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基于有限元的电力变压器绕组弹塑性变形分析

高压电器 2019年第6期55卷 170-176页

作者：张海军张华马强刘彦琴王曙鸿湖北文理学院纯电动汽车动力系统设计与测试湖北省重点实验室湖北襄阳441053 国网四川省成都电力公司成都610023 西安交通大学电气学院西安710049

电力变压器绕组受短路电磁力作用后,可能出现可恢复的弹性变形或不可恢复的塑性变形。文中通过电磁-结构耦合有限元分析,对短路电流冲击作用下的变压器绕组弹、塑性变形特性进行理论分析和三维数值模拟,以揭示绕组弹性和塑性变形机理。... 详细信息

电力变压器绕组受短路电磁力作用后,可能出现可恢复的弹性变形或不可恢复的塑性变形。文中通过电磁-结构耦合有限元分析,对短路电流冲击作用下的变压器绕组弹、塑性变形特性进行理论分析和三维数值模拟,以揭示绕组弹性和塑性变形机理。首先通过有限元电磁计算分析了绕组内部短路电磁力分布,其中绕组线饼的周向电磁力分布不均是导致绕组变形的重要原因。在弹性变形计算的基础上,依据材料学的弹塑性变形分析理论,构建了绕组累积变形的量化分析模型,能够反映多次短路电磁力作用后绕组变形的累积效应。最后,以一台110 kV/25 000 kVA、双绕组电力变压器模型为例,进行绕组弹、塑性变形计算。结果可以为变压器绕组动稳定性能和绕组塑性变形预测研究提供理论参考。

关键词：电力变压器绕组短路电磁力弹性变形塑性变形累积效应有限元

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运行条件对钒电池性能影响的研究进展

电池 2022年第5期52卷 578-582页

作者：孙彦招刘思罗丽娟曾坤武汉大学电气与自动化学院湖北武汉430072 大力电工襄阳股份有限公司湖北襄阳441057 湖北文理学院纯电动汽车动力系统设计与测试湖北省重点实验室湖北襄阳441053 湖南钒谷新能源技术有限公司湖南长沙410116

全钒氧化还原液流电池(钒电池)用于规模化储能时,需关注流场、电场和电化学场等运行条件对钒电池热效应、传质和电池效率等的影响。着重介绍钒电池运行的热效应、电堆内部及隔膜的传质、运行条件优化方法。详述钒电池运行及隔膜传质研... 详细信息

全钒氧化还原液流电池(钒电池)用于规模化储能时,需关注流场、电场和电化学场等运行条件对钒电池热效应、传质和电池效率等的影响。着重介绍钒电池运行的热效应、电堆内部及隔膜的传质、运行条件优化方法。详述钒电池运行及隔膜传质研究用到的特殊实验方法,含电极分块映射、射线成像和放射离子示踪等,以及多场耦合数值仿真方法。提出运行条件与机械结构相结合、减少假设条件和大功率电堆分析等研究方向。

关键词：全钒氧化还原液流电池(钒电池) 运行条件电池性能

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柴油机交叉孔喷嘴自由喷雾特性实验研究

汽车工程 2018年第11期40卷 1275-1281,1293页

作者：向立明田江平隆武强袁文华湖北文理学院汽车与交通工程学院襄阳441053 大连理工大学能源与动力学院大连116024 邵阳学院机械与能源工程学院邵阳422000

为探究喷射压力、温度、背压和交叉角对交叉孔喷嘴喷雾性状的影响,基于可视化定容弹系统,利用阴影法,研究了单孔与不同角度交叉孔喷嘴的喷雾特性。结果表明:与单孔喷嘴相比,交叉孔喷嘴的喷雾贯穿距较小,喷雾锥角较大,且随着交叉角的增大... 详细信息

为探究喷射压力、温度、背压和交叉角对交叉孔喷嘴喷雾性状的影响,基于可视化定容弹系统,利用阴影法,研究了单孔与不同角度交叉孔喷嘴的喷雾特性。结果表明:与单孔喷嘴相比,交叉孔喷嘴的喷雾贯穿距较小,喷雾锥角较大,且随着交叉角的增大,差距更加明显;随着喷射压力的提高,交叉孔与单孔喷嘴的喷雾贯穿距的差别减小,交叉角较大的交叉孔喷嘴的喷雾锥角增大;低蒸发温度下,喷射压力对喷雾前期贯穿距的影响较大,随着蒸发温度升高,交叉孔与单孔喷嘴喷雾锥角差距增大,喷雾前期贯穿距差别减小;背压提高后,总的趋势是喷雾贯穿距缩短,而喷雾锥角增大;与单孔喷嘴相比,它对交叉孔喷嘴的喷雾特性影响更大。

