精确定位的高带宽新型音圈电机驱动器研究

为了在极高磁道密度（TPI）的硬盘中快速寻道定位、读取数据,研发了一种新型高带宽驱动器组件.该新型高带宽驱动器的音圈电机（VCM）具有独特的音圈结构和磁极（体）排列.在电磁设计中,应用三维有限元分析法（FEA）对一些关键电磁参数及主要结构尺寸进行了优化;预测了系统的动态性能.分析表明,新型音圈电机驱动器产生的电磁力形成了纯力矩,降低了轴承和轴上的反作用力,与传统驱动器相比,更好地抑制了影响伺服带宽的横向准刚性体震动模式（QR模式）,使驱动系统能在高TPI下快速跟踪和精确定位.实验测试了系统的频率响应特性,与理论设计符合得较好.     

虚拟企业伙伴选择中模糊因素的定量评估

针对虚拟企业伙伴选择时存在不一致区间判断的复杂评估问题,组建战略联盟决策群并确定着眼于候选伙伴实现机遇的互补竞争力评价指标体系,提出在层次分析法(AHP)框架下,运用有下限和上限的区间数表达候选伙伴之间不一致、不确定的比较比例,获得区间比较矩阵,引入模糊集的隶属度函数表示对选择方案的满意程度,构造模糊约束集合,利用线性规划方法求解具有最大满意程度的优先权矢量,计算出候选者的总体优先顺序.结果表明,该方法能够从可行域为空的不一致区间比较矩阵导出模糊优先权矢量.列举的虚拟企业伙伴选择实例验证了应用这个方法从模糊判断矩阵计算出确定的优先权重的有效性,这是其他方法难以做到的.     

220 t/h水煤浆锅炉NOx排放特性的研究

为了解水煤浆锅炉NO_x排放规律和降低NO_x的排放,对一台220 t/h水煤浆锅炉进行了一系列实验研究.提出了优化浆温和雾化蒸汽压力、适当降低预热空气温度和优化吹灰次数和时间等优化运行方式来实现水煤浆燃烧的低NO_x排放.结果显示燃料型NO_x是水煤浆燃烧过程中NO_x生成的主要来源,锅炉负荷、过量空气系数、温度、吹灰以及水煤浆特性等都对NO_x的生成有复杂的影响,在不影响燃烧的情况下,低氧量运行有利于降低NO_x排放质量浓度.     

纸叠层设计制备SiC/Si层状陶瓷研究

针对层状陶瓷复合材料制备工艺复杂且制备成本高的不足,提出了一种无需预先成型基片,且在常压烧结工艺下制备层状陶瓷复合材料的新工艺.采用原位反应法,以纸为原料,通过叠层设计、低温碳化和高温渗硅反应制备了具有层状结构特征的SiC/Si陶瓷复合材料.并采用XRD、EDS和显微镜对材料的组成和微观结构进行分析.结果表明,叠层纸碳化后成为含有层状结构特征的碳骨架,渗硅后得到的SiC层与Si层交替排列的具有明显层状结构特征的SiC/Si层状陶瓷复合材料.并揭示了叠层纸制备SiC/Si层状陶瓷复合材料中Si/C界面的反应机理,Si/C界面的反应是一个扩散反应的过程.     

高深宽比SU-8微结构的简易加工技术

为了提高微驱动器的性能,提出了一种在氧化铟锡(ITO)玻璃上加工高深宽比SU-8微结构的方法.在导电玻璃的ITO层上涂覆一薄层AZ-4620正光胶,用常规的接触式曝光法,将光刻掩模上的二维图形转移到AZ-4620光胶层上,显影后利用ITO玻璃的导电性,在AZ-4620光胶曝光处电沉积镍,原掩膜图形可保真地转移到ITO玻璃表面的镍镀层上,使紫外光透过ITO玻璃基底进行反面曝光,从而保证了光刻掩模与SU-8光胶层间的完全接触,消除了厚光胶层表面不平在曝光时的散射和基片材料的反射影响,成功制备了深宽比为16、侧壁垂直度为89.5°的微结构.本方法使用设备简单,加工成本低.     

有效弹性模量法在大跨斜拉桥稳定计算中应用

为了确立大跨度斜拉桥结构的稳定设计法,提出了按有效弹性模量法计算弹塑性分支失稳方法.通过对跨度1 400 m的斜拉桥模型计算分析,验证了有效弹性模量法在大跨度斜拉桥稳定验算中的适用性及其计算精度.在此基础上进一步讨论了活载布置位置对结构弹塑性稳定强度和失稳特性的影响.结果表明,应用有效弹性模量法能够精确地推算出结构的弹塑性失稳强度;大跨度斜拉桥的轴力由恒载起支配作用,活载分布位置的改变对稳定强度影响十分有限,考虑与不考虑活载分布影响的计算结果相差不到10%,按满布活载的工况可以推算大跨度斜拉桥结构的最小稳定强度.     

