温度和热流方向对木材传热特性的影响

以4种常用木材为实验对象,研究了不同温度和热流方向对木材的导热系数、比热和热扩散率的影响,并分析了热物理性质变化的原因.实验结果表明：温度和热流方向对木材的传热特性影响显著.在25～200 ℃内,木材导热系数和比热呈现非线性变化,开始是随着温度的升高而逐渐增加,在接近80 ℃时达到一个峰值,然后又逐渐降低.而木材热扩散率的变化与温度的关系不明显.同一温度下,木材的顺纹（热流平行于纹理方向）导热系数要大于其横纹（热流垂直于纹理方向）导热系数,前者是后者的2.4～3.0倍.     

气动发动机台架性能试验研究

作为新型动力,气动发动机的功率和气耗率是影响其运用推广的关键因素.为了准确了解气动发动机的功率和气耗率的变化趋势,利用改造的样机进行了台架试验,得到了速度特性曲线和负荷特性曲线.结果表明在进气压力不变时,随转速升高发动机功率线性下降,气耗率升高,在高转速时气耗率恶化;在转速不变的情况下,随着负荷的增加,发动机气耗率下降,进气压力升高.从结果可知气动发动机的特性不同于传统的内燃机,其最佳工作区间在较低转速、较高负荷的区域,此时,其动力性能和经济性能较好.在其推广运用过程中,要根据此特性对配套的零部件进行改造或重新设计.     

高精度制冷工质PVT实验系统研制

研制了一套高精度制冷工质PVT（温度 体积 压力）实验系统,该系统由自行开发的测控软件进行计算机实时测控.通过对系统的误差分析表明,实验系统的温度测量不确定度小于±6 mK,压力测量不确定度小于±1.3 kPa.实验本体的体积用氦作了标定.利用本实验系统,对293.15～323.15 K的HCFC22气体进行了定容式PVT实验研究,结果表明,HCFC22的密度测量值与美国国家标准与技术研究院（NIST）提供值的平均偏差小于±0.064%,最大偏差小于±0.356%.整个系统自动化程度高,控温精确稳定.     

型索穹顶结构自应力模态分析及优化设计

为了解新型Kiewitt型索穹顶结构的受力性能,采用节点平衡理论和平衡矩阵理论对该结构的自应力模态进行了详细分析,并对这类具有多个整体自应力模态的索穹顶结构采用非线性规划、以初应变能最小为优化目标进行了预应力优化.研究表明,考虑结构对称性后体系超静定次数等于基于平衡矩阵理论运用奇异值分解法求得的整体自应力模态数,且其整体模态数随环索数的增加而呈规律性增加,预应力优化后的合理初始预应力分布在一定的荷载工况作用下由于部分索临近松弛而达到极限状态.     

极坐标系下黏性流动的拟谱方法

针对拟谱方法在极坐标下遇到的坐标奇异以及压力边界条件难处理等问题,提出了一种新的基于极坐标系下的拟谱方法.该方法在一致网格上直接求解非定常原始变量形式的N-S方程,采用算子分裂法来解耦速度和压力,在径向采用Chebyshev-Radau配置点,在角方向采用标准的Fourier配置点.同时对压力的谱导数矩阵进行了变换,使边界上的压力点不出现在计算方程中.把该方法应用于圆截面的曲线管道的层流流动中,数值实验结果表明,该方法成功解决了极坐标系中的坐标奇异问题;对压力谱导数矩阵的变换,避免了对压力提非物理的边界条件,保证了解的精度,同时也消除了虚假压力模式     

稳定线宽的过曝光控制

在利用激光图形发生器制备微细图形时,为获得稳定的线条宽度,提出一种对薄胶层进行过曝光的技术.准直光束经物镜会聚后光斑的能量呈近似高斯分布,当胶层的曝光量阈值远离高斯型曝光量曲线的头部时,可以弱化线宽对实际曝光量或胶层曝光量阈值等变化的敏感度,从而提高线宽的稳定度.在涂有0.6 μm薄胶的基片上,采用渐变曝光量的方法,利用激光束直写技术制取了一组短弧线,对线宽的测试结果表明,线宽与曝光量关系的实验性曲线和理论模型能较好地吻合.过曝光技术对线宽稳定度要求较高的器件,比如具有螺线波导的集成光学陀螺的制作有较重要价值.     