关键词：交叉孔喷嘴自由喷雾定容弹阴影法

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面齿轮飞秒激光精修工艺参数优化实验研究

中国激光 2022年第16期49卷 107-119页

作者：明兴祖樊滨瑞李楚莹袁磊吴陶明瑞湖南工业大学机械工程学院湖南株洲412007

针对传统面齿轮加工方式的局限性,本文提出了基于飞秒激光精修面齿轮的新型加工方式。采用飞秒激光对面齿轮进行单因素实验和正交实验,结果表明,在激光功率、重复频率、扫描速度、扫描道间距和离焦量等因素中,激光功率对扫描道烧蚀深度... 详细信息

针对传统面齿轮加工方式的局限性,本文提出了基于飞秒激光精修面齿轮的新型加工方式。采用飞秒激光对面齿轮进行单因素实验和正交实验,结果表明,在激光功率、重复频率、扫描速度、扫描道间距和离焦量等因素中,激光功率对扫描道烧蚀深度和齿面粗糙度的影响最大,扫描道间距的影响最小。利用回归模型预测扫描道烧蚀深度和齿面粗糙度,并利用仿真模型预测扫描道烧蚀深度,将两种模型的预测结果与参数优化后的激光实验结果进行对比,结果发现最大相对误差均在合理范围内。本文研究结果可为飞秒激光精微烧蚀面齿轮提供理论指导。

关键词：激光技术飞秒激光工艺参数正交实验回归模型仿真分析齿面形貌

等离子体冲击波效应对飞秒激光烧蚀面齿轮形貌的影响研究

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应用激光 2023年第3期43卷 68-79页

作者：明兴祖李学坤徐海军贾松权陈国华明瑞湖北文理学院机械工程学院湖北襄阳441053 湖南工业大学机械工程学院湖南株洲412007

利用烧蚀阈值理论,研究飞秒激光对面齿轮的烧蚀特征,得到了面齿轮的烧蚀阈值。建立烧蚀模型,计算仿真了飞秒激光在单脉冲与多脉冲烧蚀过程中的理论宽度与深度。利用等离子体冲击波传播半径随时间变化的规律,耦合飞秒激光多脉冲烧蚀时的... 详细信息

利用烧蚀阈值理论,研究飞秒激光对面齿轮的烧蚀特征,得到了面齿轮的烧蚀阈值。建立烧蚀模型,计算仿真了飞秒激光在单脉冲与多脉冲烧蚀过程中的理论宽度与深度。利用等离子体冲击波传播半径随时间变化的规律,耦合飞秒激光多脉冲烧蚀时的表面残余温度变化,得到等离子体冲击波的动态反冲压力机理图,并得到飞秒激光加工过程中,等离子体冲击波动态反冲压力对烧蚀的凹坑形貌以及扫描隧道与烧蚀平面形貌变化的影响。通过试验验证飞秒激光对面齿轮进行隧道扫描时,随着扫描速度的增加,隧道的直线度降低。高功率条件下,增加相邻扫描道扫描间距,烧蚀后的齿面精度更高。

关键词：飞秒激光激光等离子体冲击波面齿轮烧蚀特征

圆盘状的介孔Bi_(2)WO_(6)/Bi_(2)S_(3)对邻苯二甲酸二丁酯的光催化研究

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化学研究与应用 2021年第11期33卷 2125-2132页

作者：刘星辰马跃龙王满王松钟志成湖北文理学院低维光电材料与器件湖北省重点实验室湖北襄阳441053

近年来环境水体中的以邻苯二甲酸二丁酯(DBP)为代表的内分泌干扰物通过生物富集作用在生物体内积累,引起生物体内分泌失调,从而影响了生物体健康。然而,常规的处理方法很难将其完全去除,利用光催化剂来降解内分泌干扰物成为解决此类问... 详细信息

近年来环境水体中的以邻苯二甲酸二丁酯(DBP)为代表的内分泌干扰物通过生物富集作用在生物体内积累,引起生物体内分泌失调,从而影响了生物体健康。然而,常规的处理方法很难将其完全去除,利用光催化剂来降解内分泌干扰物成为解决此类问题的一种可行途径。以硝酸铋、钨酸钠以及硫化钠为前驱体,采用水热法合成具有介孔结构的圆盘状Bi_(2)WO_(6)/Bi_(2)S_(3)材料。利用X射线衍射(XRD)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、荧光光谱(PL)等手段对复合材料的结构和性能进行了表征。考察了Bi_(2)WO_(6)/Bi_(2)S_(3)复合材料对DBP的处理性能,并探讨了复合催化剂光催化活性增强的机理。结果表明:当铋硫比为4时,Bi_(2)WO_(6)/Bi_(2)S_(3)光催化效率最高。

