特高压GIS断路器用管型绝缘拉杆动态受力真型试验与材料压缩特性分析

作为特高压GIS断路器中连接触头与操作机构的关键部件,绝缘拉杆在操作过程中需要承受外载荷作用。为掌握绝缘拉杆动态受力特性、材料力学性能,文中通过在特高压GIS断路器中布置力传感器测得其主绝缘拉杆操作过程中动态受力情况,根据测试结果进行了拉杆材料管型试样的压缩试验,并利用仿真分析了不同长径比拉杆的压缩屈曲特性。试验结果表明,操作过程中主绝缘拉杆受交变冲击载荷作用,操作机构对绝缘拉杆所施加压力峰值与拉力峰值相差不大,且二者均达到110 k N以上,绝缘拉杆材料的压缩特性应得到关注。压缩试验结果表明长度和内、外径将会直接影响管型绝缘拉杆材料压缩性能,大长径比绝缘拉杆更容易在压缩载荷下出现塑性变形和屈曲失稳现象,所能承受的最大压缩载荷更小。基于材料压缩试验,文中通过仿真计算建立了管型绝缘拉杆临界屈曲载荷与长度之间的近似关系式,并提出通过管型试样压缩试验得到原尺寸拉杆临界屈曲载荷的方法。文中研究成果可为特高压GIS绝缘拉杆材料试验、设计制造提供参考。     

微机轴重计式动态汽车衡

1轴童计式动态汽车密的组成及特点轴童计式动态汽车衡由秤台和称重仪两部分组成。秤的台面（宽为3m，长lin）是一个箱形框架，传感器放在四角，台面刚度适中，使负荷得以均匀地分配到四个传感器L。秤台底座成环形的整体结构，传感器位于其中，用箱体遮蔽雨水，可以在露天使用。称重传感器采用桥式剪切梁传感器，传感器顶部用钢球承受垂直载荷。秤台的水平力用横向拉杆和纵向拉杆承受，消除了水平力产生的误差。秤台前后应各有一段坡度小于O．3％的路面，汽车以低速通过秤台时，分别称出汽车前轮和后轴的重量，然后将各轴重量求和，得出总重…     

大容量高速电机转子截面突变处刚度特性及等效模型

转子梁单元模型因计算效率高等优点在大容量高速电机转子动力学优化设计中被广泛应用,其对转子截面突变处的力学连续性假设使得弯曲刚度被过高估计,工程上采用了过渡轴段的等效模型但仍存在较大误差,对此,基于欧拉梁和铁木辛柯梁理论对阶梯转子的刚度特性进行分析,并通过与实体单元结果对比,细化过渡轴段模型参数,实现基于修正梁模型的转子弯曲刚度的精确计算。计算结果证明所建模型兼顾了转子实体单元有限元模型的高计算精度和梁单元模型的高计算效率的优点。     

水轮机主轴临界转速的电子计算机计算探讨

本文叙述了用有限元法计算梁的挠度,并由挠度和力按瑞雷能量法计算水轮机主轴第一阶临界转速。叙述了基本理论和方法,对计算机程序及其使用作了说明。     

大型电力变压器油箱结构设计中值得注意的一个问题

使用ＨＤＳＡＰ５程序对某大型电力变压器油箱在真空载荷下的变形进行了有限元分析。计算结果表明，在油箱腰梁槽型截面内增设横向补强隔板能显著减少油箱在真空载荷下的变形。     

大型电力变压器油箱结构设计中值得注意的一个问题

使用ＨＤＳＡＰ５程序对某大型电力变压器油箱在真空载荷下的变形进行了有限元分析。计算结果表明，在油箱腰梁槽型截面内增设横向补强隔板能显著减少油箱在真空载荷下的变形。     

自稳定横向磁通磁悬浮直线电机特性研究

采用仿真分析与实验验证相结合的方法研究了横向磁通磁悬浮直线电机的自稳定能力及其电磁力特性。建立横向磁通磁悬浮直线电机三维电磁计算模型,利用有限元软件研究了电机次级电流分布以及电磁轨道几何参数、电气参数对电机性能的影响规律。研制实验验证样机,利用搭建的实验平台,测试在不同励磁电流大小、频率和悬浮气隙的条件下,电机次级所受到的驱动力、悬浮力、导向力的变化情况,并与仿真结果对比,验证有限元仿真模型的有效性与准确性,为横向磁通磁悬浮直线电机在轨道交通等领域的应用提供理论支撑。     