牛初乳中提取乳铁蛋白工艺的研究

从牛初乳中分离提取乳铁蛋白,建立快速分离纯化乳铁蛋白的工艺.选择弱酸性阳离子交换剂CM SEPHAROSE FAST FLOW装柱,脱脂牛初乳在4　℃下进行动态吸附上柱后进行阶跃洗脱.通过对洗脱条件的比较优化,确定了分离提取乳铁蛋白的最佳工艺条件为：牛初乳料液pH　6.6,上柱速度300　mL/h,阶跃洗脱剂的体积分数分别为1.5%和5.0%的NaCl,洗脱体积流速200 mL/h.乳铁蛋白洗脱液经过超滤和冷冻干燥,得到冻干粉纯度可达98.98%,得率为29.0%.     

作基于Nagle算法的嵌入式TCP协议

针对在8/16位低速处理器上实现传输控制协议（Transfer Control Protocol TCP）过于复杂的问题,通过对TCP协议进行简化,减轻了微处理器的运算负担,降低了对系统存储空间的要求,使得TCP协议能够在8/16位低速处理器上实现.嵌入式网络中大量使用长度很小的数据帧,使得网络带宽利用率极低,为此在协议中应用了Nagle算法,减少了协议所需带宽,提高了协议的吞吐率.采用NS-2（Network Simulator-2）进行的仿真结果表明：该方案是有效的,现已经在普通8位处理器上实现,并通过了在多种宽带网络上进行的测试,在网络电能表中得到了实际应用.     

型钢混凝土梁式转换节点抗震性能研究

通过对连续型钢混凝土梁式转换层结构模型的两种加载方式下的拟静力试验,对比分析了型钢混凝土转换节点与柱不带轴压力型钢混凝土框架节点的抗震特性,得到了不同于普通框架节点的转换节点的破坏机制、耗能能力、强度退化等.分析得出节点型钢腹板的剪应力方程,利用试验数据可求得腹板上测点的应力值.为了与试验结果相互验证,建立有限元模型,进一步对比分析证明了转换节点在地震力下的受力特性符合节点斜压杆机理.     

磁悬浮列车用直线电机的有限元分析和电感计算

为研究磁悬浮列车长定子直线电机的性能,以德国TR08型磁悬浮列车长定子直线同步电机尺寸为基础,基于有限元方法建立了一个悬浮电磁铁模块的分析模型,对其牵引和悬浮电磁场进行了较为系统的分析,得到了不同动子极距下牵引和悬浮力的变化曲线.重点研究了长定子直线同步电机在分别改变定、动子电流和气隙大小的情况下,以及定动子绕组交直轴电感的变化情况,并通过多项式拟合和傅立叶分解得到了交直轴电感的经验公式.仿真结果表明,定子电流对气隙磁场和电感影响较小,当动子极距为266.5 mm时电机性能较佳,拟合得到的经验公式具有较高的精确度,平均误差小于5％.     

Adaptive FEM Analysis of the Temperature Field of Pistons in Diesel Engines and Their Thermal Stress and Deformation Calculation

The adaptive FEM analysis of the temperature field of the piston in one diesel engine is given by using the ANSYS software. By making full use of the post results provided by the software, the posteriori error estimation and adaptive accuracy meshing algorithm is developed. So the blindness of the mesh design through experiences can be avoided, and the accuracy requirement is adapted to the relative temperature gradient distribution across the entire domain. Therefore the meshes and solutions can be obtained at the same time. Based on the temperature field analysis, the thermal stress and deformation fields are calculated as well. The results show that the stress concentrates on the edge of the piston pin boss and the inside surface of the first ring groove, and the deformation of the head of the piston is greatest. But the difference between the long and short axes of the bottom cross section is greatest.     

微小型发动机柱塞温度场和热变形的三维有限元数值模拟

对微型无人机用排气量在1ml以下的微小型发动机的柱塞组件进行了三维有限元热分析,并以0.33ml微小型机为例进行了实际计算,用热成像和易熔合金法进行了相关实验。根据实验数据利用反推法提高了模型精度,获得了微小型发动机的温度场和热变形的较准确结果。分析表明,排气系统等结构设计使柱塞的温度场和热变形轴向不对称,但差别很小;球铰的温度高,热应力大,容易发生失效。柱塞裙部轴向温度和变形呈指数分布,变形后形线内凹。高转速的强制冷却效果以及比表面积大的体积效应减少了热负荷,同时降低了热效率。本文建立的分析方法对1ml以下的微小型发动机具有通用性。     

