非均匀磁极盘式无铁心永磁ISG电机设计与分析

为了提高集成式起动-发电机(ISG)的输出特性,降低电机成本,利用Halbach阵列永磁体理论,结合盘式电机三层叠式绕组技术,提出非均匀极弧长度Halbach盘式无铁心永磁ISG电机。首先,分析了电机结构及特点和电磁场计算过程。其次,以电机气隙磁场分布作为设计指标,利用三维有限元分析软件对电机的永磁体极弧比例、电枢直径比、转子轭部厚度等结构参数进行参数化优选。与预估结构参数对比表明:优选后电机永磁体主副磁极比例为5∶2∶1∶2时,气隙磁密基波幅值提高了9.72%。三层叠式绕组可增加线圈有效边长度,提高气隙磁场利用率,感应电动势平均值增加了8%。     

穿墙套管固定法兰涡流损耗分析及优化研究

针对现有变电站穿墙套管固定法兰存在的涡流损耗大、温升明显的问题。对这种结构进行了优化,提出了在传统结构上开槽和设置永磁体整列的方案。对比分析利用该方法的改进结构和传统结构二者相同位置的损耗,得出改进结构能有效抑制其内部的涡流损耗。进而研究改进结构上槽体数量和设置不同的永磁体阵列对其内部磁感应强度的抑制效果,最终得出槽体为4并且设置永磁体阵列的法兰结构为最优方案。     

永磁调速器温度场仿真分析

永磁调速器在运行过程中,由于涡流损耗,导致其温度升高,而永磁体在高温下易退磁。本文采用计算流体力学方法,用ANSYSFluent软件对永磁调速器的流场和温度场进行数值仿真,在分析流场和温度场分布规律的基础上,对永磁调速器的结构进行了改进,在其导体转子和永磁转子两侧面均开端面窗口并添加叶片。结果表明,结构改进后,永磁调速器内流场流量增大,温度降低,达到了永磁体要求的温度范围,为永磁调速器的通风冷却结构设计提供了理论依据。     

偏置筒体的抗扭转性能分析与设计

偏置筒体结构由于其相对偏心距较大,其扭转振动效应一般较大,容易成为结构设计的控制因素。论文对偏置筒体进行弹塑性扭转振动效应分析,提出了采用PERFORM-3D对偏置筒体结构弹塑性扭转振动效应的敛散性补充分析的基本方法,并在此基础上,结合工程实例给出了关于偏置筒体抗扭转设计的一些建议。     

高温超导悬浮装置的冷却结构设计与试验

针对高温超导磁悬浮微小推力测量系统中超导体的冷却效果难以保证的问题,对超导体的冷却结构进行优化设计和试验,在对常规超导磁悬浮单元结构冷却过程温度场和涡流损耗的仿真分析的基础上,设计了预紧的双导热通路冷却结构。预紧的Al_2O_3陶瓷盖板、铜柱和冷头构成的双导热通路结构,提高了结构的冷却效率,显著降低了超导体冷却的平衡温度,并且超导体内部温度更加均匀;引入的Al_2O_3陶瓷和石墨垫片等非金属材料,在保证良好导热的同时,降低了冷却结构的涡流损耗,提高了测力结构的测量精度。仿真分析和试验验证表明,所设计结构可以使YBCO超导块在短时间内达到良好的冷却效果,并且稳定地维持在超导态,达到微小推力测量的需求。     

太阳能喷射制冷系统中喷射器的Matlab仿真分析

运用Matlab软件对太阳能喷射制冷系统使用的喷射器建立三维的仿真模型。研究喷嘴面积比B1、喷嘴面积比B2、圆柱段混合室直径与喷嘴出口直径比B3和喷嘴扩张段长度与喷嘴喉部直径比B4等喷嘴结构参数对喷射系数的影响。仿真计算结果表明:B2对喷射器性能的影响不大,B1在2.5至3之间,B3在2.5至2.7之间,B4在1至2之间时喷射器的性能最佳。该研究结果为喷射器喷嘴的结构优化提供了参考,为设计可实际运行的太阳能喷射制冷系统提供了理论依据。     

混合动力电动清洗车动力系统研究

分析了混合动力电动清洗车的使用性能和动力性能指标,确定了符合其性能要求的动力系统结构和控制策略,着重对动力系统的驱动电机、发动机、发电机、动力电池的参数做了匹配设计,通过仿真验证,清洗车的动力性和经济性均满足设计。     

