高速列车外风挡结构周围流场和 气动载荷的仿真分析

以某型号高速列车为基础,针对3种不同设计形式的外风挡结构,包括有缝隙外风挡、无缝隙外风挡和底部拆除外风挡,对列车明线运行时外风挡周围流场分布和外风挡所受的气动载荷的仿真分析研究.计算结果表明:外风挡附近的压力急剧变化,随列车运行速度增加,外风挡受到气动载荷增加.对于有缝外风挡和底部拆除外风挡方案,外风挡受到拉伸拱形胶囊向胶囊外部的拉力,而对于无缝隙外风挡,外风挡受到挤压拱形胶囊向胶囊内部的压力.无缝隙外风挡与有缝隙外风挡方案相比,外风挡受到压差减小;底部拆除外风挡方案与有缝隙外风挡相比,使外风挡胶囊受到压差也明显减小.通过空气动力学线路试验证实仿真分析计算得到外风挡压差与试验结果相差不大,因此仿真分析结果可以用来指导外风挡设计.     

有缝隙颗粒堆积体中应力传递规律的实验研究

散体颗粒堆积体在自然界和实际工程应用中普遍存在,具有许多复杂奇异的特性,如应力链、崩塌、非线性波等.对有缝隙颗粒堆积体进行焦散线实验研究,与无缝隙情形进行对比分析,发现:缝隙的存在对应力的传递有较强的阻碍作用,使颗粒堆内部应力的传递范围明显缩小,其分布满足六次多项式规律,而不是无缝隙情形的抛物线规律;有缝隙颗粒堆内部的应力分布符合高斯分布函数,各层应力的最大值是无缝隙情形的2～3倍.     

小半径弯桥支座横向力的影响因素分析

温度效应对弯桥支座的受力影响较大,也直接影响支座的破坏。采用空间有限元程序建模,分析了温度效应下,桥梁圆曲线半径对支座受力的影响,以及桥下各支座受到的横向力的大小规律。计算结果表明支座受到横向力与桥梁圆曲线半径和温度有很大的关系。     

胰岛素分泌囊泡双层脂膜中胆固醇的可视化与定量研究

目的通过菲律宾菌素III染色和脂质测定法,对胰岛素分泌囊泡双层脂膜中胆固醇的分布进行可视化与定量研究。方法利用胆固醇荧光探针菲律宾菌素Ⅲ标记稳定表达phogrin-GFP的MIN6细胞,对比细胞内游离胆固醇与胰岛素分泌囊泡的分布情况。通过连续蔗糖密度梯度离心法分离MIN6细胞中的胰岛素分泌囊泡,应用钼酸铵分光光度法和薄层分析法分别测定生物脂膜中磷脂和游离胆固醇含量,从而得到胆固醇所占比例。结果 MIN6细胞内菲律宾菌素III标记的游离胆固醇与胰岛素分泌囊泡在胞浆中的分布一致,主要聚集在核周及细胞膜下。此外,连续蔗糖密度梯度离心法分离胰岛素分泌囊泡层中富含胆固醇,该层游离胆固醇摩尔百分比为(48.62±3.28)mol%,高于其余各层的细胞器。结论本研究首次进行了胰岛素分泌囊泡双层脂膜中胆固醇的可视化与定量测定,发现胰岛素分泌囊泡富含胆固醇,为进一步研究胆固醇对胰岛素分泌囊泡形成的影响提供了理论基础和方法学依据。     

矩形波导缝隙阵列天线的快速综合算法

矩形波导缝隙阵列天线计算复杂,本文提出一种快速综合算法,充分考虑互耦的影响,并且可以对同相或不同相缝隙电压加权进行综合.首先在有源导纳法的基础上得出一个矩阵方程,互耦的影响和缝隙自身的影响分别可以用方程中的一个矩阵完全表示.分析矩阵的特性后,本文可将对面阵的综合转换为对每条波导上缝隙的综合,大大降低计算量.仿真实例验证了算法的有效性.     

