交-直-交型电力机车网侧谐波对牵引变电所的影响及改进

本文分别对比介绍了新型交-直-交型大功率电力机车和以SS4为代表的传统型交-直型电力机车的主电路拓扑结构及其网侧电流谐波特性。由测试结果表明大功率电力机车与传统电力机车相比最显著的特征是其谐波特性不同,并分析了网侧谐波对牵引变电所电气设备造成的影响和采取的相应的技术改进措施,确保牵引供电系统的正常运行。     

防爆型三相异步电机中高精度多物理场耦合模型的研究和分析

防爆型电机正常工作过程中存在着电磁场、温度场、流体场以及应力场等多物理场,现阶段针对该方面的研究较多不足之处,如仅基于电磁场而实现电机的设计和制造,因此有必要对电机中的多物理场之间的耦合关系展开深入研究,满足多个技术指标要求。考虑防爆型三相异步电机实际应用性能指标要求,本文提出一种基于多物理场分析理论的防爆型三相异步电机的优化设计方法。首先,围绕电机实际安装尺寸大小,构建电机的几何模型和有限元计算模型;其次,考虑电机的磁场、热传递和流体分析等物理场之间的耦合,为满足通风冷却性能要求,得到电机的温度分布规律、电机热应力和变形分布;最后,对一台1000kW-2p-6kV防爆型三相异步电机进行样机试验,根据试验结果验证了本文提出方法的有效性。     

Applications of a two-way debonding theory to short fibre composites

Traditional fibre debonding theories which consider debonding only from the loaded end of the fibre are only applicable to composites with low fibre volume fraction, low fibre/matrix moduli ratio and high interfacial strength/interfacial friction ratio. A two-way debonding theory, which is applicable to all general cases, has recently been developed. In this paper, major findings from the new two-way theory are first summarized. The new theory is compared with traditional theories with respect to the prediction of composite properties. For the fibre pull-out test specimen, where fibre volume fraction is very low, a new method of deriving interfacial bond properties based on one-way debonding theory is presented. For practical composite systems, the significance of employing the new two-way debonding theory is discussed.     

高温烧蚀条件下 C/C材料热力耦合场模拟

热防护材料在高温、高焓、高压环境中因物理、化学和力学因素造成质量损失引起材料烧蚀,使其热力学和热物理性质发生不可逆变化, 表现出复杂的非线性特征。通过对碳基复合材料热化学烧蚀机理分析, 由质量守恒、能量守恒及系统化学反应的热化学平衡原理, 建立相应的热化学和热力学烧蚀模型。基于材料线烧蚀引起边界移动建立热传导方程; 对温度场以及热应力场求解时充分考虑材料变物性特征。通过数值模拟表征材料在高温烧蚀条件下的动态热力学行为, 与实验结果吻合较好, 实现了材料在高温、高过载等复杂因素耦合作用下的实时仿真。      

Electrical parameter evaluation of a 1 MW HTS motor via analysis and experiments

A 1 MW class HTS (high-temperature superconducting) synchronous motor has been developed. Design concerns of the developed motor are focused on smaller machine size and higher efficiency than conventional motors or generators with the same rating simultaneously reducing expensive Bi-2223 HTS wire which is used for superconducting field coil carrying the operating current around 30 K (−243 °C). Influence of an important parameter, synchronous reactance, has been analyzed on the machine performances such as voltage variation and output power during motor and generator operation. The developed motor was also analyzed by three-dimensional electromagnetic FEM (finite element method) to get magnetic field distribution, inductance, electromagnetic stress and so forth.This motor is aimed to be utilized for industrial application such as large motors operating in large plants. The HTS field coil of the developed motor is cooled by way of Neon thermosiphon mechanism and the stator (armature) coil is cooled by water through hollow copper conductor. This paper also describes evaluation of some electrical parameters from performance test results which were obtained at steady state in generator and motor mode of our HTS machine.     