关键词： Bi_(2)WO_(6)/Bi_(2)S_(3) 圆盘状介孔内分泌干扰物光催化活性

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自主移动焊接机器人嵌入式视觉跟踪控制系统

计算机集成制造系统 2020年第11期26卷 3049-3056页

作者：杨国威王以忠王中任刘海生肖光润天津科技大学电子信息与自动化学院天津300222 湖北文理学院机械工程学院湖北襄阳441053

为解决大型工件现场焊接空间受限和焊缝跟踪精度受干扰的问题,提出并设计了一种自主移动焊接机器人嵌入式视觉跟踪控制系统。系统紧凑、体积小,适应现场焊接作业。提出基于核相关滤波的焊缝跟踪算法,以解决焊接时的弧光干扰问题,实现实... 详细信息

为解决大型工件现场焊接空间受限和焊缝跟踪精度受干扰的问题,提出并设计了一种自主移动焊接机器人嵌入式视觉跟踪控制系统。系统紧凑、体积小,适应现场焊接作业。提出基于核相关滤波的焊缝跟踪算法,以解决焊接时的弧光干扰问题,实现实时、精确、可靠的焊缝跟踪。该算法通过生成大量的正负样本进行分类器训练,并映射到高斯核函数空间进行计算,来提高跟踪精度和可靠性;通过构建样本的循环矩阵和傅里叶变换来减少计算量,提高跟踪实时性。在ARM嵌入式系统中实施该自动跟踪算法,完成了对移动机器人的爬行和横摆控制,并实现了焊接过程的实时纠偏。通过对大型管道V型焊缝进行焊接实验表明,帧率达到10 fps,焊缝轨迹跟踪准确,焊接表面平顺。

关键词：自主移动焊接机器人嵌入式视觉控制焊缝跟踪核相关滤波纠偏控制

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能量耦合模型的飞秒激光烧蚀面齿轮形貌研究

激光与红外 2023年第1期53卷 41-50页

作者：明兴祖马玉龙贾松权周贤刘克非明瑞湖北文理学院机械工程学院湖北襄阳441053 湖南工业大学机械工程学院湖南株洲412007

飞秒激光精微加工面齿轮材料18Cr2Ni4WA是去除材料的先进制造方法。本文依据烧蚀凹坑的深度与宽度和激光能量密度的关系得到材料的烧蚀阈值和影响重叠率的因素。考虑齿轮材料成分间互温感应效应与多脉冲激光累积效应,建立材料的能量复... 详细信息

飞秒激光精微加工面齿轮材料18Cr2Ni4WA是去除材料的先进制造方法。本文依据烧蚀凹坑的深度与宽度和激光能量密度的关系得到材料的烧蚀阈值和影响重叠率的因素。考虑齿轮材料成分间互温感应效应与多脉冲激光累积效应,建立材料的能量复耦合模型。通过改变激光能量密度和脉冲数,研究飞秒激光烧蚀凹坑及齿面形貌表面的变化规律,得出脉冲数对烧蚀效果影响小,激光能量密度为1.730 J/cm2激光功率为1.9 W脉冲数N=3000进行烧蚀效果最好可得到最优的实际烧蚀面深度为17.604μm。

关键词：飞秒激光面齿轮烧蚀阈值重叠率形貌特征

基于复耦合模型的面齿轮飞秒激光加工参数影响研究

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激光与红外 2022年第6期52卷 838-848页

作者：明兴祖赖名涛明瑞周贤樊滨瑞贾松权湖南工业大学机械工程学院湖南株洲412007 湖北文理学院机械工程学院湖北襄阳441053

分析了飞秒激光精微加工面齿轮材料18Cr2Ni4WA的机理,在光子与电子,电子与晶格之间温度传递的双温模型的基础上建立了耦合动态热力学参数的复耦合模型,通过模型仿真分析,得出了电子与晶格的温度变化过程,预测了去除高于蒸发温度的材料... 详细信息

分析了飞秒激光精微加工面齿轮材料18Cr2Ni4WA的机理,在光子与电子,电子与晶格之间温度传递的双温模型的基础上建立了耦合动态热力学参数的复耦合模型,通过模型仿真分析,得出了电子与晶格的温度变化过程,预测了去除高于蒸发温度的材料烧蚀形貌。对面齿轮材料进行飞秒激光扫描加工实验,得出随着能量密度的增大,凹坑半径和深度都会有一定程度的增大,当能量密度为1.98 J/cm^(2)时,烧蚀形貌较好,当能量密度继续增大达到2.18 J/cm^(2)时,凹坑内部开始产生少量的熔融物堆积;随着脉宽的增大,形貌变化不大,但产生的熔融物逐渐减少,凹坑趋于平整;随着扫描速度的增大,沟槽的深度逐渐减小,宽度逐渐增大。采用三维超景深仪观测烧蚀形貌,实验结果与仿真结果基本一致,为飞秒激光精微加工面齿轮提供了依据。

关键词：飞秒激光面齿轮复耦合模型动态吸收率烧蚀形貌