方腔内热磁致空气自然对流数值研究

建立了处于空间中的孤立永磁体产生的永磁场中的二维方腔热磁自然对流模型,并通过数值计算的方法研究了方腔内空气在重力和磁化力驱动下的自然对流现象.在瑞利数105和磁场强度0.5~3.5T范围内,研究了梯度磁场对自然对流的抑制作用,给出了方腔内磁浮升力场,温度场、流场的变化以及方腔内壁面的换热特性.结果表明:高剩磁钕铁硼永磁体磁场可以明显的抑制方腔内自然对流,与重力场自然对流相比,方腔内流场和温度场发生了明显的变化,剩磁3.5T时Nu减小达47%.     

微流体对中心开孔圆盘的阻尼特性

由缝隙流和挤压流动控制方程得到了滑流边界条件下的粘性修正的流动解．分析了圆盘的运动阻尼与缝隙大小、中心孔径以及圆盘厚度的关系，给出了设计滑膜和压膜合成阻尼的解析表达式．微流体对圆盘的阻尼与圆盘面的表面特性相关．通过修正动量协调系数可得到合适的等效粘度，以计算微流体对运动物体的阻尼力．算例表明，用本文中提出的解析方法得到的结果与有限元方法的数值解吻合．     

硬/软磁双层膜体系反磁化机制的微磁学研究

以微磁学理论为基础采用三维动力学模型研究了交换耦合硬/软磁双层膜体系的反磁化机制;研究结果表明:在三维模型下,随着软磁层厚度的改变,体系的反磁化过程表现出了非常丰富的形式;硬磁层主要是通过形核的畴壁移动来实现其反磁化过程的.且硬磁层的磁化反转形式不仅与软磁层的尺寸密切相关而且与硬磁层的厚度也有一定的关系.     

连续刚构桥对顶合龙技术研究

阐述了对顶合龙的技术原理,给出了对顶位移量的确定原则和对顶力大小的简化计算公式,探讨了对顶合龙实施中的技术要点,最后通过一项工程实例分析,说明了对顶合龙技术对桥墩变形及受力的改善效果。     

在方波电压作用下理想磁放大器的理论分析

本文详细分析了在方波电压作用下的理想磁放大器的磁化特性,得到了理想磁放大器的特性与参数,并同正弦波电压作用下理想磁放大器的磁化特性进行了对比.     

Design of Braunbeck Coil for Nuclear Magnetic Resonance Gyro Magnetic Field Excitation

For generating a uniform and steady magnetic field, Helmholtz coil is extensively used in nuclear magnetic resonance gyro (NMRG). Unfortunately, the volume of Helmholtz coil makes it inconvenient to miniaturize NMRG. This study introduces Braunbeck coil that can be used in magnetic field excitation system. Braunbeck coil can produce homogeneous magnetic field within a limit space, and occupy a small volume. In addition, this study presents mathematical expressions that can be used to calculate the area of uniform magnetic field. Experimental test verifies the effectiveness of the proposed design, and the results accord closely with the actual simulation.     

基于漏磁补偿的混合电磁铁磁力修正研究

电磁永磁混合磁铁的悬浮磁力具有强非线性特点,与磁铁结构密切相关,而现有混合磁铁磁力解析计算公式忽略了磁路漏磁等因素影响,在实际计算中存在较大误差. 针对这一问题,建立了两种常用混合磁铁结构的磁路模型,分析了边缘磁通分布、磁路漏磁对磁铁工作磁路的影响,推导了两种混合磁铁的磁路方程及相关磁阻,提出了一种新的混合磁铁磁力修正计算方法,最终通过有限元分析对两种结构的混合磁铁磁力进行了验证. 研究结果表明:由于悬浮气隙较大,电磁永磁混合磁铁在电磁力计算中漏磁影响不能忽略;采用本文磁力修正公式计算,两种混合结构电磁力误差分别降低为3.8%和8.3%.      

