恶劣工况下货车高摩合成闸瓦磨损分析

采用热-结构顺序耦合法对货车用高摩合成闸瓦在不同工况下的紧急制动和长大坡道调速制动进行仿真分析,并结合相关标准判定闸瓦是否满足制动要求;对相同工况下不同磨耗程度的闸瓦温度场进行曲线拟合,计算闸瓦在不同工况下的磨耗量.结果表明,仿真较真实地反映了整个制动过程中闸瓦的瞬态温度和应力变化情况、拟合曲线和原曲线具有较高的重合度、工况越恶劣闸瓦每万公里的磨耗量就越大,最大值达到21 mm/万km.     

采用间接耦合法分析斜拉桥索塔瞬态温度应力场

针对混凝土斜拉桥索塔,将以传热学原理为基础的温度场分析与采用有限元法的应力场分析间接耦合,准确分析了结构内瞬态温度场和应力场的分布。以实桥为例,求解了索塔上温度应力分布,表明：用有限元法求解瞬态温度场能准确模拟索塔的温度场分布;间接耦合法能准确、有效地处理温度-应力耦合问题,能将温度荷载与其他荷载作用应力场有效组合,从而得到结构上准确的应力分布;对比了瞬态温度场分布与采用温差分布经验公式的不同,证明采用温差分布经验公式计算索塔面板上温度产生的拉应力时误差不大。     

基于Maxwell和Simplorer轮毂式SRD分析与研究

由于轮毂式开关磁阻电机的结构特性,使得其电磁关系十分复杂,单独的电机本体建模仿真不能较为准确地模拟其实际运行工况。在Maxwell环境下建立轮毂式开关磁阻电机的有限元模型,联合Simplorer软件,搭建功率变换器和控制电路,进行"场-路"的耦合计算,对电机的启动、稳定运行两工况进行仿真分析,得到其运行特性。联合仿真结果比较准确地反映了电机的实际运行情况,为轮毂式开关磁阻电机调速系统的控制和优化提供了参考。     

基于移动热源的盘式制动器三维瞬态温度场仿真分析

以FSAE赛车前轮盘式制动器为研究对象,考虑了移动热源的影响,运用Ansys软件建立了其三维瞬态温度场模型。由此得到了一次紧急制动工况,不同初始车速制动盘的温度场分布以及其上不同位置节点温度的时间历程曲线。     

鼓式制动器循环制动瞬态温度场仿真

依据鼓式制动器结构特点和传热学理论,分析了鼓式制动器生热散热过程,运用有限元软件ANSYS建立某鼓式制动器瞬态温度场仿真模型,得出在重复制动工况下制动鼓的温升过程,分析了瞬态温度场的变化情况。根据国家标准进行热衰退试验,通过修改仿真模型的热边界条件,使仿真温度曲线与试验曲线相吻合,确定了鼓式制动器瞬态温度场分析的边界条件及模拟方法。     

轮轨热接触耦合效应的有限元分析

针对制动热应力问题,运用有限元直接耦合法,对车轮热接触工况进行了模拟,采用耦合方程同时求解温度场和位移场,研究了纯机械载荷工况和热接触耦合工况下轮轨应力分布与变化规律,分析了车轮及钢轨表层材料和次表层材料的变形、温度与应力之间的关系.分析结果表明:由于热应力的影响,车轮表面以下0～1 mm的表层区域等效应力最大值增大了...     

柴油机受热零部件耦合系统瞬态温度场数值仿真

文中建立了柴油机活塞组、缸套三维耦合系统循环瞬态传热仿真模型，充分考虑了活塞组和缸套间非常细薄的油膜厚度并对其进行了网格划分，使得所建立的传热模型和以往的研究相比前进了一大步，更接近真实情况．并结合4135柴油机进行模拟计算，得出了实机受热零部件耦合系统三维循环瞬态温度场．同时得出了以前很少人涉及的活塞销座处的温度场，特别是研究了活塞、缸套在周向上的温度分布．     

脱硫喷枪温度场动态仿真

针对武钢铁水脱硫喷枪的应用环境及对结构的使用要求，应用大型有限元仿真分析软件Ansys，在实际工作工况下，对喷枪的瞬态温度场进行非线性动态仿真分析，取得受非线性热载荷影响的喷枪在一次或多次工作循环条件下温度场的动态分布．总结出喷枪重点部位结构温度随时间变化的一般规律．     

动车制动盘温度场和热应力场的耦合分析

随着高速列车运行速度的不断提高,紧急制动时制动盘的温度急剧增加,对其性能要求越来越高.根据传热学原理建立了高速列车动车制动盘的热-结构耦合模型,利用ANSYS软件对350 km/h动车组动车制动盘在紧急制动工况下的温度场和热应力场进行耦合仿真分析.结果表明:在57 s左右时,温度达到最大值418℃,满足锻钢对温度性能的...     

