复杂圆钢结构中超声导波传播特性研究

变电站中的接地网通常由数千根圆钢(或扁钢)导体以焊接的形式相互搭接而成,并长期埋设在变电站多样的土壤环境中,只有定期对其健康状况进行检测才能保障电力系统的安全运行。因圆钢导体间搭接的结构方式复杂,使超声导波在接地网检测工程中的应用面临巨大挑战。为了进一步研究超声导波在接地网圆钢结构中的传播规律,分别对折弯和水平搭接两种复杂的圆钢结构进行仿真,分析出各主要参数对磁致伸缩超声导波传播特性的影响。最后通过检测实验对仿真分析结果进行验证,验证结果表明,导波在经过圆钢的不同搭接结构处时会发生不同程度的反射,出现相应的回波信息,这一传播特性为接地网超声导波的无损检测提供了有力的技术支撑。     

微小飞轮高精度控制系统设计与实现

针对微纳卫星的高精度姿态控制需求,设计并实现了一种微小飞轮高精度控制系统。首先建立了微小飞轮的数学模型,提出了一种基于电流线性调整电路的力矩控制模式,设计了以C8051单片机为核心的数字控制系统,实现了数字PI控制、换相逻辑控制、改进倍频法转速测量、串口通信和电流A/D采样等功能。实验结果表明,该高集成度数字控制系统硬件实现简单、可靠,实现了微小飞轮的高精度力矩和速率控制。     

风雨耦合作用下桥梁主梁涡振节段模型试验

针对风雨耦合作用下桥梁主梁的涡激振动问题,首先从降雨特性及其对结构的作用入手,考虑雨滴冲击和降雨引起的结构表面积水,探讨了对应模型与原型雨强相似比,并依据主梁振动和降雨设备的特点对相似关系作了适当简化,然后以4类典型主梁断面为例,实现了不同雨强和攻角下的节段模型动力特性与涡激振动试验。结果表明:随着雨强增大,结构振动频率有所降低,而阻尼比有所增加,试验雨强为120 mm·h-¹时,频率降低1.5%~3.5%,阻尼比增加了0.05%~0.15%,考虑雨强相似比后实际降雨对频率的影响可忽略,对阻尼比的影响也相当小;涡振的起始和结束风速以及区间数目基本不随雨强的变化而变化,但有雨时的振幅比无雨时小,试验雨强较大时,振幅减小明显,考虑雨强相似比后试验雨强120 mm·h^-1的原型值均超过615 mm·h^-1左右的中国雨强极值,其对涡振响应的影响非常有限。     

关于表计输入阻抗在直流高压分压器检定校准中的影响分析

目前直流高压分压器通常采用电压比法或差值法进行检定校准，认为低压侧表计输入阻抗会对测量结果有一定的影响，但缺乏定量分析以及理论依据。开展了表计输入阻抗对分压比测量结果影响的试验，通过建立数学模型给出表计输入阻抗对测量结果偏差的计算公式，并提出一种通过影响因子对测量结果进行修正的方法。试验表明通过影响因子修正后的结果与真实测量结果偏差不超过0.01%。     

飞机零部件修理过程中吹砂工艺条件的控制

吹砂在飞机零部件的修理中有广泛应用，会对零件的尺寸公差和表面粗糙度产生影响，吹砂效果也直接影响着后续表面处理工艺。针对飞机零部件修理“小批量、多品种”的特点，选取了不同材质的飞机零部件进行试验研究，为类似领域的吹砂处理提供参考。     

Ni含量对A330M超高强度钢组织性能的影响

采用扫描电镜、透射电镜和力学性能分析等试验方法，研究了1.85%、3.85%、5.00%Ni含量对A330M超高强度钢微观组织及力学性能的影响规律。结果表明，不同Ni含量的试验钢淬火+低温回火后的微观组织主要由板条马氏体、残留奥氏体及ε碳化物组成，在1.85%～5.00%的Ni含量范围内，随着Ni含量的增加，试验钢的Ms点逐渐降低，组织中的残留奥氏体含量逐渐增加；其抗拉强度和屈服强度随着Ni含量的增加不断降低，冲击吸收能量则升高显著，冲击断口韧窝比例不断增加。对3种Ni含量的A330M钢的强韧性进行比较，3.85%的Ni含量可以获得最佳的强韧性匹配，抗拉强度为2207 MPa,冲击吸收能量为34 J。     

弹簧式压接IGBT模块内部应力及温度仿真分析

功率半导体器件的寿命与其内部的热力情况直接相关，而接触热阻严重影响压接式IGBT模块内部的温度分布，因此对于接触热阻的精确模拟尤其重要。本文对弹簧式压接IGBT进行了有限元仿真建模，基于蒙特卡洛方法来模拟接触热阻，详细分析了IGBT芯片表面温度和力的分布，提出了施加在单个芯片上的适当压力。对比了子模组中不同芯片表面的温度和应力大小，分析了多芯片子模组中极易首先发生失效的芯片。本研究结果可为弹簧式压接IGBT模块在实际生产制造和提高寿命方面提供理论参考。     

过压击穿晶闸管的柔直“黑模块”解决方案

柔性直流换流阀运行时,因“黑模块”引起的故障如不能及时清理,会造成直流输电系统跳闸的严重故障。根据乌东德工程换流阀的研制过程,提出一种利用过压自击穿晶闸管的短路特性,实现柔直“黑模块”故障清除的解决方案。阐述了柔直换流阀“黑模块”故障机理及其带来的危害,在此基础上提出了过压自击穿晶闸管用于“黑模块”故障处理的原理,并分析了这种柔直专用的过压自击穿晶闸管的电气特性,评估了这种方案的电气应力情况;最后,设计试验电路进行了试验验证。最终成功在乌东德工程中实现工程化应用。     

基于首次超越破坏的输电塔强风易损性分析

参照输电塔现行设计规范，首先，获得了风荷载作用下单塔结构的能力曲线，并依据结构构件的受力特征，以塔顶位移角为指标讨论了3种首次超越破坏的界限状态。其次，基于拉丁超立方抽样技术获得的结构等效静力计算样本，对界限值划分的合理性进行验证。最后，结合不确定分析样本的统计特性，计算塔架在最不利风向角下，不同顶点位移角限值的易损性曲线，并对比了采用动力可靠性分析获得的“三塔两线”体系计算结果。HCLPF(High Confidence, Low Probability of Failure)对应风速值表明，不同方法的计算结果较为接近，但单塔结构计算效率较高。