电场耦合取能技术的仿真与试验研究

为给输电线路的监测器件提供稳定、便利的电源,基于电磁感应的原理设计了无线电容取电装置,可以最大化利用空间能量,对支撑输电线路的运行状态监测具有重要意义。首先,分析了电容取电的结构,以此得到取能装置输出功率与高压杂散电容、低压杂散电容、负载电阻等参数的计算关系,发现合理增加感应电极面积、减小感应电极电容值和增加负载电阻值可以有效提升取能装置输出功率;其次,利用多物理场仿真软件模拟了电容取电的影响因素,最后,通过Matlab软件设计了高压实验装置,对实际情况进行模拟与实验。实验结果表明,当电源电压为10 k V、耦合电容为14 p F时,1 MΩ的负载可以得到0.12 m W功率。     

长距离隧道敷设电缆载流量仿真计算方法研究*

电网负荷的日益增大使得电缆隧道中敷设电缆回路数逐渐增加,导致电缆隧道温度不断升高,从而限制电缆载流量。对长距离电缆隧道进行强制通风是提高电缆载流量的一个有效措施,但通风状态下的隧道电缆载流量的计算方法还不完善。基于等效热路模型提出多层电缆结构简化计算方法,先求出等效热源Qeq和等效热阻率ρeq,进而建立双层仿真计算模型。为对长距离通风长度的隧道中敷设电缆载流量进行仿真计算,提出分段仿真计算方法,将上一段隧道出口的温度和速度分布作为下一段进口的温度和速度边界条件。进一步地,针对110 kV、220 kV和500 kV电缆,仿真分析得到了不同风速和通风长度对电缆载流量的影响机制。仿真结果表明,对于通风长度为1 km的电缆隧道,10 m/s风速工况下相比静止状态下的110 kV、220 kV和500 kV电缆载流量分别提升了467.05 A、549.18 A和573.4 A;当通风长度从100 m增加到1000 m时,各电缆载流量分别降低了95.34 A、117.54 A和130.6 A。研究成果可为电缆隧道通风设计、在线监测提供参考。     

一种模块化多电平换流器电压均衡改进策略

模块化多电平换流器MMC（modular multilevel converter）是柔性直流输电系统的核心设备,其子模块的电容电压均衡问题直接影响系统的正常运行。针对此问题,首先介绍了一种现有的基于固定轮换的均压方法,指出其优缺点;再进一步提出一种改进的均压策略,能够在达到几乎相同的均压效果的基础上,减少模块的轮换;最后,在RTDS实时硬件在环实验平台中搭建MMC系统,验证了所提均压策略的有效性。实验结果表明,所提均压策略能在不影响MMC安全稳定运行的前提下,大幅降低开关频率,提高MMC运行效率。     

调质工艺对汽车大梁钢700L组织性能的影响

摘 要: 通过金属摆锤冲击和显微硬度试验,采用OM、SEM、TEM等表征手段,研究了不同调质工艺对700L汽车大梁钢组织和力学性能的影响。结果表明,随着淬火温度的提高,粒状贝氏体(GB)组织有所减少,板条状贝氏体铁素体(BF)数量逐渐变多,板条宽度增加,铁素体基体及边界上的白色析出物数量增多;随着回火温度的提高,块状铁素体有所长大,马奥岛组织和残余奥氏体分解现象明显,且出现了数量较少的等轴状铁素体,回火析出物数量增多,回火温度超过600 ℃后粒子出现粗化长大现象。低温冲击功在不同淬火与回火条件下均表现为上下波动的状态,这主要与第二相粒子及基体组织规律性的变化有关;试验钢在经600 ℃回火后具有最佳低温冲击韧性,其主要原因是钢基体中存在数量较多的具有高密度位错的贝氏体铁素体(BF)与尺寸合适、分布均匀的第二相纳米粒子。     