铁路车辆磨耗型车轮的三维热接触耦合分析

建立了铁路车辆磨耗型踏面LM、LMA、XP55、S1002四种车轮与60kg/m钢轨热接触耦合的三维有限元模型,利用大型有限元分析软件MSC.Marc分析了在不同载荷工况下,车轮与钢轨抱闸滑行时的应力场和温度场的分布规律和变化规律,分析了温度场对应力场的影响,并分别得出了在弹性模量、热导率、比热容、线膨胀系数等材料属性随温度变化的情况下,与相应参数恒定时的应力场与温度场分布,分析了各参数对计算结果的影响.结果表明,线膨胀系数与比热容对耦合分析结果的影响最大,弹性模量次之,热导率的影响最小.     

基于改进人工蜂群算法的轮毂电机多目标优化

为了提高轮毂电机功率密度、降低其材料成本,提出一种改进的人工蜂群算法对轮毂电机性能进行优化设计. 首先利用磁路法建立外转子永磁式轮毂电机各项性能的表达式;其次通过引入个体极值、群体极值以及一对异步缩放因子来克服传统人工蜂群算法收敛速度较慢、探索与开发能力不平衡等缺点;以磁极对数、气隙长度、永磁体厚度等电磁参数为设计变量,将电机的有效质量、功率损耗和材料成本线性加权组成单目标函数,并采用障碍函数法将有约束的非线性目标函数转化为非约束的形式;最后利用遗传算法、传统人工蜂群算法和改进的人工蜂群算法对轮毂电机进行优化设计,并通过有限元法和样机实验验证了计算结果的正确性. 研究结果表明:相较于传统人工蜂群算法,改进的人工蜂群算法使目标函数收敛速度更快;相较于遗传算法和传统人工蜂群算法,改进后的算法使目标函数值最小;相较于原设计方案,优化后轮毂电机有效质量降低13.4%,材料成本降低34.4%,功率损耗降低44.2%,电机效率提高12.0%.      

铝转子单边盘式感应电机的新型等效电路

铝转子单边盘式感应电机气隙较大,主要参数随半径变化,用传统电机分析法会造成较大误差,且无法准确描述铝转子中集肤效应的影响.采用一种新的电磁模型,利用分环计算和多层行波磁场模型有效解决了该电机存在的特殊问题,提高了模型精度.通过磁场分布计算得到电机的T型等效电路.分析了等效电路中电感和电阻参数.制作样机并通过空载试验和短路试验测定其T型等效电路参数,试验结果与计算结果误差较小,证明该方法能准确估算铝转子单边盘式感应电机的主要参数.计算电机电磁转矩随转差率变化的情况,高转差率下的实验转矩输出值与计算值接近.     

耗散电感耦合电路中的量子涨落

从电阻产生的物理机制即电子与晶格的碰撞出发，对耦合部分有电阻时的电感耦合电路进行了量子化，给出了分回路及以往未加注意的耦合部分的量子涨落，同时计入了温度效应，结果表明，量子涨落是随时间变化的，长时间后趋于一稳定值；耦合部分的电阻对分回路及耦合部分的量子涨落都有影响，但按照新方法算出的结果要比按以前理论算出的涨落小。     

隧道瞬变电磁法地电参数敏感度分析

为探讨瞬变电磁法用于隧道超前预报时瞬变电磁场的特点,用ANSYS模拟了层状半空间和地下全空间瞬变电磁场的传播特性．通过改变低阻异常体的埋深、半径、电阻率及高阻围岩的电阻率,得到了瞬变电磁场探测结果对各参数的敏感程度,并对探测结果进行拟合,得到了相应的函数特性．结果表明：地下全空间瞬变涡流场的传播表现为“水波效应”,而非层状半空间的“烟圈效应”;隧道中低阻体地电参数变化将显著改变二次场的时域特性．是隧道电磁法的敏感参数：高阻围岩电导率变化对二次场时域特性的影响不大．是不敏感参数．     

轨道交通中的直线感应牵引电机特性分析

阐述了对电机性能影响最大的纵向边缘效应,通过电磁场分析得到该效应对磁场的负面作用,并使用有效初级绕组相感应电势的方式得到等效系数．通过该等效系数将纵向边缘效应考虑到等效电路中去,使考虑纵向边缘效应的电机特性很方便得到计算．实验中分别讨论了电机在不同气隙和供电频率下的推力、法向力、次级功率因数和效率的变化曲线,为直线感应牵引电机的特性分析和在轨道交通中的应用提供了重要方法和依据．     