弯箱梁桥三维仿真分析

本文讨论结合我所开发的桥梁三维造型系统Bridge 3D和结构非线性动静力分析系统JFDJ进行弯箱梁桥三维空间仿真分析的方法。建立从桥梁三维造型到桥梁结构空间分析一体化的桥梁结构三维仿真分析的系统,为桥梁设计人员提供了一个动态可视参数化的实用可靠梁桥三维仿真分析工具。     

部分弱连接大底盘塔楼偏置结构地震仿真分析及设计建议

针对楼面结构存在部分弱连接大底盘塔楼偏置结构的工程背景,进行了多个分析模型的动力弹塑性时程分析和弹性时程分析,得到了结构可能出现的薄弱部位,研究了结构的扭转效应.研究表明:(1)结构可能存在的薄弱部位为塔楼底部以及裙房收进位置上部楼层的竖向构件、连接部位的塔楼和周边裙房楼板、弱连接处等；(2)部分楼面弱连接大底盘结构和普通大底盘结构不同位置的扭转角的大小和规律基本一致,应采用与普通大底盘塔楼结构相同的偏置率计算方法；(3)针对大底盘塔楼偏置结构的结构布置、抗震设计建议等进行了总结与完善,给出了相关设计建议及构造措施.     

承插式桥墩连接构造及其力学行为的研究进展

承插式连接是一种桥梁下部结构的节段预制拼装连接方式,具有精度要求低、施工工序简单、现场作业量少、施工工期短、施工质量可控且造价低等优点。为促进承插式连接技术在预制拼装桥墩建设中的应用和发展,首先介绍承插式连接在桥梁工程领域的研究现状,如承插式连接的种类以及应用情况,再分析承插式连接构造的关键设计参数,如承插深度、钢筋配置、键齿构造、嵌缝材料、嵌缝宽度和目标连接构件尺寸等,对承插结构力学行为的影响,同时讨论改善承插结构抗震性能的方法,指出现有桥梁工程中应用承插式连接技术亟待解决的问题,尤其是与抗震性能相关的设计参数的研究不足,限制了其在中高烈度区的推广使用,最后提出进一步的研究方向。     

计算机辅助空间结构节点智能优化设计与3D打印

为解决空间结构节点拓扑优化与3D打印设计制造方法参数化程度低的问题,提出了一套完整的计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工程(CAE)和计算机辅助制造(CAM)工作流,用于空间结构节点智能化拓扑优化设计、数值分析和3D打印制造。首先基于参数化平台Grasshopper建立空间结构节点的参数化一体化拓扑优化CAD程序,自动生成优化节点模型;利用Abaqus/CAE平台对优化节点进行有限元结构分析;通过Fusion 360的CAM模块完成3D打印设计仿真和生成制造文件。结合单层网壳和双层网架结构的节点实例,验证了提出的工作流的适用性。分析结果表明：智能生成的节点较传统形式节点更美观独特且具有轻质高强的特性,在相同受力工况下,优化节点的体积仅为传统空心球节点的40%～60%,其柔度、峰值位移和峰值应力等各项力学性能指标即可优于空心球节点;采用316L不锈钢材料,基于选区激光熔融3D打印工艺可实现该高性能节点的精密制造。     

基于月壤成分和月球环境的3D打印混凝土结构可行性分析

3D打印工艺在高辐射低温失重的月球环境下凸显巨大的技术潜力,针对月球基地结构的建造技术参数,结合月壤成分、材料比例和细度分布开展了3D打印混凝土配合比设计分析,归纳了月球混凝土3D打印结构的材料配合比,力学性能,工作参数和结构型式等相关研究进展,探讨了真空和低温失重环境下月球3D打印混凝土结构的技术可行性和未来发展趋势。     

桥梁检测车支承载荷分析与试验研究

以某20m桥检车为研究对象,分析桥检车刚柔混合多点支承结构的受力特点。通过设计试验,获取轮胎-支腿的实际刚度及典型作业工况下各支承点的载荷;建立了桥检车刚柔混合支承数值计算模型,各支承点载荷与试验数据吻合度高,验证了仿真计算方法的正确性。该方法解决了确定桥检车多点刚柔混合支承载荷的难题,为桥检车的设计优化提供理论依托。     

