力盘与转子的气隙处引入Halbach阵列以增强轴向气隙磁密，径向采用叠片结构. 首先，基于动态磁通分布及等效磁路法，建立综合考虑涡流、漏磁及交叉耦合效应的等效磁阻模型；其次，对比分析了材料类型及交叉耦合效应对等效磁阻频率响应、动态刚度的影响；最后，采用计及涡流、漏磁及交叉耦合效应不完全微分PID控制对ARHMB进行研究. 研究结果表明:SMCs制备的ARHMB相比碳钢材料可以提供更大、更稳定的磁力以及更大的工作带宽，在高频条件下具有更好的动态特性；考虑交叉耦合效应时，SMCs制备的ARHMB动态特性在高频时变化率较大，不可忽略；对于低带宽工作的碳钢轴承，交叉耦合效应不明显；电磁轴承系统响应速度很快、超调量小、稳态误差近似为0，具有良好的控制特性.      

三种减少直流断路器的船舶中压直流电网拓扑结构及性能比较

为保护整流变换器及减少短路时电网中电容放电的影响,船舶中压直流电网中存在大量断路器,造成结构复杂成本高,为此本文提出三种结构的变换器,即基于级联H桥与多端DC/DC的结构(TMPDC),基于MMC整流与逆变的多级调压结构(MVR)和基于不控整流与模块化多电平变换器(MMC)驱动负载结合的结构(UR-MMC)。本文对三种结构的组成与特点进行了分析,并在电压谐波,功耗,体积,故障特性等方面进行了比较,最后通过仿真进一步阐述了不同结构在运行波形上的差异。通过各结构的特性分析,为中压直流电网在船舶上的应用提供了参考。     

纳米MgO改性水泥膨胀土短龄期内的三轴力学特性与数学模型研究

为研究纳米MgO改性水泥膨胀土的加固机理,对质量分数为0％,0.5％,1％,1.5％和2％的纳米MgO-水泥膨胀土(简称MCES)试样进行三轴试验.通过对不同纳米MgO掺量下MCES的峰值强度、残余强度、强度曲线进行分析,并对MCES应力应变曲线进行模型拟合.研究结果表明:掺入不同掺量的纳米MgO得到的应力应变曲线均为应力软化型曲线.围压从100 kPa到400 kPa,MCES-1.5的峰值强度和残余强度较MCES-0的增加范围分别为48％～75％和104％～143％.纳米MgO主要是通过提高土样的黏聚力来改性膨胀土的抗剪强度,在纳米MgO掺量为1.5％时最佳.对MCES应力应变曲线进行拟合,"复合余弦?指数模型"较"复合指数?正弦模型"有较好的适用性.     

蒙内铁路动物通道设计方法和标准的应用

蒙内铁路是我国铁路全产业链输出的国际干线铁路,完全采用中国铁路标准进行设计。蒙内铁路跨越肯尼亚境内多个保护区,如何进行跨越保护区以及动物通道设计显得尤为重要。以蒙内铁路动物通道设计为例,通过归纳总结动物通道实际设计要点,对我国动物通道设计标准的适用性进行分析探讨,进而为相关中国铁路标准"走出去"提供思路与建议。     

考虑冲压工艺约束的车身骨架断面形状优化

在汽车概念设计阶段,为快速评价车身性能,车身常由薄壁梁搭建而成,本文中对其关键技术薄壁梁复杂断面的形状设计进行研究。首先,推导了开口、单室、双室、三室和四室等复杂断面的力学特性计算公式。其次,对冲压工艺约束,包括最短线段、拔模角、倒圆角半径,和装配条件等约束进行了数学定量描述。再次,在弯、扭惯性矩和冲压工艺约束下,对断面形状与板厚进行了优化,实现了断面面积最小化。最后,通过算例验证了该方法的有效性。     

