基于瞬态动力学分析的波纹管结构优化

目的 优化波纹管结构尺寸,最大程度地减小波纹管的应力集中,提高波纹管的疲劳寿命。方法 利用ANSYS Workbench对真空灭弧室用波纹管进行参数化建模,对其耦合速度压力复杂工况进行瞬态动力学分析,借助DOE(DesignofExperiment)技术对波纹管关键几何参数进行单目标优化设计,对优化结果进行强度校核和疲劳寿命计算。结果 优化结果符合设计要求,波纹管在耦合速度压力复杂工况下满足强度的同时,最大等效应力减小了28.8%,疲劳寿命由3 064次提高到32 260次。结论 优化后的结构有效减小了波纹管危险部位的应力集中,疲劳寿命得到提高。     

基于构件S-N曲线的波纹管速度外压耦合加载下疲劳寿命研究

真空灭弧室用波纹管服役工况复杂,采用传统的理论计算方法和试验手段难以准确预测其疲劳寿命,一定程度上制约波纹管的设计与选用。本文利用数字图像相关技术,基于拉伸试验、疲劳试验,精细化获得了波纹管构件的S-N曲线,基于ANSYS有限元分析软件,建立波纹管弹塑性变形有限元模型,通过XTDIC验证了模型的准确性,结合nCode DesignLife对波纹管疲劳寿命进行了预测,并验证其准确性。研究了关键工艺参数(压力、位移、速度)对波纹管波峰、波谷等关键特征区域应力、应变和疲劳寿命的分布演变规律。研究表明：波纹管在只施加外压的工况下,波峰内壁处更容易产生疲劳损伤,位移载荷对波纹管应力应变分布影响更为显著,位移越大,波纹管更容易产生应力集中。在加载位移不变时,速度越大,波纹管等效应力越大,此时耦合0.2 MPa外压,抵消部分应力集中。在0.2 MPa外压下,当压缩速度由0.5 m/s增加到4 m/s,最大等效应力由378.89 MPa增加到424.27 MPa,疲劳寿命由49 540次减小到3 064次。     

零回流功率的LC谐振式双有源桥变频调制方法

在此针对LC谐振式双有源桥功率变换器提出一种零回流功率的变频调制方法.该调制方法与传统变频调制方法相比,可完全消除运行过程中的回流功率,有效地降低导通损耗.同时,该调制方法能够保证所有的开关均实现软开关,从而降低了开关损耗.这里在时域中分析了谐振网络在各个开关状态下的谐振电流和谐振电容电压,并进一步推导出能实现零回流功率调制方法所需的占空比和开关频率条件.最后通过1.5 kW的原型机实验验证了此处理论分析的正确性和调制方法的可行性.     

基于谐波分析的LCL双有源桥软开关控制方法

在此分析了LCL谐振式双有源桥中的电流谐波,并据此提出了新的控制方法,提高了能量传递效率。首先介绍了传统LCL谐振式双有源桥的控制原理,然后在频域内分析了电流谐波产生的原因和各次电流谐波的幅值,并将其转化为时域表示。基于以上对电流谐波的分析,提出新的软开关控制方法。此方法可以实现全负载域的软开关,并且不会引入回流功率。最后通过实验证明了新控制方法的正确性和有效性。