参激随机共振及纠错码技术的应用

为了有效地降低数字信号传输过程中的比特误码率,提出了纠错编码与参数调节随机共振技术的结合.在经过噪声污染后,依据参数调节随机共振技术的性质,给出通过系统参数调节的二进制脉冲幅值调制（PAM）输入信号的渐近误码率公式,应用纠错码技术采用中间值估计的方法得到修正的比特误码率.数字仿真试验证实,理论计算结果与试验结果相吻合,纠错码技术与参激随机共振技术的结合应用于二进制基带信号传输,可以降低误码率,从而可以得到更好的效果,提高通信的可靠性和有效性.     

声波团聚对燃煤电厂可吸入颗粒物的排放控制

为了从煤燃烧过程中脱除细粒子（PM_2.5）颗粒物以控制大气可吸入颗粒物（PM₁₀）的污染程度,将高强度的声场运用于气溶胶中以改变颗粒的粒径分布,使粒子团聚为较大的颗粒以在传统的除尘器中脱除.在1～5 kHz、110～140 dB行波声场内对燃煤电厂布袋除尘器收集的飞灰进行声团聚实验,载尘质量浓度为1～5 g/m3,并采用碰撞式分级仪和激光粒度仪MS-2000在线测量颗粒的粒度分布,得到声强和声波频率对团聚效果的影响.在1.72 kHz、140 dB声波团聚实验中,分级仪上的实验结果显示,PM_2.5减少52%～63.6%,PM₁₀减少35.6%～53.3%.     

径向可开启板式结构几何协调性研究

介绍了一种新型开合结构--径向可开启板式结构.针对它在几何协调性方面存在的缺陷,分析了这种结构的基本构成并给出基本几何方程;运用欧式几何分析方法研究了开启时具有圆形开口的结构各单元之间的拓扑关系,得到了临界方程和限制方程,据此绘制了一些常用参数下的临界曲线和限制曲线,以便设计者选用;给出了两种开启时可形成梅花形开口或多边形开口的新型结构,解决了特定参数下屋面设计的几何协调性问题.研究结果为径向可开启板式结构的设计提供了有价值的参考.     

长期灌流维持肾脏功能损伤的内在机理研究

采用低温机械灌流（hypothermic machinery continuous perfusion, MP）研究离体肾脏的功能.灌流维持120 h,本地家猫肾脏功能呈现出阶段性变化,灌流72 h后肾脏功能出现明显的转折.比较灌流后肾近曲小管上皮细胞超微结构和肾皮质ATP酶活性变化,发现灌流72 h离体肾脏功能最显著的变化为近曲小管上皮细胞结构破坏;改变灌流溶液渗透压能够延迟灌流肾脏功能转折,并对近曲小管上皮细胞超微结构损伤有明显的调节作用.     

一种轴向电磁轴承的结构优化与有限元分析

给定转子推力盘直径和转子芯轴直径,设计一种传统结构的轴向电磁轴承。保持定子内孔与转轴之间的径向漏磁气隙不变,采用有限元软件仿真定子线槽结构参数对轴向电磁轴承的磁场分布及承载力的影响,并从磁路理论角度对结果进行误差分析。在承载力最大的线槽结构参数下,只改变芯轴直径,仿真分析径向漏磁气隙对轴向电磁轴承的磁场分布及承载力的影响。研究结果表明:随着定子线槽轴向长度与径向长度比(长宽比)的增加,承载力先增大后减小;当长宽比为5~10时,漏磁不是最小,但承载力较大且基本不受长宽比变化的影响,最大电磁力为理论电磁力的88.7%;随着径向漏磁气隙与轴向气隙比(气隙比)的增加,承载力增加,但增量越来越小,当气隙比为13.3时,仿真电磁力达到理论电磁力的97.0%,当气隙比大于13.3后,承载力随气隙比的增加非常有限。     

磁力轴承旋转电磁场的有限元计算及分析

建立了磁力轴承旋转电磁场的二维有限元模型并进行求解,对不同转速和线圈电流条件下的磁力线分布以及气隙磁通密度进行了分析。结果表明:在NNSS型磁极布置形式中,转子旋转时,涡流场引起磁力线变形,导致一对磁极内的磁力线非对称分布,一极增磁,一极退磁,并在磁极对之间产生较强的磁耦合;当转子旋转时,气隙磁通密度同时受到线圈电流激励的主磁场和转子转速的影响。     

异极型径向磁轴承的非线性解析模型

针对异极型径向磁轴承（HeRMB）气隙磁密分布和电磁力的计算,建立等效磁路法和气隙磁导函数相结合的非线性解析模型.通过计算磁轴承磁路各部分的集中磁导,建立计及饱和效应的等效磁路.采用考虑齿槽效应和转子偏心的气隙磁导函数计算气隙磁密分布,得到作用在转子上的电磁力,利用有限元验证了该解析模型的计算精度. 利用建立的解析模型,研究偏置电流的影响和耦合效应.结果表明,偏置电流的变化对电磁力特性有很明显的影响;当转子无偏心时,X、Y 2个方向相互解耦,当转子有偏心时,2个方向之间会有耦合.     