New strength-based model for the debonding of discontinuous fibres in an elastic matrix

The mechanical properties of fibre composites are strongly influenced by the debonding of fibres. When an embedded fibre is loaded from one end, debonding can occur at both the loaded end and the embedded end. Existing theories neglect the possibility of debonding from the embedded end and are thus limited in applications to cases with low fibre volume fraction, low fibre modulus or short fibre length. A new two-way debonding theory for fibre debonding, which can extend the validity of one-way debonding theory to all general cases, is therefore proposed. Based on the new theory, different scenarios of debonding are identified. Comparison is made between results predicted by the new two-way theory and a one-way debonding theory. The relative merits and dismerits of strength-based debonding theories compared to fracture-based debonding theories are briefly discussed.     

基于格子Boltzmann方法非饱和土体水热耦合模型研究

考虑热源作用下非饱和土体水热耦合作用机制,基于格子Boltzmann方法,采用双分布函数分别描述温度场及水分场的演化过程,建立了相应的水热耦合模型。同时,编制了计算程序,并结合半无限空间的水热耦合算例,验证了该计算模型的正确性。最后考虑水热耦合作用模式、热源温度以及土体孔隙率等因素的影响,讨论了非饱和土体温度场及水分场的演化规律。研究结果表明:传统的单向耦合模式无法表征水分迁移对土体导热特性的影响,从而导致温度场的演化规律有所偏差,而所提出的双向耦合模式更具合理性。在恒温热源作用下,不同热源温度对土体温度场及水分场的演化均会产生较大影响,且在非饱和土体温度升高速率较快的位置,体积含水率也相应的变化较快。在相同热源作用下,当初始体积含水率一定时,孔隙率较小的土体,温度升高速度较快,但总体差别不大,从而使得体积含水率分布也较为接近。     

火灾下钢筋混凝土简支板力学响应机理

拉力膜理论针对的是板大变形下开裂状态的研究,对于火灾下板发生大变形尚未开裂的机理缺乏合理的解释。为此该文采用合理的材料热工性能和热-力耦合本构关系,应用ABAQUS有限元软件对火灾下钢筋混凝土简支单向板和双向板的温度场和热力耦合场进行了三维实体有限元分析,在实验验证的基础上深入探讨火灾下混凝土和钢筋的应力变化规律以及钢筋混凝土简支板的力学响应机理。分析结果表明：简支板发生了激烈的应力重分布现象,其变形过程经历弹性、弹塑性、塑性以及受拉开裂四个阶段,在弹塑性和塑性阶段板底混凝土双向受压的倒拱效应使得双向板抗火性能优秀;当火灾下钢筋混凝土简支板实验没有达到力学响应的受拉开裂阶段时,板底直接受火区域不会出现开裂现象;与单向板相比,双向板进入塑性与受拉开裂阶段的时间大幅度延长,且塑性与受拉开裂阶段变形速率减缓,因此其抗火性能更优。     

双渠道多级分销网络的预防性库存分拨机制与方法研究

企业通过增加库存量来应对不可延期交货带来的缺货损失的传统运作方式在电子商务催生了线上线下双渠道分销模式后变得捉襟见肘。在双渠道多级分销模式下，传统囤货式的运作模式因多层级、多渠道而产生高额库存成本，这恰恰削弱了双渠道销售的高利润优势。因此，拥有双渠道多级分销网络的企业如何平衡库存成本与缺货损失就成为了本文的研究重点。本文考虑了拥有线上线下双渠道销售的一个由中心仓、区域仓和门店节点构成的三级供应链库存系统，借鉴库存共享思想提出了“预防性库存分拨机制”，即节点内线上线下库存、同层级一对多双向预防性调拨、上下级间一对一单向预防性补货的运作机制，并利用目标级联法(analysis target cascading, ATC)依据预测时间窗内的需求预测结果构建预防性分拨模型。最后以国内某大型进口红酒贸易企业为基础对模型进行仿真和分析，结果表明所提出的预防性库存分拨机制能够有效降低库存成本，为双渠道供应链系统低成本高效率的运作提供了实现的手段。     

大功率交流电机变频调速技术的研究

论述了我国大功率交交(AC-AC)变频调速技术的研究和国产化装备的研制工程,丰富并完善了大功率交流调速理论,形成了自主创新的核心技术,解决了大功率交流调速装备的多项关键技术,推动国产交流调速装备步人国际先进行列,立足工程,取得显著的经济效益和社会效益;并介绍了我国第一套7.5 MvA三电平IGCT交直交(AC-DC-AC)变频调速系统的研制,该变频器结构紧凑、性能良好、运行可靠,达到国际先进水平.     

