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复杂工况条件下刮板输送机永磁半直驱系统机电耦合特性研究

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第7期55卷 2538-2551页

作者：崔红伟苏兴涛师理智廉自生曹保林冯浩帅刘志郝斌太原理工大学机械与运载工程学院山西太原030024 太原理工大学煤矿综采装备山西省重点实验室山西太原030024 山西维达传动科技有限公司山西太原030032

提出一种由永磁同步电机和行星减速器组成的刮板输送机永磁半直驱系统。基于Adams和Matlab/Simulink搭建刮板输送机机械系统多体动力学模型和永磁半直驱控制系统模型,完成机电耦合系统的联合仿真。对刮板输送机空载、轻载和重载等多种... 详细信息

提出一种由永磁同步电机和行星减速器组成的刮板输送机永磁半直驱系统。基于Adams和Matlab/Simulink搭建刮板输送机机械系统多体动力学模型和永磁半直驱控制系统模型,完成机电耦合系统的联合仿真。对刮板输送机空载、轻载和重载等多种工况进行仿真分析,得到各工况下永磁电机的输出特性和刮板输送机的动力学特性。研究结果表明:永磁半直驱系统能够实现低速大扭矩的快速输出,转速输出波动小,转矩输出具有良好的跟随性;永磁半直驱系统具有良好的启动性能和传动平稳性。刮板输送机机头转速、链环速度、链条张力在链轮多边形效应影响下呈周期性波动,受多边形效应影响链环在啮合过程中发生滑移,使得接触力呈波动变化,负载转矩和链条张力的波动随负载增大而加剧,随链轮转速增大而增大。

关键词：刮板输送机永磁同步电机半直驱系统机电耦合动力学特性

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铝/铜蓝-红激光复合焊接头组织及性能

焊接学报 2024年第3期45卷 54-60,I0005,I0006页

作者：史颖杰崔泽琴丁正祥郝晓虎王文先李卫国太原理工大学太原030024 山西浙大新材料与化工研究院太原030032 中船黄埔文冲船舶有限公司广东省舰船先进焊接技术企业重点实验室广州510715 太原理工大学工程训练中心太原030024

为实现动力电池的高效可靠焊接,文中采用蓝-红复合激光进行了1050 Al/T2 Cu搭接焊,分析了激光功率对接头显微组织、相分布、力学性能及导电性能的影响规律.结果表明,铝/铜搭接接头焊缝表面平整,截面呈现T形,PB(蓝光功率)保持300 W,PR(... 详细信息

为实现动力电池的高效可靠焊接,文中采用蓝-红复合激光进行了1050 Al/T2 Cu搭接焊,分析了激光功率对接头显微组织、相分布、力学性能及导电性能的影响规律.结果表明,铝/铜搭接接头焊缝表面平整,截面呈现T形,PB(蓝光功率)保持300 W,PR(红光功率)在700~1400 W区间内增加,铜侧熔深由60μm增大到1000μm,在PR=800 W时实现良好的冶金结合.焊缝组织由Al固溶体、Al-Cu共晶相和Al_(2)Cu金属间化合物组成,随激光功率增大,焊缝局部出现Al_(4)Cu_(9)相,边缘出现AlCu,Al_(4)Cu_(9)和AlCu_(3)相.在PR=800 W下抗剪强度达到最高108.6 MPa,接触电阻达到最小94μΩ,裂纹由两极交界处Al_(2)Cu区域萌生,沿焊缝边缘由外层Al_(2)Cu区扩展到底部Al固溶体和Al-Cu共晶区交界处,断裂形式为解理断裂.

关键词：复合激光焊铝/铜异质材料界面反应微观组织力学性能导电性

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旋转环境下的磁耦合双稳态能量俘获机理研究

振动工程学报 2024年第6期37卷 964-975页

作者：伍芷娴王锁李支援梅旭涛周生喜西北工业大学航空学院陕西西安710072 西北工业大学深圳研究院广东深圳518057 东京大学工学院日本东京153-8505

环境中存在大量的旋转运动能量,可以使用能量俘获技术将其转换为可用的电能,进而为嵌入式设备和无线传感器提供持续稳定的电能,以解决传统化学电池供电带来的环境污染和维护成本高等问题。为了提高能量俘获系统在超低频(低于3 Hz)旋转... 详细信息

环境中存在大量的旋转运动能量,可以使用能量俘获技术将其转换为可用的电能,进而为嵌入式设备和无线传感器提供持续稳定的电能,以解决传统化学电池供电带来的环境污染和维护成本高等问题。为了提高能量俘获系统在超低频(低于3 Hz)旋转环境中的能量俘获性能,本文提出一种具有低势垒特性的时变势阱磁耦合双稳态能量俘获系统。在充分考虑了离心效应影响的前提下,基于能量法和拉格朗日方程在旋转坐标系下推导了该系统的分布式参数机电耦合方程。通过建立该系统的磁力计算模型以分析磁间距和离心效应对系统势能阱及能量俘获特性的影响。数值仿真结果和实验结果均验证了与传统线性能量俘获系统相比,本文提出的时变势阱磁耦合双稳态能量俘获系统具有更宽的工作频率范围(0~2.67 Hz)和更高的输出电压(大于2 V)。