逆变器驱动电机系统中共模耦合电流的研究

在电机驱动系统中，共模电压将会在电机内部的共模耦合回路中产生共模耦合电流，共模耦合电流将对系统构成共模干扰，并影响电机的使用寿命，因此对共模耦合电流的研究显得非常重要．文中分析了三相逆变器驱动电机系统中的共模激励源，发现共模响应只与系统的零序阻抗和共模阻抗有关，可以用等效的集总参数模型来模拟系统的共模耦合．在对电机内部的共模回路进行分析计算的基础上，得出了地电流及电机轴承电流的集总参数电路模型和参数确定方法，仿真和实验结果显示，该模型能对逆变器驱动电机系统中的地电流和轴承电流进行有效的预测。     

磁浮列车非接触式供电技术

针对高速磁浮列车在狭窄空间内高经济性、高可靠性车载供电需求，在耦合磁路、电气性能仿真、设计优化基础上，提出一种发射端多匝线圈且无磁芯、拾取端类似双U型耦合磁路结构的非接触供电系统（inductive power supply，IPS），该系统采用了理论设计、仿真分析以及试验验证相结合的研究方法. 首先，根据高速磁浮列车供电需求，通过理论计算确定各设备主要参数，完成IPS系统设计方案；然后，进行耦合磁路设计及仿真分析:利用Maxwell软件对多种耦合磁路进行3D仿真分析，确定耦合磁路最优设计方案，开展三维电磁仿真得到拾取装置与地面发射线圈间互感；紧接着，进行电气性能仿真分析:利用Matlab软件建立IPS系统电气仿真模型，仿真IPS系统传输功率及效率，根据供电需求确定补偿装置、地面逆变电源及DC/DC参数；最后，研制完成供电功率150 kW磁场耦合非接触供电系统，并部署于磁浮样车试验线，完成了现场EMC （electromagnetic magnetic compatibility）性能、电气性能测试验证. 验证结果表明:传输功率超过150 kW，效率92%，达到项目预期目标.      

Multi-Band Hybrid Mobile Phone Antenna Based on Electromagnetic Coupling

This research presents a multi-band hybrid mobile phone antenna based on electromagnetic coupling,which can be applied to mobile handheld devices, occupying a small board space of 39.7 mm × 15.6 mm on the system circuit board. By adding resonant and coupled branch instead of multi-feed on the traditional bent antenna,this design provides four wide operating bands of 0.772—0.998 GHz, 1.540—1.600 GHz, 1.680—2.270 GHz and2.300—2.690 GHz with the hybrid feature of planar inverted-F antenna(PIFA), L-shape, U-shape and S-shape structures, which cover nine-band, i.e., GSM850, GSM900, GPS1575, DCS1800, PCS1900, IMT200, LTE2300,LTE2600 and Blue Tooth/Wi-Fi. Ansoft software HFSS is used in this research to make the antenna performance better and the operating principle of the proposed antenna is described in detail. Result of simulation reveals that the maximum gains of these four wide bands are 2.20,-0.99, 4.01 and 4.05 dBi, respectively. Moreover, this research also tests the return loss(S11) of the fabricated antenna with the vector network analyzer and the result is in accordance with the simulation result on the whole. There are four wide resonant frequencies which cover nine-band of wireless wide area network(WWAN), wireless local area network(WLAN) and long term evolution(LTE), when the available bandwidth is better than 6 d Bi return loss.     

基于储能飞轮的电动汽车制动能量回收

飞轮储能具有绿色无污染的特点,发展潜能巨大。文章以电磁耦合式储能飞轮为研究对象,将其应用于纯电动汽车的制动能量回收,通过整车仿真,分析电磁耦合式储能飞轮的能量回收效率。建立搭载电磁耦合式储能飞轮系统的整车模型,并仿真验证,在初速度为70 km/h时,制动时间为5.853 s,制动距离为70.67 m。分别在不同初始速度和储能飞轮转动惯量条件下进行制动仿真。随着初速度提高,电磁转差离合器作用时间延长,飞轮储存能量增加,但储能飞轮的回收效率相差不大,且能量回收效率均不低于22.4%;转动惯量越大,回收的能量多,回收效率高,但制动时间增加,不利于行车的安全性。由此得出结论:电磁耦合式储能飞轮系统可以有效回收制动产生的能量,选择合适转动惯量的飞轮可以提高制动能量的回收效率。