牵引电力电子变压器系统关键技术研究

随着半导体及磁性材料技术的发展,电力电子变压器近年来成为研究热点,相较于传统工频变压器,它具有功率密度高、效率高、高压侧电能全控、保护更加迅速等优点,是“双碳”背景下电能变换的重要技术发展方向。在牵引领域,国外较早开展牵引电力电子变压器的研究,但主要针对15 kV/16.7 Hz牵引网制式。在国内牵引网制式为25 kV/50 Hz的条件下,电力电子变压器的应用面临紧凑空间要求与更高工作电压的矛盾,导致高压主电路拓扑选型、绝缘系统小型化、冷却系统绝缘安全等一系列难题。目前世界上暂无25 kV/50 Hz牵引电力电子变压器研制情况的报道。文章针对适用于我国牵引网制式的牵引电力电子变压器系统,开展了主电路拓扑及控制、高压绝缘设计、冷却设计等关键技术的研究,分析并采用了基于3 300 V硅基半导体器件的中性点箝位(Neutral point clamped, NPC)三电平高压高频DC-DC隔离型主电路及双边同步调制策略,实现牵引制动能量迅速切换;提出基于复合材料的绝缘系统设计方法,实现了主回路对地的高绝缘耐压;提出泵驱相变蒸发冷却关键技术,实现了变压器和变流器一体化冷却,并完成了电力电子变压...     

汽车用DP钢与TRIP钢的成型性能试验研究

通过金相试验、单向拉伸试验、成型极限试验、圆筒件拉深试验,对600MPa强度级别的DP钢和TRIP钢的基本力学性能、冲压成型性进行了比较分析,并对其焊接性能和碰撞吸能特性进行了讨论.结果表明,与DP钢相比,TRIP钢具有更好的塑性以及高强度、高加工硬化能力、较好的深拉延成型性和吸能特性,而DP钢具有相对较好的焊接性能.但与常规低碳钢板不同的是,TRIP钢圆筒件最大减薄出现在法兰圆角区.     

PEG/SiO2型控温相变沥青混合料的性能

为了解决沥青路面的高温病害,以相变材料等体积替代沥青混合料中的一部分细集料,希望通过相变材料自身的相变过程来调节路面温度。试验得出:掺入相变材料后,混合料的降温效果最大可达到6℃,持续时间约3 h。试验结果显示混合料的马歇尔稳定度下降,流值上升,低温性能及水稳定性均有一定下降,但是仍满足规范要求;进行的车辙试验效果不理想,高温稳定性下降较多。说明了掺入相变材料可以对沥青混合料进行温度调控,但是在一定程度上降低了混合料的性能。     

弱温差和逆温差时水下热滑翔机相变过程研究

水下热滑翔机利用相变材料发生相变过程时的体积变化作为驱动力,海洋温差条件直接决定了其工作情况.对相变材料在弱温差和逆温差条件下的相变过程进行求解,得出其相变规律,并以此为根据得出了完成相变过程所需的水下滑翔机航程的上限与下限,即临界航程,最后对临界航程进行分析,得出弱温差和逆温差对相变材料的行为阻碍和异化,使水下滑翔机临界航程范围相应的增加或变化异常.     

基于分子动力学的相变微胶囊与沥青相容性及增强机理研究

微胶囊法是相变材料（PCM）封装的一种重要手段，为了改善加入相变微胶囊后沥青路面的低温性能，采用分子动力学方法，对相变微胶囊的相变机制、与沥青共混后的相容性和抗拉强度等进行模拟分析。对沥青四组分（As，R，S，Ar）、三聚氰胺甲醛树脂（MF）、沥青四组分与MF共混体系、沥青四组分与石墨烯（CG）共混体系、MF与CG共混体系、沥青体系、沥青与MF共混体系、沥青与CG共混体系等17个分子体系分别进行了溶度参数和内聚能密度计算，分析了MF，CG与沥青四组分之间的相容性变化规律，评价了MF，CG对沥青四组分抗拉强度的影响。对以MF为壁材、正十四烷为芯材的3种不同微观结构PCM分子模型和以石墨烯复合三聚氰胺甲醛树脂（CGMF）为壁材、正十四烷为芯材的2种不同微观结构PCM分子模型进行了升温过程相变性能模拟研究，分析了壁材厚度、芯材体积大小对PCM相变性能的影响，并比较了不同种类壁材PCM的热效率。通过对CGMF为壁材的PCM降温过程的相变性能模拟研究，进一步分析了CG对PCM热效率的影响。研究结果表明：采用CGMF为壁材制备PCM，可以提升PCM的热效率，CGMFPCM2031的能量效率比MFPCM2026平均增加141.15%，在沥青体系中加入CGMF为壁材的PCM，可以提高沥青组分之间的相容性和抗拉强度，有利于增强沥青体系的低温抗裂性能。     

船用相变蓄电池柜设计及仿真模拟

提出一种一体化的船用蓄电池柜设计方案.针对船用蓄电池的工作特性和工作环境,选择适合船用的相变材料,将其应用于蓄电池柜内的自适应性温控,解决当前船用蓄电池布置中存在的问题.利用专业的流体力学软件建立相应的凝固/融化模型,对船用蓄电池柜的储能放热过程进行数值模拟,并对结果进行分析,为船用相变蓄电池柜的设计提供重要的理论依据.     

过热水喷流发动机喷管中的流动数值模拟与基本特性分析

文章基于蒸发冷凝模型建立了闪蒸相变模型,对过热水喷流发动机喷管中的两相流动过程进行了数值模拟,发现高温高压流体在流动的过程中伴随着相变和膨胀的发生,两相流体在喷管收缩段、喉部和扩张段中流动特性各不相同,与实验数据进行对比验证了模型的准确性。研究了喷管形状对流动基本特性的影响,发现扩张比和扩张角对两相流在喷管中的相变和膨胀过程影响不同。该文所做研究对揭示两相流闪蒸相变机理、寻求各参数之间的匹配关系有着重要意义,可以为设计过热水喷流发动机提供理论基础。     

相变沥青混合料调温效果及路用性能研究

为掌握相变沥青混合料调温效果及其路用性能,制备PEG2000/硅溶胶相变材料,研究其配比和掺量对沥青混合料调温效果的影响,进而就相变沥青混合料路用性能进行试验分析.结果表明:温度高于40℃后,PEG2000/硅溶胶相变材料能有效降低沥青混合料高温持续时间,且降温效果随相变材料中PEG2000比例提高呈先提高后降低趋势,随相变材料掺量增加呈线性提高趋势;沥青混合料升温过程中,其高温稳定性随相变材料掺量增加逐渐提高,而沥青混合料升温稳定后,高温稳定性随相变材料掺量增加逐渐降低;沥青混合料低温抗裂性随相变材料掺量增加呈先变好后变差趋势,掺量为3％时,低温抗裂性最优,水稳定性则随相变材料增加逐渐下降;推荐采用PEG2000与硅溶胶比例为5:10、掺量为3％制备相变沥青混合料,此时调温效果优良,且各项路用性能满足规范要求.