特高压输电线路钢管塔计算模型的选择

特高压钢管塔按整体空间桁架简化模型,采用杆单元进行受力计算,由于假定杆件只承受轴向力而忽略杆端弯矩作用,使得计算结果与实际情况存在差异。以1000kV淮南—上海(皖电东送)输变电工程特高压同塔双回钢管塔为分析对象,采用铁塔设计通用程序的杆单元、有限元计算通用软件ANSYS的梁杆混合单元和梁单元3种计算模型,对钢管塔的静、动力性能进行了分析和比较。结果表明:由3种单元模型计算的主材轴力、杆塔动力特性基本一致;梁杆混合单元模型与梁单元模型计算的主材杆端弯矩接近。建议特高压钢管塔的受力计算,采用梁杆混合单元模型的整体空间桁架法。     

低空急流高度变化对水平轴风力机气动载荷的影响

对比分别由Great Plains Low-Level Jet谱模型和基于平面壁面射流原理建立的低空急流工程化模型得到的平均风速廓线,确定低空急流工程化模型中的参数。在此基础上,基于Von Karman谱和低空急流工程化模型建立不同高度的低空急流脉动风场,并将其作为FAST开源代码的输入条件计算和分析水平轴风力机的气动载荷。研究表明:当急流强度一定,急流高度由风轮扫掠面的底部位置增加到顶部位置时,风轮气动载荷发生了明显的变化,与最小值相比,风轮推力、横向力、纵向力、转矩、偏航力矩和倾覆力矩系数均方根的最大值分别增加了12.9%、75.6%、73.4%、27.7%、99.9%和98.5%。在低空急流条件下,风轮转矩和推力功率谱曲线峰值的频率与叶片通过频率的整数倍相关。研究结果可为低空急流条件下水平轴风力机气动载荷的分析提供参考。     

加筋壳体的真空强度

文章使用ＳＡＰ５程序对加筋壳体结构模型受真空载荷作用下的应力、变形进行了有限元分析。在保护原有结构型式基本不变情况下，分析了避板厚度，加强筋及腰梁位置、尺寸、形状等因素对壳体应力、变形的影响。提出了在腰梁内设横向隔板能明显提高加筋壳体真空强度这一新观点。     

大跨越输电塔线体系断线响应分析

为研究大跨越输电塔线体系的断线动力冲击问题,利用ANSYS软件建立了输电塔线体系的有限元模型,采用生死单元法模拟导(地)线的突然断裂。用时程分析的方法分析不同工况下绝缘子以及地线夹具的位移及轴力,发现在靠近绝缘子处断线对绝缘子最为不利,远离地线夹具处断线对地线夹具最为不利。通过对塔身主材的轴力进行动力分析,发现随着高度的增大,塔身主材受到的冲击作用逐渐增大。通过获得输电塔线体系的断线张力,并将断线张力结果与设计规范值即静力计算结果进行比较,发现应用动力有限元的计算结果比规范的静力计算方法得到的导线断线张力大3.5%,即考虑断线的动力冲击作用时,按规范设计的结果存在安全隐患,应适当提高裕度。     

扩径导线在张拉载荷下的股线分层应力计算

研究扩径导线分层应力计算,能够为扩径导线的应用提供技术支持。考虑扩径导线的几何特征,对扩径导线的分层应力计算进行了理论分析,推导了扩径导线分层应力计算的理论公式;建立了扩径导线的有限元模型,考虑股线间的接触非线性,对张拉载荷工况的扩径导线进行了分析;将理论计算与有限元仿真计算的结果进行了对比研究。研究结果表明:张拉载荷下扩径导线分层应力计算的理论公式与有限元结果的对比基本吻合;张拉载荷作用下,扩径导线各绞层股线所受轴向拉力从内向外逐渐减小,钢芯所受轴向应力相对较大,铝绞层所受轴向应力较小。     

平板式横向磁场永磁电动机三维有限元分析

平板式结构是横向磁场永磁电动机中较为简单的一种结构,文中对平板式结构的定位力特性和"力一位移"特性进行了理论研究.应用Ansoft有限元分析软件对平板式的几种典型结构进行三维建模,并求得了几种结构在一定电枢电流下电磁力随电角度变化的关系曲线.通过比较有限元计算与理论分析的结果,验证了理论分析的正确性.然后对不同结构的出力特性进行了分析比较,提出一种较优的平板式结构,为平板式横向磁场永磁电机的优化设计抛砖引玉.     

