拱坝应力分析中的有限元内力法

本文提出了拱坝应力分析的有限元内力法，该法首先按常规方法建立拱坝及地基在水压力，自重等荷载作用下的有限元平衡方程，求解结点位移和单位应力，然后将坝体分解为拱系和梁系，根据拱和梁的内力平衡条件求解指定截面上的约束内力，并进而求解应截面上的内力（弯矩、轴力、剪力等）和坝体内任一点的等效应力。文中推导出了相应的计算公式，并通过对典型的圆筒拱坝和拟建的某高拱坝的应力分析说明了该方法的正确性。     

超载过程中高拱坝坝肩推力角的研究

本文采用基于D-P准则的理想弹塑性三维有限元分析以及一种高精度的基于体积积分的拱端推力确定方法,结合国内一个典型的300米级高拱坝三维弹塑性有限元整体分析成果,研究分析了超载过程中拱端推力的非线性重分布规律,以确定拱坝-坝肩非线性相互作用。研究结果表明:高拱坝超载过程中各高程段的推力角均有所增加,这反映了拱坝具有较高超载能力的内在机制,也说明基于刚体极限平衡法的拱坝坝肩稳定分析成果偏于安全。     

带横缝拱坝地震破坏机理的振动台试验研究

本文通过脆性材料制作的带横缝拱坝模型,采用逐步加大的谐波荷载,考察拱坝的动力破坏机理.通过对模型拱坝整个破坏过程的观测,重点研究不同破坏阶段模型拱坝在动力荷载作用下的一些反应规律.同时,结合试验模型坝体的破坏历程.对拱坝计算专用有限元程序ADADP-88的合理性做进一步验证,为工程实际的破坏计算预估莫定基础.     

锅炉小径管焊口所受载荷性质对其应力集中的影响

200 MW机组锅炉再热器集箱小径管在运行时所承受的栽荷有介质压力、弯矩、轴力、剪力4种类型,通过数值解法计算模型,研究了小径管焊口所受载荷的性质对其应力集中的影响.结果表明,3个被研究的关键点的应力数值以第1点最高;弯矩对最危险点的应力集中的影响最为明显,其次是剪力、轴力和介质压力.     

考虑提前蓄水发电的高拱坝最优封拱温度研究

温度荷载是拱坝的一项主要荷载,减小温度荷载对拱坝应力及稳定的不利影响直接关系到高拱坝建设的安全性与经济性.本文从拱坝温度荷载影响因素人手,提出优化封拱温度场是减小温度荷载对拱坝不利影响的唯一有效措施,并建立了拱坝封拱温度场多目标优化的数学模型.在研究中考虑了高拱坝施工过程中的分期封拱、提前蓄水发电等施工环节的影响.结果表明,可以通过优化封拱温度场来有效减小温度荷载对高拱坝应力、稳定的的不利影响.在工程实践中须充分考虑高拱坝施工过程中的分期封拱、提前蓄水发电等施工环节对其封拱温度场的影响.     

反拱水垫塘拱端力变化规律的试验研究

分析了反拱水垫塘底板的稳定机理 ,用先进的模拟方法和量测手段 ,对反拱水垫塘拱端力进行了详细试验研究 ,得出在约 30 0米级水头和最大坝身泄流 (双曲拱坝 ) 30 0 0 0m3 s的作用下 ,拱端力沿程及随下游水深变化的规律、其时域和频域的特性。研究表明 ,若能保证两岸山体和拱支座稳定 ,反拱底板能保证稳定     

深孔平面钢闸门主梁应力计算方法研究

深孔平面钢闸门的主梁为均布荷载作用下的简支薄壁深梁.由于纵向纤维挤压和横截面翘曲及其褶邻截面翘曲不同步,其应力至今无解析计算方法.通过将翼缘与腹板的割离分析和整体分析,建立合理力学模型,应用弹性力学方法求解,并考虑了弯剪耦合,推求出简支薄壁深梁的正应力、剪应力和挤压应力的解析计算公式.结果表明:剪力使正应力增大,这种影响随跨高比的减小而增大,随翼缘与腹板面积比的增大而增大,沿跨长随剪力与弯矩之比同步变化,沿梁高与剪应力分布规律一致.这为水利、土木及交通工程中薄壁简支深梁的设计提供了概念明确的理论计算方法.     