圆锥形磁悬浮轴承的三维有限元分析

圆锥形磁悬浮轴承只用一对径向轴承即可完成主轴的径向与轴向控制,但由于其定、转子铁心呈锥形结构,使轴向与径向间存在耦合,增加了分析计算的复杂性,同时对其电磁场的分析必须采用三维模型。利用ANSYS有限元软件对磁悬浮轴承进行三维电磁场计算,分析了磁感应强度的空间分布、轴承径向与轴向问的耦合效应,同时计算了电磁力随控制电流和轴承位置的变化关系,并与磁路法的结果进行了比较,在此基础上得出了磁悬浮轴承的电流刚度系数和位置刚度系数。     

磁极数对径向磁轴承承载力的影响

针对径向磁轴承,以实际工程经验为基础给出气隙、磁极、转子、定子、磁极面积、线圈等的设计原则,并设计不同转子直径和不同磁极数的径向磁轴承结构。利用有限元分析软件对设计的径向磁轴承进行电磁场仿真分析,得到磁场分布和电磁力。根据仿真结果研究不同转子直径下,磁极数对轴承承载力的影响。仿真结果表明,当转子直径不超过150 mm时,径向磁轴承的承载力随着磁极数的增加显著减小。当转子直径达到150 mm后,磁极数对径向磁轴承的承载力并无明显的影响。     

永磁转子偏转式三自由度电机建模与结构分析

针对以往研究中单层结构永磁转子三自由度电机转矩特性的不足,提出一种新型永磁"蝶形"转子偏转式三自由度运动电机,采用球坐标系下分离变量法和洛伦兹力法分别对电机气隙磁场和转矩进行解析建模,确定气隙磁场空间谐波含量和结构参数对基波磁通密度和转矩幅值的影响,同时进行三维有限元仿真分析.通过研究两种计算方法下气隙磁场、自转和偏转转矩的特点及规律,并进行对比分析.结果表明:"蝶形"永磁转子结构的气隙磁通密度分布和转矩特性优于单层结构,气隙磁通密度径向分量空间分布近似平顶波,转子中间层磁极的气隙磁通密度幅值最大,解析法与有限元法的计算误差均小于6.7%.     

Effect of angular misalignment on the static characteristics of rotating externally pressurized air journal bearing

This paper studies the effect of angular misalignment on the static characteristics of rotating externally pressurized air journal bearing with four degrees of freedom(4-DOF). A clearance function is used to describe the film thickness of air journal bearings with angular misalignment along two perpendicular directions. The finite different method(FDM) and an iterative procedure are applied to solve the Reynolds equation and obtain the air film pressure distribution. Various eccentricity ratios and rotating speeds are taken into considerations for the comparisons of static performances of the air journal bearing under different tilt angles. The results show that the air film thickness, load capacity, stiffness, load moment, attitude angle and volume flow rate are affected greatly by the angular misalignment.     

制造误差对气体静压轴颈-止推轴承静特性影响

为了分析制造误差对轴颈－止推相连型结构气体静压轴承的影响，提出了相容性变换条件，将轴颈和止推轴承进行统一分析；在离散化过程中，利用加权余量法将二阶偏微分方程降低一阶，主松了对插值函数连续度的要求，便于借助有限元技术分析狭缝节流气体静压轴承的流场参数。研究了平行度、圆度和商面垂直度等制造误差对静态特性的影响；重点分析了轴颈轴承和止推轴承之间的相互影响，发现了轴颈的锥度误差会影响轴向承载能力，止推端面垂直度误差会影响径向承载能力。     

旁磁制动单相感应电动机制动力的分析与计算

单相旁磁式制动电动机在制动电动机中有很高的应用价值.首先采用解析法对其轴向电磁制动力进行理论分析和计算,得出其理论计算公式,然后通过3D有限元电磁方法对理论计算结果进行了验证,分析了该电动机不同负载情况下不同气隙处磁密的变化规律,得出解析分析计算所需要的有关参数的选择原则.     

表面织构参数对径向轴承流体动力润滑特性的影响

为研究表面织构参数对径向滑动轴承流体动力润滑特性的影响,建立了基于经典雷诺方程的表面织构润滑计算模型,设计了具有不同分布位置和几何参数的长方体形状的表面织构,在施加雷诺边界条件的情况下使用有限差分法求解雷诺方程,分析了织构参数对轴承静态特性的影响作用,其静特性参数包括偏心率、偏位角、最大油膜压力、最小油膜厚度、摩擦力及轴承两侧泄油量。数值计算的结果表明:表面织构可以明显改变油膜压力的分布情况,尤其当织构分布在压力下降区和最大压力附近时;与光滑轴承相比,油膜的压力分布有显著的变化,通常分布在轴承上游的织构,可以使油膜压力的峰值增大。此外,织构在轴承表面的分布位置对轴承的其他静态特性有着不同的影响。