基于磁场梯度张量局部模量的钢筋锈蚀监测方法

为研究钢筋混凝土中钢筋锈蚀的无损及定量监测方法,分析地球背景磁场和环境干扰磁场的影响,探讨钢筋的锈蚀率与磁场梯度张量局部模量的理论公式. 通过8根钢筋进行通电加速锈蚀试验模拟钢筋不同程度的锈蚀. 研制钢筋锈蚀监测系统,测量锈蚀前后钢筋的磁感应强度,采用磁场梯度张量局部模量反演钢筋的锈蚀率. 试验结果表明:在钢筋锈蚀后测试的磁感应强度曲线发生非等距离的偏移,磁感应强度绝对值相比锈蚀前有增大也有降低,没有一致性的规律;在锈蚀后钢筋磁场梯度绝对值及局部模量的平均值减小;在钢筋锈蚀的磁场监测中,钢筋自身的磁场梯度及局部模量远远大于环境磁场,环境磁场的梯度及其局部模量可忽略不计;8根试件的计算锈蚀率与试验中实际失重率的最小误差为0.22%,最大误差为9.40%,误差的平均值为3.92%,误差的标准差为3.32%.      

永磁操动机构的动态分析

给出了永磁操动机构的基本原理及负载特性,分析了磁场耦合模型及工作过程中的电磁机理,并对合成磁场的电磁吸力、动铁芯的运动方程及算法原理进行了研究.还对永磁操动机构进行了实验研究,给出了相关的动态曲线及数据,证明了文中的理论分析．最后对永磁操动技术的优越性及特点,以及在我国应用前景进行了简单分析．     

永磁操动机构的动态分析

给出了永磁操动机的基本原理及负载特性,分析了磁场耦合模型及工作过程中的电磁机理的对对合成磁场的电磁吸力,动态铁芯的运动方程及算法原理进行了研究。最后对永磁操动技术的优越性及特点,以及在我国应用前景进行了简单分析。     

基于遗传算法的磁性目标磁模型

磁性目标形体复杂,磁化不均匀,目前一般采用逆方法拟合测量数据,从而建立其磁模型.文中以系数矩阵的条件数为目标函数,利用遗传算法搜索磁偶极子的位置,同时监测拟合误差,使得目标函数达到最优的同时,拟合误差也满足要求.实测数据的建模结果表明,用该方法建立的磁场模型精度高,对测量误差不敏感,具有很强的鲁棒性.     

汽车磁粉离合器磁场的仿真研究

汽车磁粉离合器的研究与应用对于改善汽车传动系统的工作性能具有重要意义。磁场的分析与设计是磁粉离合器设计的关键,也是设计的难点所在。文章采用Matlab软件的PDE工具箱对汽车磁粉离合器的磁场进行了仿真分析,并对磁粉腔的磁场进行了求解。     

磁力涡旋压缩机永磁随变机构的力学特性

为减少涡旋压缩机运行时的机械接触,针对无油涡旋压缩机的结构特点提出一种永磁随变机构,并分析其力学特性. 首先,分析永磁随变机构的工作原理,采用虚位移法建立磁力模型,运用理论公式、有限元仿真和实验分析永磁随变机构工作气隙处的磁感应强度;其次,通过理论公式和有限元仿真,分析永磁随变机构结构参数与力学特性的关系;最后,通过磁力涡旋压缩机的性能参数和磁力测试实验对永磁随变机构的力学性能进行验证. 结果表明:永磁随变机构的径向磁力在一定范围内随着径向位移的增加而增加,随着轴向位移的增大而减小;在永磁随变机构工作中,径向位移与永磁随变机构刚度系数近似呈线性关系;在工作距离内永磁随变机构单组磁环的最小轴向磁力为8.73 N,在工作轨迹上的径向力为4.8 N,满足磁力涡旋压缩机的工作需求.      

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.      

脉冲强磁场处理高速钢刀具磨损机理的探讨

本文研究了用高速钢车刀切削45钢时,脉冲强磁场处理减小刀具磨损的机理:研究了磁化场强度及切削速度对刀具磨损的影响;考察了硬度及金相显微组织的变化;证明了在脉冲强磁场处理下,刀具材料强化的主要原因是碳化物的弥散析出所导致的弥散硬化效果的作用.