灌浆套管连接段的受力分析及数值模拟

针对灌浆套管连接段在轴力及弯矩作用下的受力机理进行分析,并推导出相应的公式;同时利用ANSYS有限元软件对多组连接段进行数值模拟,以研究其在弯矩及轴力作用下,压应力与摩擦力的大小及分布形式以及承载能力,并用理论分析进行验证。结果表明,连接段在不设剪力键时,随着管径的增加,连接段的承载能力急剧降低;弯矩在连接段的传递,主要由接触表面的压应力以及水平和竖向的摩擦力来承担。     

高水头、大流量下反拱水垫塘底板块随机振动特性的研究

反拱水垫塘拱圈底板块稳定性是其在高水头和大流量作用下能否安全运用的关键技术之一。以溪洛渡拱坝下游出流条件和反拱水垫塘体型为参考,在拱圈底板块间止水破坏、底板块锚筋失效的极端条件下,对拱圈弹性底板块的振动特性进行了研究,得到拱圈底板块振动位移、速度和加速度幅值的沿程分布规律及其时域特性。研究表明,反拱水垫塘与平底水垫塘最大区别在于拱圈底板块能产生锁定,锁定高度受底板缝厚度控制,控制缝隙宽度对于反拱水垫塘的稳定起至关重要的作用。     

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。     

基于模式力的平面电机控制方法

半导体光刻加工中,平面电机的6个运动自由度之间存在着紧密的电磁和力学耦合,为实现对这6个运动自由度的解耦控制,首先提出了作为执行器的直线电机的电流控制模型,接着提出了执行器力、模式力的概念和基于模式力的解耦动力学模型.基于对样机的运动学和结构参数的合理假设,模式力法可使6个运动自由度的动力学模型之间不再存在耦合,且都为简单的2阶线性系统,可采用多种线性控制器来进行控制.针对样机,推导出了模式力矢量与执行器力矢量的关系矩阵以及平面电机的解耦控制框图,最后以X位置控制为例设计了PD控制器,并对基于模式力的控制方法的可行性进行了探讨.     

Study of the magnetic force delivered by an actuator with nonlinear ferrofluid and permanent magnets

The main purpose of the paper is to calculate the magnetic force delivered by actuators with a nonmagnetic body levitated in a ferrofluid that is magnetized by permanent magnets. A linear algebraic formula is proposed for this purpose, which is then validated experimentally. The nonlinear magnetization curve for the ferrofluid, known in detail, was used in computations. Satisfactory agreement between the results obtained with the linear formula for the force and the experimental results was obtained. The expression for the force is very simple, having only three independent variables, and can be used as a “guideline” in the analysis and design of the mentioned actuators. © 2016 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

Parametrization and adaptive compensation of friction forces

This paper considers adaptive controls of systems containing non-smooth non-linear friction forces. The idea is to divide the unknown friction force into two parts so that it can be parametrized by a model linear in parameters. Then linear adaptive techniques apply. © 1997 by John Wiley & Sons, Ltd.     

基于SolidWorks软件下进行螺杆压缩机转子受力计算

利用螺杆压缩机的型线端面数据点及型线的接触线数据点,通过给定螺杆压缩机转子参数,在Solid Works里绘制出对应的三维模拟。利用Solid Works里面自带的Simulation模块,对螺杆压缩机进行有限元分析,计算出转子静态下的气体轴向力和径向力,对螺杆压缩机的设计及轴承选型提供很好的理论依据。本文以一种双螺杆制冷压缩机转子为例,利用本方法计算出螺杆压缩机阴阳转子吸排气端的气体径向及排气端气体轴向力。     

Structural Analysis of Induction Machine and Switched Reluctance Machine

Here we present a comprehensive analysis of structural performance of Induction Machine (IM) and Switched Reluctance Machine (SRM) rotors under different operational conditions. Electric machines are susceptible to forces of diverse origins. In addition to traditionally considered magnetic and centrifugal forces, this article discusses independent and inclusive effects of thermal expansion and shaft attachment techniques on structural integrity of the machines. A comparative analysis of structural performance of IMs and SRMs has also been performed, under a range of scenarios, to facilitate application-specific machine selection from a structural perspective.     