核心筒偏置高层建筑结构受力性能分析

随着高层建筑的广泛设计和建造,出现了一些核心筒偏离结构平面中心位置的框架-核心筒结构,可称为核心筒偏置结构。在承受水平地震作用和竖向荷载时,此类结构的受力性能与非偏置的框架-核心筒结构有所不同。通过理论分析,研究了核心筒偏置高层建筑结构的扭转位移比和扭转周期比的变化;采用数值分析的方法,从结构和构件两个层面研究了不同高宽比、不同偏置距离的24个模型的受力性能。在结构整体层面总结了扭转周期比、扭转位移比等结构指标随偏置程度、结构高度及是否有内柱等因素的变化规律;在构件层面总结了不同偏置程度对墙柱剪力的影响程度,为此后该类结构的设计提供参考。     

考虑磁路交叉耦合效应的永磁同步电机参数计算分析

永磁同步电机凭借其性能优势在多个场合广泛应用,而准确计算电机在不同磁路饱和程度时绕组的直轴、交轴电感和永磁体的磁链等关键参数,是永磁同步电机的高性能控制的关键。但是,在永磁同步电机的磁路交叉耦合效应影响下,绕组电感、永磁体磁链等参数的非线性特性显著,利用传统方法难以准确计算。基于有限元法,考虑电机磁路的交叉耦合效应,计算了内置式永磁同步电机在不同磁路饱和程度时的绕组交直轴电感和永磁体磁链,通过傅里叶分解对参数变化规律进行拟合并得到拟合多项式,通过三维插值多项式系数,并与有限元仿真结果对比验证了该方法的有效性,该方法能大大降低考虑磁路交叉耦合效应时参数表达难度,为高性能永磁电机控制系统的研究奠定了基础。     

基于动力时程分析的模型更新混合模拟方法

为降低混合模拟中边界条件及结构简化与数值结构参数误差带来的精度下降问题,提出基于全结构时程分析的模型更新方法,以全结构动力分析模型取代数值子结构模型,将试验子结构作为参数修正的对比目标。建立常见的钢框架与钢筋混凝土框架结构数值模型,筛选出其独立本构参数作为更新对象,以底层柱的弹性反弯点划分子结构,分别进行4种工况混合模拟仿真试验。研究结果表明：与传统混合模拟相比,该方法有效降低了界面弯矩简化与参数误差带来的影响,采用均匀设计的更新方法有效保证参数更新点的代表性,确保多参数更新识别的准确率,有效提升混合模拟精度;同时验证该方法在不同界面弯矩处理下的稳定性与有效性。     

剪力墙偏置的高层建筑结构设计与分析

某办公及商业综合工程项目,包含2栋地上19层的高层办公楼和3层商业裙房。高层办公楼竖向体型收进,剪力墙偏置,结构扭转不规则。通过设置防震缝、选用合适的结构体系、在外围框架设置翼墙并加大框架梁截面、弱化核心筒剪力墙等措施,显著加强了结构抗扭刚度,大幅度降低了扭转位移比,有效提高了结构的抗震性能。应用振型分解反应谱法和弹性时程法对结构进行了分析,探讨了剪力墙偏置的框架-剪力墙结构和框架-核心筒结构的受力特性和设计要点。     

成都某塔楼偏置高层结构超限抗震设计

采用基于性能的抗震设计方法,应用YJK,ETABS,SAUSAGE,ABAQUS等软件对一栋房层高度为80.3m、带裙楼且塔楼偏置的超限高层建筑进行抗震超限分析,介绍了该结构超限抗震设计情况和技术措施。分析结果表明,通过合理的概念设计和构造措施,该结构抗震性能目标满足D级的要求。     

消防车混合动力系统的模拟与仿真

基于理论分析,对传统消防车的动力传动系统进行了混合动力设计。在研究了其动力传动系的参数选择依据后提出了参数匹配的方案,并利用仿真软件进行了性能评估。计算机仿真结果表明,并联混合动力消防车的动力性既满足了纯电动模式具有一定的行驶能力,又实现了一定的消防功能,达到了预期的设计目标。     

内蒙古大东方广场超限结构设计

内蒙古大东方广场上部结构偏置,荷载不均匀,基础差异沉降量大,上部结构具有扭转不规则、楼板不连续及塔楼偏置等多项不规则,属于超限高层建筑。结合其设计过程,讨论了基础设计概况,针对上部结构超限情况,采用基于性能目标的抗震设计方法,讨论了结构不同部位的抗震等级。通过大量的计算分析以及严格的抗震措施,确保了结构在地震作用下具有良好的抗震性能。