铝合金翼座热塑性挤压成形模拟分析

目的 采用热塑性挤压法进行近净成形,以克服铝合金切削法工序多、加工余量大、材料利用率低的缺点。方法 利用Deform-3D软件对翼座热塑性成形过程进行数值模拟,分析比较了单向挤压、双向挤压过程的特点、成形效果及所需加载载荷大小。结果 在模拟过程中,单向挤压方案与双向挤压方案均出现了挤压缺陷,通过增加压余厚度成功解决了双向挤压方案的挤压缺陷,且双向挤压所需最大载荷要小于单向挤压。结论 双向挤压方案要优于单向挤压方案。对双向挤压方案进行试验试制,获得了健全的铝合金翼座,为零件大批量生产提供了有力支持。     

Numerical analysis of the symmetric hybrid transducer ultrasonicmotor

In this paper, operation of a symmetric hybrid transducer ultrasonic motor with output produced by two rotors connected together via a drive shaft is numerically analyzed and compared with the traditional asymmetric hybrid transducer motor design that produces its output from only one rotor. A one-dimensional finite element model for torsional vibration in the stator and a Coulomb friction model for rotor/stator contact associated with the longitudinal vibration of the motor are introduced. The calculation results demonstrate that the symmetric design is capable of performance comparable with the traditional asymmetric design when an optimum static spring force in the rotor/stator contact interface is applied during operation     

履带行走机构功率损耗分析系统设计与实现

履带行走机构是性能要求高、结构复杂的机械装备产品.针对履带行走机构的功率损耗较大、运行效率很低的问题,分析了履带行走机构的内外阻力及功率损耗,设计了功率损耗分析系统功能模块与结构,并开发实现了履带行走机构功率损耗分析系统．该系统能够通过分析履带行走机构功率损耗来获得履带行走机构驱动电机的匹配功率,从而指导履带行走机构的电机选型,同时能够提高履带行走机构样机设计和功率损耗分析的效率．     

多感应电机相邻交叉耦合快速终端滑模同步控制

目的提高多感应电机速度同步控制系统的可靠性以及控制精度,提高印刷业的生产效率及产品质量。方法基于相邻交叉耦合控制结构,利用快速终端滑模控制的强抗扰动性和有限时间到达特性,提出一种多感应电机相邻交叉耦合快速终端滑模同步控制策略。结果通过仿真结果分析,相比传统相邻交叉耦合控制,在文中所提控制算法作用下其系统同步误差小,具有更高的同步控制精度。结论该控制策略可提高多感应电机同步控制系统的同步跟随性能和抗干扰性能,增强多感应电机无轴传动的同步协调控制能力。     

Bridge configured winding for polyphase self-bearing machines

The self-bearing or bearingless machine is an electromagnetic device that supports its own rotor by way of magnetic forces generated by windings on its stator. Various winding configurations have been used to accomplish the task of force production. This paper proposes a winding based on a bridge connection for polyphase self-bearing rotating electrical machines with advantages such as: 1) requiring only one power supply for torque production; 2) lateral forces are produced using auxiliary power supplies of relatively low current and voltage ratings; 3) relatively low power loss; and 4) preserving the flexibility for extensions to other polyphase machines. The bridge connection has been verified to exhibit the characteristics of a self-bearing motor via an electrically coupled finite-element analysis. A comparison of power loss with conventional winding schemes and general applications of such a proposed scheme are also presented.     