三维直线感应电动机牵引力计算方法

二维有限元计算方法不能考虑电机横向有限宽度的影响,而三维有限元计算方法耗时巨大。在二维多层理论的基础上,对电机横向初级电流进行周期延拓,采用傅里叶谐波法,建立了直线感应电动机三维电磁场模型。通过计算三维电磁场量来得到电机牵引力,计算结果与实验测试结果进行了比较。     

用分析法计算轴的挠度

电机轴产生的挠度不仅受机械拖动和自身载荷的影响，同时又受电磁拉力的作用，一般都是采用图解法计算，计算起来很复杂。本文介绍采用分析法计算轴的挠度，既简单又方便，计算的结果与图解法很接近，可为设计人员作参考。     

预应力活性粉末混凝土电杆的设计研究

为了利用活性粉末混凝土(reactive powder concrete,RPC)的抗拉强度和抗裂性能,根据其力学性能试验研究结果,通过理论推导分析,提出了预应力RPC电杆的承载力计算方法和正常使用状态(抗裂度、裂缝宽度、挠度)验算方法,给出相应参数的建议取值范围。建立了500 kV预应力RPC双杆有限元模型,利用有限元软件ANSYS对不同工况下预应力RPC双杆进行有限元分析。有限元分析结果与理论计算结果比较接近,验证了该设计方法的有效性。     

送电线路拔梢钢管杆挠度的解析法及简捷法

对送电线路拔梢钢管杆在常见载荷 (集中力、集中力偶和分段均布力 )作用下的挠度 ,用解析法进行了分析。应用折算惯矩的思路 ,推出了拔梢钢管杆在常见载荷作用下的折算惯矩公式 ,并给出了挠度的简捷计算公式。文中还用实例比较了两种方法计算的结果。     

电流变液颗粒间局部电场分析及相互作用力计算

电流变(electrorheo logical,ER)液可用于直接驱动电动机、离合器、无级变速、机械装置的电控等领域,如何准确计算电流变液体成链过程中的颗粒间相互作用成为研究热点。介绍了计算电流变液中多颗粒间局部电场及相互作用力的新模型—偏心电偶极子模型,分析了偏心电偶极子模型的理论基础,研究将其用于计算电流变液体中多颗粒间局部电场及相互作用力的方法。将颗粒间局部电场计算结果与点电偶极子及有限元方法的计算结果进行对比。通过比较可知,偏心电偶极子模型计算结果与有限元计算结果最为接近,优于点电偶极子模型。同时给出用于计算三颗粒间局部电场及相互作用力的公式,并与同等条件下的两颗粒间相互作用力进行对比,结果表明,在一定条件下两颗粒的相互作用力高于三颗粒的相互作用力,这说明颗粒在聚集成链的过程中初期的相互作用力可能要高于后期。     

电磁轴承用磁通控制型功率放大器力增益的研究

对提出的基于磁通观测器的磁通控制型功率放大器的力增益进行了理论及实验研究。首先简述了基于磁通观测器的磁通控制型功率放大器的结构和工作原理,利用磁通控制型功率放大器的状态方程,推导得到了力增益的理论模型。然后对力增益进行理论分析、有限元分析及在所建立的电磁力测量机构上进行了实验测量,根据模型得到的力增益理论分析值与有限元计算值及实验测量值进行比较分析,并通过参数辨识的方法对力增益进行了修正,给出了偏置为0.7T和0.5T下修正系数与气隙的关系。由于得到的力增益是在常态工作点附近线性化后得到的,所以实际工作点的变化对模型的精度会有影响,最后给出了工作点设置在气隙中点时,横梁位置、力增益理论计算值与有限元计算值三者之间的关系。     

桥梁敷设电缆伸缩补偿过程动力学建模及动态响应分析

桥梁敷设电缆通常采用伸缩补偿装置(OFFSET)用以抵消桥梁位移对电缆本体结构稳定性的影响，OFFSET装置的实时补偿效能对于桥梁敷设电缆的安全运行至关重要。以跨海大桥原型OFFSET为研究对象，建立其刚柔混合多体动力学模型，计算在位移载荷和位移–电流复合载荷下OFFSET装置的补偿效能。将电缆夹具的位移响应计算结果作为边界，通过对电缆本体的电–热–结构有限元仿真获取了电缆本体力学响应。通过将数值仿真结果与原型OFFSET装置补偿试验结果对比验证了所建立模型的有效性。研究结果表明：采用OFFSET装置能够实现设计的补偿效能，桥梁敷设电缆的应力最大分布在固定夹具处。在日环境温度引起的电缆位移和负荷电流的共同作用下，线芯、铝护套上的最大应力分别为84 MPa,155 MPa，最小应力分别为55 MPa,105 MPa；电缆金属铝护套的最大应变为14 881×10^-6，最小应变为9340×10^-6；电缆固定夹具受到的最大轴力为7.4 kN，最小轴力为4.8kN；电缆金属结构层上的应力、金属护套的应变以及固定夹具上的轴力呈正弦规律变化。研究成果可为桥...