关键词：旋转能量俘获超低频双稳态时变势阱低势垒

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低产煤层气井无机矿物泡排酸蚀解堵特性

煤炭学报 2024年

作者：张惜图胡胜勇冯国瑞赵瑞锦范雯莉李国富武玺太原理工大学安全与应急管理工程学院晋能控股装备制造集团有限公司煤与煤层气共全国重点实验室太原理工大学矿业工程学院山西蓝焰煤层气集团有限责任公司

煤层气开发中无机矿物堵塞容易导致煤层气井低产，严重制约煤层气井的连续稳定排采与产量，酸蚀溶解是高效清理无机矿物的有效手段之一。基于无机矿物的多组分酸液溶蚀实验，考虑泡排作用对无机矿物的润湿携带效果，研究了起泡剂复配酸... 详细信息

煤层气开发中无机矿物堵塞容易导致煤层气井低产，严重制约煤层气井的连续稳定排采与产量，酸蚀溶解是高效清理无机矿物的有效手段之一。基于无机矿物的多组分酸液溶蚀实验，考虑泡排作用对无机矿物的润湿携带效果，研究了起泡剂复配酸液解堵剂对低产煤层气井无机矿物的泡排酸蚀解堵特性。结果表明：氢氟酸对以硅酸盐岩为主要成分的无机矿物的溶蚀效果较盐酸与乙酸最佳，酸液浓度超过12%对无机矿物溶蚀率增长不显著。多组分酸较单组份酸对无机矿物溶蚀率更高，普遍达40% ～ 80%。当复配解堵剂中起泡剂浓度小于0.6%时，随起泡剂浓度增长，溶液表面张力、溶液与无机矿物表面接触角均逐渐减少，泡排作用下泡沫越绵密，起泡能力逐渐增加，泡沫半衰期逐渐延长，泡沫携粉含量越高。当起泡剂浓度超过0.6%后复配解堵液表面张力呈紊乱趋势，泡沫稳定性变差。BS-12泡沫体系泡径大较AEO泡沫体系泡径大小不均对泡沫半衰期影响更为严重。由于APG复配酸液表面张力最小，泡沫稳定绵密且对无机矿物润湿性最好，选取耐酸性强的非离子型表面活性剂APG作为起泡剂复配酸液为优选的溶蚀无机矿物解堵剂。泡排作用促进无机矿物溶蚀率少量增长，酸液浓度对泡沫稳定性、泡沫半衰期起抑制作用，泡沫携带排出的无机矿物粒径越小，粒径范围越窄。

关键词：煤层气井无机矿物泡排酸蚀溶蚀解堵

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框架刚度计算方法对箱梁畸变效应分析的影响

东南大学学报（自然科学版） 2024年第2期54卷 423-431页

作者：魏彦红张元海周福成刘泽翔兰州交通大学土木工程学院兰州730070

研究了用位移法和力法计算的框架刚度对箱梁畸变效应分析结果的影响.首先分别用位移法和力法推导出了箱梁的抗畸变惯性矩解析式,然后建立了畸变控制微分方程,并给出箱梁同时承受偏心均布和集中荷载时该方程的初参数解.利用这2种解析法... 详细信息

研究了用位移法和力法计算的框架刚度对箱梁畸变效应分析结果的影响.首先分别用位移法和力法推导出了箱梁的抗畸变惯性矩解析式,然后建立了畸变控制微分方程,并给出箱梁同时承受偏心均布和集中荷载时该方程的初参数解.利用这2种解析法和有限元软件对悬臂梁模型和简支梁算例的畸变效应进行了研究.结果表明:2种解析法计算的矩形截面箱梁的畸变翘曲正应力、畸变横向正应力和畸变角一致,与实测值和有限元结果均吻合良好;2种解析法计算的梯形截面箱梁的畸变矩、畸变双力矩基本一致,与有限元结果均吻合良好,但二者计算的梯形截面箱梁的畸变角、单位宽度横向弯矩存在明显差异,其中力法计算的单位宽度横向弯矩更接近有限元结果;随着腹板倾斜度的增大,2种解析法计算的畸变框架刚度和畸变框架刚度之差均增大,而畸变翘曲刚度先减小再增大.

关键词：薄壁箱梁位移法力法框架刚度畸变效应

设计参数对一体化准零刚度隔振器冲击隔离性能的影响

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国防科技大学学报 2024年第4期46卷 159-168页

作者：丁伯森刘海平朱冬梅北京科技大学机械工程学院北京100083 北京科技大学顺德创新学院广东佛山528300

针对一体化准零刚度隔振器(简称“一体化隔振器”)的冲击隔离性能展开研究。分别选择冲击响应的衰减周期、振荡频率、最大加速度比以及最大位移作为评价指标,采用四阶龙格-库塔法重点研究半正弦脉冲加速度激励下线性刚度比和几何设计参... 详细信息