基于监测反演的圆形地下连续墙支护受力变形特征分析

选用某地下连续墙支护的圆形基坑为例,在第一至七层土体开挖施工监测和反演分析的基础上。针对第八层土体开挖阶段地下连续墙支护结构和周围岩土体的拟合反演参数,在依据现场前期勘察和室内土工试验数据进行修正的基础上,进行第九层土体开挖阶段的施工模拟。分析总结模拟结果,将依据反演所得的参数计算的结果与第九次土体开挖阶段监测所得的数据进行对比分析。模拟和对比分析结果表明:地下连续墙混凝土最大环向应力计算值与钢筋应力实测值对应的换算应变比较接近,初步论证理论计算值与实测值吻合较好。竖向应力计算值明显低于环向应力计算值,得到体系以环向受力为主。且无论是从内衬支撑力还是内衬轴力来看,内衬受力水平很低,说明支撑体系主要以地下连续墙受力为主。论证得到地下连续墙各处弯矩均匀,内力以轴力为主,环向内力分布比较均匀。间接证明改思路和方法可作为后续地下连续墙施工监测和预测下一阶段支护结构受力变形特点的方法。     

地铁车辆IGBT瞬态结温计算方法研究

基于IGBT模块封装的物理结构,分析了热量冲击导致芯片失效的主要原理.根据芯片热损耗的主要传递路径,建立了热量传递各环节的瞬态传热模型,并分别给出了瞬态温升计算方法.尤其对热量传递模型较复杂的走行风冷热管式散热器进行了详细分析和试验研究,并给出了获取散热器热阻抗模型实时参数的有效解决方法;最后,对芯片瞬态结温计算方法进行了总结,并开发了软件工具.文章介绍的计算方法和软件工具可推广应用,为IGBT模块瞬态结温计算提供重要参考.     

中心典型形状开口的矩形薄板自由振动特性分析

[目的]工程中存在着大量的开口结构,对开口板的振动特性进行研究具有重要意义。[方法]通过引入改进的傅里叶级数模拟开口矩形板的位移容许函数,并采用位移弹簧和转角弹簧模拟任意边界条件。在求解整体能量泛函时,将开口部分的动能与应变能减去,基于Rayleigh-Ritz法构造结构的拉格朗日能量泛函,并对傅里叶级数中的未知系数进行变分求极值,将原先的振动问题转化成求解特征值方程的问题。最后,研究不同开口形状及开口大小对矩形板自由振动的影响。[结果]经与有限元软件ANSYS的计算结果的对比,表明采用的方法准确可靠,[结论]所做研究可为实际工程提供参考。     

基于PLC的船舶空气源热泵供热水控制系统研发

为了极大限度节省船舶热水站能耗,研制出一套空气源热泵热水控制系统及PLC与变频器构成恒压供热水系统,并通过触摸屏对系统进行参数设置和实时监控,可保证昼夜不间断恒压供水,提高了船舶热水站的可靠性和经济性。     

焊接残余应力对船舶减振支架振动疲劳寿命影响分析

船舶减振支架是一种具有优良减振性能的隔振装置,使用弹性体将柴油机和齿轮箱等会发生振动行为的设备固定在减振支架上,能够有效防止设备在使用过程中因振动而对船体造成损伤。由于振动疲劳的影响,极易导致船舶减振支架结构在工作过程中突然发生疲劳断裂事故。本文首先对船舶减振支架进行有限元模态和频率响应分析,得到结构应力较大部位。然后,基于功率谱密度(PSD)法和Miner线性累积损伤理论对支架结构未考虑残余应力的振动疲劳寿命进行分析,得到结构易发生振动疲劳破坏的关键部位。最后,根据试验测得的焊接残余应力对S-N曲线进行修正,得到考虑不同焊接残余应力影响的减振支架振动疲劳寿命。研究结果表明:焊接残余应力对支架结构振动疲劳寿命的影响较大,应尽量降低或消除支架结构关键部位的有害焊接残余应力。