新型转炉系统整体结构三维有限元分析

为考察大型转炉系统应力和变形对生产安全和结构优化设计的影响,采用三维有限元方法,建立新型转炉的整体结构装配体模型,计算该转炉系统在不同倾动角工况及重力载荷下的应力和位移. 通过详细分析各零部件的应力、变形和位移情况,研究应力和位移随倾动角的变化规律,提出改进设计方案. 结果可为转炉系统的设计和应用提供计算依据.     

结构强度自动化计算平台StrenBox——方法和实践

为提高结构强度计算效率,增强飞机等结构强度计算工作的协同性,促进强度设计知识和经验的传承,基于CAESAM开发环境构建StrenBox结构强度自动化计算软件平台. 就该平台的基本理论和方法进行阐释,并以1个飞机结构的典型舱段结构为例进行实际应用的演示和说明. 最后,根据飞机等结构强度设计和研究的当前状态,对结构强度自动化计算软件平台的进一步工作进行展望.     

悬索桥主缆初应力对桥梁动力特性的影响

为掌握主缆初应力对桥梁动力特性的影响,以悬索桥为例,采用静力非线性分析方法计算应力变化过程中悬索桥的跨中挠度、缆索轴力及加劲梁的轴力变化;将得到的内力作为结构的预加应力进行有预应力的模态分析. 应用ANSYS软件进行分析,其中有限元建模时采用4种单元类型:空间梁单元BEAM4用于模拟加劲梁和塔;空间杆单元LINK10用于模拟主缆及吊杆;通过设定BEAM4和LINK10单元初应变进行有预应力的模态分析;采用MASS21单元模拟横隔板、吊杆锚固装置和桥面上的栏杆,并分别考虑质量和质量惯性矩的作用. 分析表明,悬索桥主梁竖弯振动频率受主缆初应力的影响较大,而侧弯振动频率和扭转振动频率受此影响较小. 该结果为同类桥梁的动力特性分析提供参考.     

双酚A型聚碳酸酯快速拉伸过程的分子动力学模拟

本文采用用分子动力学方法研究了双酚A型聚碳酸酯的快速拉伸过程.采用COMPASS力场和NPT系综研究了应力应/变关系、能量/应变关系等.应力-应变曲线的研究结果显示,前"屈服点"和后"屈服点"分别为0.14和0.17,应变≤0.05为"弹性区域".0.14<ε_(xx)<1.05的区域为"塑性区域",ε_(xx)>1.05属于"硬化"区.能量-应力关系的研究结果显示,在应力-应变呈线性关系的"弹性区域",体系的总势能及各势能分量随应变增大发生不规则的波动.为了从能量的角度解释PBC-PC在外部拉伸条件下的应变情况,本文还研究了体系总能量与各能量分项,与应变的关系,对链结构与能量分项的关系进行了讨论.     

表面滚压强化工艺的数值仿真

针对圆棒工件表面进行多圈连续进给滚压强化工艺,提出了Mare有限元的三维数值仿真模型.通过边界条件施加、滚动的实现、接触设置等有限元建模的建屯和修正,取得了与实际十分吻合的滚压成形的仿真结果;在分析残余应力形成过程的基础上,提出了改进的滚压过程模型;比较了不同进给量、网格划分及边界条件对残余应力分布的影响规律.结果表明,与以往的单圈或者不足一圈的滚压、滑动滚压,或者轧辊不转动的静止压入等简化条件下的仿真模型相比,仿真模型更接近实际的滚压过程,因而也获得了比较理想的变形和残余应力的仿真效果.     

储能系统中三电平图腾柱AC-DC变换器的研究

储能系统中两电平变换器体积大,功率密度小;电压电流应力高,对器件耐压要求高,电路成本较高。针对上述问题,对2种T型三电平桥臂推衍,并结合图腾柱无桥电路,提出一族三电平图腾柱AC-DC变换器。该族变换器能应用于电动汽车充电系统、储能系统场景中,成本较低。对所提电路工作原理分析,并与现有几种电路对比,结果表明所提电路在器件数目、电压应力上更具优势。设计了适合三电平电路的控制及调制方案,通过分析后确定了其中1个电路的电流应力,为损耗理论分析奠定了基础。最后,仿真结果表明了所提电路的正确性。     

新扩展移相角下的双有源桥DC-DC变换器优化控制策略EI北大核心CSCD

为提高双有源桥(dual active bridge,DAB)DC-DC变换器的效率,降低其控制复杂度,提出一种基于扩展移相控制的最小电流应力闭环优化控制策略。首先,依据两侧全桥输出电压间的相位关系和桥内移相角的大小,重新定义新的移相比,以确保移相比与传输功率的正相关性;接着,基于开关管的通断顺序,对DAB的进行工作模态的划分,并择优选出两种作为其实际工作模态;然后,利用Karush-KuhnTucker条件法实现在软开关条件下全功率段的电流应力优化,并与新的移相比相结合设计出一种更为简洁的闭环优化控制策略;最后,搭建DAB仿真模型及实验样机进行验证,结果表明:所提控制策略不但具有控制简单、易实现的特点,同时能在全功率范围内实现最小电流应力控制和开关管的软开关特性。     

多变换器模块ISOP系统及其均压均流控制

为降低开关管的电压应力,提出基于Boost+LLC谐振变换器的多变换器模块输入串联输出并联(ISOP)系统,其中Boost变换器用来调节输出电压,LLC谐振变换器用来实现输入输出电气隔离和电压匹配。详细分析了ISOP系统均压均流特性,给出了系统控制策略及关键电路参数设计方法,在无需增加额外措施的条件下,自动实现了ISOP系统的输入均压和输出均流,且其均压效果受模块参数不一致影响较小。最后,研制了一台由两个6 kW Boost+LLC谐振变换器组成的ISOP系统原理样机,实验结果证明了理论分析的正确性。     

一种低电压应力高升压比DC/DC变换器的研究

随着“碳中和”、“碳达峰”日益受到关注,可再生能源发电并网技术得到迅速发展。高升压比DC/DC变换器作为新能源发电技术中的关键环节,受到了广泛的研究与应用。在Buck-Boost与Boost变换器级联的基础上,引入改进的电压举升技术,通过二者的组合变形,设计出新型的低电压应力高升压比DC/DC变换器。通过对提出的变换器进行工作原理分析以及各器件的应力计算,并与传统的Boost变换器、Buck-Boost与Boost级联变换器、改进型电压举升Boost变换器的升压比、开关管应力以及电容应力比较,对比可得此变换器具有升压比高,开关管、二极管和电容电压应力低等优点。可有效提升变换器的功率密度,降低开关管及二极管功率损耗,提升效率。最后通过采用SiC器件搭建一台实验样机,验证了理论分析的正确性。     

基于非线性兰姆波的热双金属残余应力表征

该文研究了热双金属带材的兰姆波非线性效应与温度、应力的关系,建立了非线性超声检测系统,结合X线衍射(XRD)法确定应力值。将热双金属分别加热到100℃、200℃和310℃,保温1 h后空冷,对比不同温度对非线性系数的影响,分析常态和热处理降应力后热双金属的非线性系数和应力值的关系。实验结果表明,热双金属在常温和经100℃、200℃加热后的非线性系数基本不变,而经过310℃稳定化热处理降低应力后,非线性系数明显降低;验证了热双金属中兰姆波二阶、三阶非线性系数对应力值敏感且随应力增大而增大,其均可用于表征残余应力状态;根据应力值与非线性系数的关系得到拟合函数,并验证了通过拟合函数计算应力的可行性,这为使用非线性系数评估应力提供了一种参考方法。