气动发动机活塞运动轨迹的优化设计

为解决高转速下动力与经济性能的下降，提出一种新的气动发动机曲轴连杆机构.通过建立气动发动机的进气模型和缸内工作过程模型，以压缩空气的比输出功最大为目标函数，给出优化的活塞运动轨迹曲线.分析了进气阀与活塞运动之间新的匹配关系.设计了复曲轴连杆结构，并得到调节进排气门的开关时刻与持续时间的方法.结果表明，在该机构实现的优化轨迹曲线中，在缸内压力达到进气压力之前，活塞的运动速度应该保持静止；缸内高压建立后，活塞的运动速度应与进气门的截面积保持线性关系；进气门关闭后，活塞速度应保持匀速运动.采用新机构后的压缩空气比输出功比原系统提高了一倍.     

车辆发动机活塞连杆微型多通道应力测试仪

本文设计了一种适用于车辆发动机活塞、连杆应力测试的微型多通道测试仪，它可以固定在发动机活塞体上进行应力测试，并可应用于温度等参数的测试     

Thermo-mechanical analysis of an SI engine piston using different boundary condition treatments

Heat transfer of an SI engine's piston is calculated by employing three different methods based on resistor-capacitor model with the help of MATLAB code, and then the piston is thermo-mechanically analyzed using commercial ANSYS code. The results of three methods are compared to study their effects on the piston thermal behavior. It is shown that resistor-capacitor model with less number of equations and consequently less solution time, is an appropriate method for solving problems of engine piston heat transfer. In the second part, the thermal stresses due to non-uniform temperature distribution, and mechanical stresses due to mechanical loads are calculated. Finally, the temperature distributions as a thermal load along with mechanical loads are applied to the piston to determine the total stress distribution and critical fracture zones. It is found that the amount of thermal stresses is considerable.     

内燃机活塞三维热分析

介绍高温状态下内燃机活塞的热分析原理,利用有限元法计算活塞温度、热变形和热应力,建立活塞三维热分析有限元模型和相应热边界条件,给出了活塞温度分布、综合应力和综合变形,提出对活塞设计的合理结论。     

活塞环组机油消耗分析及改进设计

为了降低某柴油机机油消耗和寻求改进措施,采用数值仿真分析和试验相结合的方法,对该发动机活塞环组窜气量和机油消耗特性进行分析研究.建立该发动机活塞环组动力学及机油消耗（LOC）预测模型,并通过试验数据对模型进行标定.指出通过各环岸及环槽间的压力、活塞环的轴向运动,来判断导致机油消耗增大或减小的原因,并用于指导改进设计工作.另外,研究各环岸与气缸壁之间的间隙对机油消耗的影响,对该发动机活塞型线和活塞环进行改进设计.改进前后对比试验结果发现,改进后机油消耗明显改善,仿真结果和试验结果变化趋势一致.     

活塞有限元分析

运用现代设计分析方法,建立了一种活塞实体有限元模型．分析计算了一种新设计的直径１００ｍｍ柴油机活塞的温度场以及综合变形与应力．计算结果表明：活塞综合变形不呈轴对称分布,裙部过大的径向变形是造成活塞拉缸的主要原因;综合应力峰值出现在销座内侧及冷却油腔处,是造成活塞常见破坏形式（销座及冷却油腔开裂）的主要原因．     

内燃机活塞温度多路红外遥测系统

设计一种高精度、高抗干扰的内燃机活塞温度多路红外遥测系统.该系统用热电偶将测点的温度变成电压信号后,再用电压/频率转换器使之成为频率信号,频率信号驱动红外发光二极管发送红外光脉冲;在接收端,光敏三极管接收红外光脉冲,经反变换之后,通过接收器记录的电压值反映出测点的温度值.试验结果表明:该测温系统软硬件设计合理,方案可行;实现微机多路巡回检测,能全面测量活塞温度.     

汽车发动机活塞受力有限元分析

作为发动机重要零部件的活塞,经常受到多种载荷的作用,对其进行强度、结构和使用材料等分析有着非常重要的意义。本文通过对活塞受力分析,建模与网络划分,选取最大压力工况下,进行载荷、边界条件以及预紧力的施加,利用ansys的计算模块对模型进行计算,并通过ansys的后处理器将结果以应力分布云图和位移变化云图的形式显示出来。并在此基础上对活塞进行结构、力学分析,找到模型中所受应力最大节点的相关数据。根据结果分析,提出在结构和材料上的改进方案,为活塞的结构分析与设计提供重要参考依据。