基于铁路动车所"BIM+GIS"模型配色规则研究

铁路工程具有专业多、工艺复杂、体量大的特点,一条长大铁路往往长达几百甚至上千公里,如此大的体量很难用BIM软件将其空间信息全部展示,故通常将BIM模型转入到GIS中来解决。BIM模型通常采用中间格式文件来导入到GIS平台中,而在这个过程中往往会出现模型信息的丢失。模型配色信息是区分设备模型及保证展示效果的重要手段,为测试BIM模型导入到GIS中配色信息的丢失及异常的情况,文章以主流BIM软件3D EXPERIENCE和GIS软件SuperMap为基础,3DXML为中间格式文件,以盐通铁路南通动车所设备设施为例,探究在此过程中模型配色信息的损失情况,研究表明:3D EXPERIENCE及SuperMap中颜色定义优先级存在较大差异,这是模型导入到SuperMap平台中发生颜色丢失及异常的主要原因,为保证3D EXPERIENCE及SuperMap中配色显示统一,通常要在模型的Feature级、PartBody/Body级定义颜色。     

双盘式磁力耦合器振动噪声分析与实验研究

为了在双盘式磁力耦合器设计阶段分析振动噪声特性,优化双盘式磁力耦合器设计,提出了一种利用模态叠加原理来分析其振动噪声的方法。双盘式磁力耦合器具有高转矩密度与高效率等优势,因此逐渐发展成为煤矿机械柔性传动装置。由于双盘式磁力耦合内部的转子磁场非正弦分布以及涡电流谐波等因素影响,双盘式磁力耦合器输出转矩中不可避免的存在波动。若根据计算得出的双盘式磁力耦合器的电磁振动噪声特点,在设计时选取振动噪声小的参数进行优化组合,可在实际中降低其电磁振动及噪声,有利于减少制造成本。本文结合双盘式磁力耦合器的结构特征,提出了一种模态叠加响应法计算电磁振动噪声,建立了其电磁径向力的解析模型,并在多物理场耦合作用下分析主要电磁径向力波在工作频率内的谐波响应,最后在额定功率为55 kW双盘式磁力耦合器实验台上进行试验验证。基于麦克斯韦张量法,建立了双盘式磁力耦合器的径向电磁力解析模型,并得出0阶与10阶电磁径向力波是产生振动噪声的最主要原因;利用多物理场耦合分析法进行谐波响应NVH特性分析,结果显示0阶力波的振动加速度与形变量均大于10阶力波的振动加速度与形变量,因此双盘式磁力耦合器的电磁振动主要来源于0阶力波;在额定功率为55 kW,最高转速为1 500 r/min的双盘式磁力耦合器实验台进行振动测试,试验结果显示在1 500 r/min时,试验得出的最大振动峰值及频率约为35 m/s^2和4 950 Hz,与有限元仿真结果的误差对应为6.3%和1.1%;而当变频电机的输入转速依次增大时,振动加速度的理论值、仿真值与试验值的曲线形态较为接近,误差较小;噪声估计值与实测值的最大误差仅为8.9%,基本验证了本文所提出模态叠加法的正确性。     

基于双角气隙的大推力凸缘式双向驱动盘式电磁铁研究

针对电液控制系统对电-机械转换器强电磁力和双向驱动性能的需求,提出一种大推力凸缘式双向驱动盘式电磁铁,通过引入径向工作气隙,形成双角气隙磁通,减小了磁路中的磁阻,解决了平面式盘式电磁铁随着工作气隙的增大,磁阻增大,电磁力迅速减小的缺点,实现了大推力特性。通过建立二维静态磁场仿真模型,分析其不同行程下的磁场分布情况,探讨主要结构参数对其静态特性的影响规律并进行双参数变量影响分析。试验结果与仿真结果基本吻合,结果表明在0.45 A(5.4 W)额定电流激励时凸缘式双向驱动盘式电磁铁在1 mm行程内电磁力均在58 N以上,与平面式双向驱动盘式电磁铁相比,电磁力明显提高。     

裸眼井中扩张式封隔器力学行为研究

封隔器在石油天然气开采中起着非常重要的作用,而扩张式封隔器在裸眼井中广泛应用。本文采用有限元软件建立了裸眼封隔器与地层的模型,对胶筒在坐封过程中与井壁接触应力的变化进行了研究,并研究了在不同摩擦系数下接触压力的变化,结果表明,建立粗糙井壁面能够更加符合实际情况,胶筒肩部为应力集中的区域,地层与胶筒的接触应力会随着摩擦系数的增加而减小。研究结果为裸眼扩张式封隔器的设计和改进提供了理论依据。     

ZY6400/23/47型掩护式液压支架偏置改造

铁煤集团大兴矿(以下简称"大兴矿")2019年产240万t,井田位于铁法煤田的西南角,火成岩侵入及地质构造复杂,煤层破坏程度严重[1-2]。受火成岩影响,煤层瓦斯含量大幅增加[3-4],渗透性能差,力学强度低,煤的含水率低,自然发火期较短,是煤与瓦斯突出矿井。在采煤过程中,防治自然发火是重中之重,综采设备在设计初期未考虑实施灭火的操作空间,为此,笔者提出通过改造综采设备增加实施灭火的操作空间,降低出现自然发火灾害时防治的难度,保证采煤安全。     

ZY3400/06/15掩护式液压支架的研制

针对山西介休安益煤矿薄煤层的实际情况,采用专业软件进行设计校核,研制了ZY3400/06/15掩护式液压支架。该掩护式液压支架通过实际安装运行,不仅提高了工作面的安全系数,而且也简化了操作工序,降低了作业风险,实现了安全生产和高效高产的目标。     

考虑流固耦合的Spar型浮式风力机涡激运动特性研究

对弹性支撑单圆柱在均匀流作用下的涡激运动特性进行数值模拟,捕捉到"锁定区"、"拍"、"频率变换"等现象。柱体周围流场采用Fluent求解,将4阶Runge-Kutta方法代码写入用户自定义函数(UDF)求解运动微分方程,运用动网格技术更新流场,实现圆柱与流场的非线性耦合作用。发现随着折合速度的增大,涡激运动响应可分为锁定前支、锁定区、锁定后支3个阶段,在进入锁定区前(折合速度Ur=3)横向运动响应发生拍现象,当跨过锁定区后(折合速度Ur=10)发生频率变换现象。结果表明,横向涡激运动有较大范围的频率锁定现象,频率解锁前后圆柱涡激运动轨迹由"右8字"形变换为"左8字"形。