纵向一体化竞争效应的模型分析

当下游企业实施纵向一体化,将改变其为竞争对手提供中间投入品的动机。然而在纵向一体化后,下游企业的竞争对手也会改变选择中间投入品供应商的策略。据此所构建的模型,旨在分析双方在纵向一体化之后的策略性行为,同时研究了纵向一体化的共谋效应和效率效应,并借助最终产品的差别程度分析了纵向一体化对消费者的影响。     

沿钢板表面敷设电缆电动力的计算

研究了沿钢板表面敷设的电力电缆的电动力的计算问题。通过详细分析钢板对电缆周围空间磁场的作用,阐明了计算在这种情况下敷设的电缆电动力的一般方法。获得了无限长、圆形横截面的电缆的电动力的单重级数式解析解。讨论了电缆距离钢板的高度等参数对电动力的影响。利用该解析计算公式,计算了一直流供电系统中当某处发生短路故障时的每根电缆的电动力,为电缆束的固定提供了理论依据。并且从更易于电缆束固定的角度出发,对原来的电缆布置方案作了适当的调整,为优化电缆的敷设方案提供了参考依据。     

磁悬浮平面电机的解耦控制策略

用于光刻加工的磁悬浮平面电机的6个运动自由度之间存在着紧密的电磁和力学耦合。为实现各运动自由度的解耦控制,提出了直线电机型电磁执行器的电流控制模型、基于模式力的解耦动力学模型和平面电机解耦控制策略。模式力使各自由度的动力学模型不再存在耦合,且都为简单的2阶线性系统。设计了样机的X位置伺服控制器,仿真结果表明该控制器使解耦后的X位置控制达到了预期的动、静态性能,并具有良好的抗扰性和鲁棒性。     

Investigation of Multi-phase Tubular Permanent Magnet Linear Generator for Wave Energy Converters

In this article, an investigation into different magnetization topologies for a long stator tubular permanent magnet linear generator is performed through a comparison based on the cogging force disturbance, the power output, and the cost of the raw materials of the machines. The results obtained from finite element analysis simulation are compared with an existing linear generator described in [1 Prudell, J., Stoddard, M., Amon, E., Brekken, T. K. A. and von Jouanne, A. 2010. A permanent-magnet tubular linear generator for ocean wave energy conversion. IEEE Trans. Industry Appl., 46: 2392–2400. [Crossref], [Web of Science ®] , [Google Scholar]]. To ensure accurate results, the generator developed in [1 Prudell, J., Stoddard, M., Amon, E., Brekken, T. K. A. and von Jouanne, A. 2010. A permanent-magnet tubular linear generator for ocean wave energy conversion. IEEE Trans. Industry Appl., 46: 2392–2400. [Crossref], [Web of Science ®] , [Google Scholar]] is built with 3D CAD and simulated using the finite-element method, and the obtained results are verified with the source.     

低压断路器触头系统电动斥力的计算

当断路器分断故障电流时，分析作用于触头系统上的电动斥力对于断路器的优化设计非常重要。本文在三维积分方程法的基础上，分析触头接触面上电流线收缩，触头臂上的电流及非线性灭弧栅片对电动斥力的影响，并制作了样机，在低压大电流回路上对该方法进行了验证。使用该方法能够计算作用于万能式和塑料外壳式断路器触头系统的电动斥力，为低压断路器的触头系统设计提供一种新的方法。