针对一体化准零刚度隔振器(简称“一体化隔振器”)的冲击隔离性能展开研究。分别选择冲击响应的衰减周期、振荡频率、最大加速度比以及最大位移作为评价指标,采用四阶龙格-库塔法重点研究半正弦脉冲加速度激励下线性刚度比和几何设计参数对一体化隔振器抗冲击性能的影响。计算结果表明,在持续时间较长的冲击结束后,一体化隔振器表现出比线性隔振器更好的加速度衰减性能;且较小的外壁高度和较大的壁厚有利于改善其冲击隔离性能。相关研究可为一体化准零刚度隔振器的工程应用提供指导。

关键词：一体化准零刚度隔振器抗冲击非线性隔振器

变长度柔性机械臂的双柔性伺服驱动系统振动抑制策略

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东北大学学报（自然科学版） 2024年第4期45卷 530-539页

作者：刘佳琪李小彭尹猛周赛男东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819 中国科学院深圳先进技术研究院广东深圳518055

变长度的柔性机械臂在旋转运动过程中由于受到环境扰动以及自身柔性的影响导致了伺服驱动系统输出转速的波动现象,这会加剧柔性机械臂的振动,严重影响了柔性机械臂的运动精度.基于此,设计了一种基于干扰观测器的PI控制策略来抑制伺服驱... 详细信息

变长度的柔性机械臂在旋转运动过程中由于受到环境扰动以及自身柔性的影响导致了伺服驱动系统输出转速的波动现象,这会加剧柔性机械臂的振动,严重影响了柔性机械臂的运动精度.基于此,设计了一种基于干扰观测器的PI控制策略来抑制伺服驱动系统转速的波动.首先使用拉格朗日原理建立了双柔性伺服驱动系统的动力学模型并分析了双柔性伺服驱动系统的传动特性;其次将基于干扰观测器的PI控制策略应用于双柔性伺服驱动系统的速度环中,并通过鲁棒稳定性分析设计干扰观测器中的低通滤波器参数;最后开展了数值仿真分析和控制实验.实验结果验证了提出的控制策略能够有效减少变长度柔性机械臂的转速波动,提高伺服驱动系统的运动精度.

关键词：伺服驱动系统转速波动关节柔性控制策略 PI控制

跟网型变换器的小扰动同步稳定机理分析与致稳控制

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电工技术学报 2024年第12期39卷 3802-3815页

作者：李红梁军杨王振民李国进陈延明广西大学广西电力系统最优化与节能技术重点实验室南宁530004 华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640

弱电网下,跟网型变换器易出现因阻尼不足导致的小扰动同步失稳问题。为此,该文借鉴复转矩分析理论,计及复杂控制耦合,建立跟网型变换器的复转矩模型。量化多环控制耦合、线路阻抗、控制参数等因素对系统阻尼转矩的影响,从阻尼的角度揭... 详细信息

弱电网下,跟网型变换器易出现因阻尼不足导致的小扰动同步失稳问题。为此,该文借鉴复转矩分析理论,计及复杂控制耦合,建立跟网型变换器的复转矩模型。量化多环控制耦合、线路阻抗、控制参数等因素对系统阻尼转矩的影响,从阻尼的角度揭示跟网型变换器的小扰动同步失稳机理。根据理论分析,提出一种基于相位补偿的锁相环阻尼重塑控制策略,通过补偿多环控制耦合引入的负阻尼,增强变换器的小扰动同步稳定性。最后,开展相应的仿真与实验,验证理论分析的正确性与改进控制策略的有效性。

关键词：跟网型变换器小扰动同步稳定多环控制耦合复转矩分析法阻尼重塑

带有整体单极的Reissner-Nordstrom-AdS黑洞在扩展相空间中的霍金辐射

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物理学报 2024年第2期73卷 104-111页

作者：韩亦文胡成洪云重庆工商大学物理系重庆400067 成都东软学院基础教学学院成都611844

本文研究了带有整体单极的Reissner-Nordstrom-AdS黑洞在扩展相空间中出射粒子的量子隧穿辐射过程.其中,将宇宙学参数视为动态变量而不同于之前研究工作中将其视为常数而忽略其贡献.具体地,在计算出射粒子隧穿率时将宇宙学参数引入计算... 详细信息

本文研究了带有整体单极的Reissner-Nordstrom-AdS黑洞在扩展相空间中出射粒子的量子隧穿辐射过程.其中,将宇宙学参数视为动态变量而不同于之前研究工作中将其视为常数而忽略其贡献.具体地,在计算出射粒子隧穿率时将宇宙学参数引入计算并将其解释为热力学压强.计算结果表明,出射粒子的隧穿率与粒子出射前后黑洞的贝肯斯坦-霍金熵差成正比,辐射谱偏离了纯热谱,该结果与将宇宙学参数视为常数的情况完全相同.这意味着在扩展相空间中可以得到粒子的隧穿概率,并且隧穿过程不依赖于热力学状参量,这一工作自然地进一步将霍金辐射推广到了带有整体单极Reissner-Nordstrom-AdS黑洞扩展相空间中.结果表明,整体单极子尽管影响粒子的动力学行为和热力学量,但并不影响熵变和隧穿率.

关键词：霍金辐射宇宙学参数热力学压强整体单级

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