MCCR产线低碳钢高拉速技术研究与应用

通过统计和分析现场数据,得出限制MCCR薄板坯连铸连轧低碳钢拉速提高的主要因素为结晶器热像图中的冷齿和结晶器液面波动,对冷齿和液面波动的成因进行研究,并提出有效控制措施。研究结果表明,结晶器热像图中的冷齿与结晶器弯月面凝固收缩特性相关,受冷却铜板厚度、碳当量、拉速及保护渣影响,反映到铸坯实物上为凹陷或者裂纹缺陷,需合理匹配形成最优参数组合,以降低因冷齿造成的漏钢风险。当结晶器铜板厚度减薄量在6.7%以内时,一冷水维持原设计流量;当结晶器铜板厚度减薄量在6.8%~11.1%时,拉速4.0 m/min以上时需降低10%的一冷水流量;当结晶器铜板厚度减薄量在11.2%~15.6%时,所有拉速下需降低18%的一冷水流量,同时使用高碱度B型保护渣。针对高拉速下结晶器液面波动问题,通过数值模拟研究浸入式水口插入深度、拉速、结晶器断面宽度及电磁制动等参数对结晶器内流场和温度场的影响规律,得到不同拉速和不同断面条件下电磁制动电流的合理配置,使得拉速达到5.5 m/min时钢液面最大流速仍小于0.3 m/s。上述研究结果应用后,结晶器冷齿问题得到有效缓解,110 mm厚的薄板坯最高拉速达到5.8 m/min,结晶器液面波动控制在±1 mm以内,保护渣液渣层厚度保持在8~10 mm,结晶器热流稳定,实现了高拉速的顺稳生产。     

圆坯连铸GCr15SiMn的成分偏析和接触疲劳寿命研究

利用金属原位分析技术和钻孔化学分析方法对高淬透性轴承钢GCr15SiMn的Φ450 mm连铸圆坯和Φ130 mm圆钢的C、Si、Mn、Cr元素横截面的分布情况进行分析。采用推力片式接触疲劳试验机进行了材料的接触疲劳寿命测试。结果表明：GCr15SiMn连铸圆坯C元素的偏析倾向较大,易产生中心正偏析,而Cr、Si、Mn元素的偏析倾向较小。通过采取稳定低过热度浇铸、三段强电磁搅拌等措施,铸坯的中心碳偏析得以改善。采用(1240±20)℃×5 h高温扩散、初轧首道次变形量≥90 mm大变形轧制的Φ130 mm圆钢的碳偏析可以得到进一步的改善,试验钢在5.3GPa高应力负载下的接触疲劳额定寿命L₁₀达到3.58×10⁶次,接近电渣重熔钢的水平。     

挤压机的振动分析和数值计算

本文建立了3150吨卧式挤压机振动分析的力学-数学模型,进行了数值计算,并绘出了相应的相轨线图。理论计算的结果与现场测试数据基本一致。这种用集中质量法建立模型及用相轨线图进行定性分析的方法对各种型式的挤压机、压力机设计研究均有普遍的参考价值。     

再生镁合金铸锭质量的控制

介绍了再生镁合金铸锭质量的评价标准,讨论了浇铸参数对镁合金铸锭质量的影响,设计出了镁合金短链铸锭机。通过和镁合金重熔精炼系统配套,镁合金铸锭质量得以提高。     

轮辐过渡圆角对轮毂服役应力集中的影响

对具有不同过渡圆角半径的轮毂在相同状况下进行有限元服役应力比较分析。结果表明，在轮辐与轮圈的过渡连接部位的最大应力值和应力集中随过渡圆角半径的增大而减小，应力分布更趋于均匀，从而提高了轮毂的疲劳安全系数，为镁合金轮毂的结构再设计提供了理论基础。     

电子束焊接工艺参数与温度场的关系

采用有限元方法,定量分析了电子束焊接工艺参数与铍环内表面温度的关系。结果表明,加热深度或电子束斑点半径增加,内表面温度增加,焊接速度增加,内表面温度降低。