双线隧道中单侧隧道内爆炸引起地面建筑的动力响应及滑移隔震研究

该文针对双线地铁隧道中单侧隧道内爆炸引起的附近地面建筑物的动力响应及滑移隔震效应进行了数值模拟研究。采用八结点等参元和集中质量体系来分别模拟包含隧道的有限土区和地面多层建筑,并将其耦合形成整个相互作用体系模型。在基底摩擦力计算中提出修正连续摩擦力模型,以克服传统Coulomb摩擦力模型的内在缺陷。通过与单线隧道内爆炸引起建筑物响应及滑移隔震效应的算例对比分析,揭示出地表建筑物在遭受地下单侧隧道内爆炸产生的经相邻隧道反射及衍射后的冲击波作用所引起的动力响应特征及其基底滑移隔震效果,从而为相关的理论研究和工程实践提供重要的数据参考。     

基于新型趋近律的永磁同步电机动态性能优化

目的 提高永磁同步电机作业时的响应精度和速度,优化其动态反馈性能,解决传统滑模控制中趋近时间与系统抖振相矛盾的问题。方法 采用三闭环控制结构,位置环与电流环采用模糊PID控制方法,速度环采用基于新型趋近律的改进滑模控制方法,添加扰动观测器并给予系统扰动补偿。结果 仿真与在环硬件测试结果表明,文中提出的控制方法与传统三闭环滑模控制相比,相同时间内电机转子位置响应速度提前了0.123 s且无超调,同时明显降低了电磁转矩波动幅度。结论 文中设计的新型趋近律有效改善了传统滑模控制存在的问题,建立的控制系统有效提高了永磁同步电机的响应精度和速度,削弱了永磁同步电机作业时的抖振程度,具有良好的鲁棒性。     

基于流固耦合的重载飞艇副气囊形态分析与试验研究

为了研究非饱和副气囊在重载飞艇升降和巡航过程的形态变化,建立了缩尺比例氦气囊模型。基于向量式有限元(vector form of intrinsic finite element,VFIFE)对副气囊膜结构进行结构动力学分析,并考虑几何大变形和边界非线性;基于有限元法对氦气域和空气域进行流体动力学分析,分别采用自编MATLAB程序和ANSYS软件流体模块独立求解控制方程之后,通过映射网格在CSD(computational structural dynamics)/CFD(computational fluid dynamics)之间进行数据传递并迭代,以实现双向流固耦合。开展了氦气囊的缩尺比例模型试验,对囊体在泄气过程中得到的位移测量值与数值模拟结果进行对比。结果表明,氦气囊在不同充盈度下的形态变化与双向流固耦合数值分析结果一致,证明了该研究提出的数值模拟方法可有效用于副气囊随氦气充盈度变化导致的非稳定形态变化规律的研究。     

基于双向成本分担的绿色供应链运营策略研究

考虑市场需求受产品的绿色水平、宣传力度和价格等因素影响,采用Stackelberg博弈方法,研究制造商的绿色水平投入成本和零售商的宣传成本相互分担契约下的绿色供应链运营策略。结果表明,双向成本分担契约不仅可以提升供应链成员和供应链整体的绩效,而且优于单向成本分担契约;在双向成本分担契约中,制造商通过提高产品批发价格来提高自身利润,从而导致产品零售价格提高,降低消费者效用;当消费者对产品的绿色水平、宣传力度敏感时,供应链成员通过提高产品的绿色水平与宣传力度来增加产品需求,从而达到提升供应链成员利润以及供应链整体利润的目的。     

高速动车组悬挂系统横向半主动控制仿真分析

摘要：提出一种基于加速度阻尼原理的改进型半主动控制,可以克服天棚阻尼半主动控制在高频范围内抑制振动效果差的缺点。突破了以往研究半主动控制只针对单车车辆的限制,利用ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)建立了2动2拖104个自由度动车组模型,并结合Matlab/Simulink对提出的半主动控制方法进行设计和联合仿真。根据联合仿真的结果,从时域和频域两个角度对比两种半主动控制方法对车辆运行平稳性和安全性的影响,并分析控制中时滞对系统性能的影响。结果发现,改进型半主动控制在提高车辆运行平稳性和抗时滞方面效果更佳。