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S-CO_(2)布雷顿循环发电系统启停控制策略及动态特性研究

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中国电机工程学报 2025年第3期45卷 999-1009,I0016页

作者：王超张宝瑞郭亚龙刘斌全向白文刚王利民车得福动力工程多相流国家重点实验室(西安交通大学) 陕西省西安市710049 内蒙古三峡蒙能能源有限公司内蒙古自治区呼和浩特市010020 内蒙古电力(集团)有限责任公司内蒙古自治区呼和浩特市010020 西安热工研究院陕西省西安市710049

为使超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide,S-CO_(2))发电系统启停兼具安全性与快速性,该文针对600 MW S-CO_(2)再压缩循环发电系统,提出一种两段式的热态启停控制策略。两阶段分别利用阀门联合库存控制负荷策略和改变透平入口... 详细信息

为使超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide,S-CO_(2))发电系统启停兼具安全性与快速性,该文针对600 MW S-CO_(2)再压缩循环发电系统,提出一种两段式的热态启停控制策略。两阶段分别利用阀门联合库存控制负荷策略和改变透平入口温度控制负荷策略来实现。并提出系统各设备依次冷态启停的实施方案。利用该文提出的启停控制策略,实现600 MW S-CO_(2)再压缩循环发电系统的启停过程。对系统启停过程的安全指标:压缩机喘振裕度、加热器最低流量、管壁温变化速率、工质高低压进行检验,所有安全指标均可得到满足。停机过程所花时间为1.11 h;启动过程所花时间为1.09 h,与文献相比,启动时长缩短0.57 h,停机时长缩短0.83 h,证明该文所设计启停控制策略的合理性和有效性。

关键词：超临界二氧化碳发电系统启停过程动态特性库存控制

水电站多机共用尾水系统并网运行稳定性及动态特性分析

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水力发电学报 2025年第2期44卷 63-75页

作者：时有松张舸程建张东峰李银斌赵志高郑阳中国长江电力股份有限公司白鹤滩水力发电厂四川凉山615400 武汉大学水利水电学院武汉430072 武汉大学动力与机械学院武汉430072

水电站多机共用尾水系统并网运行动态特性复杂,不利于机组高品质调控。为此,建立了水电站多机共用尾水调压室和尾水隧洞并网运行数学模型范式,研究分析了耦合系统的稳定性和动态特性。首先,采用Hopf分岔理论分析了耦合系统多机运行各机... 详细信息

水电站多机共用尾水系统并网运行动态特性复杂,不利于机组高品质调控。为此,建立了水电站多机共用尾水调压室和尾水隧洞并网运行数学模型范式,研究分析了耦合系统的稳定性和动态特性。首先,采用Hopf分岔理论分析了耦合系统多机运行各机组的稳定域和分岔特性。进一步,仿真分析了典型控制参数对应耦合系统的动态特性。结果表明:耦合系统存在超临界Hopf分岔且不稳定机组的振荡特性会传递到稳定的机组,导致整个耦合系统中的机组发生低频振荡。各机组引水管水流惯性时间常数和负荷占比对耦合系统稳定域影响最大,引水管水流惯性时间常数越大,稳定域越小;负荷占比存在临界点,在临界点左侧负荷占比越大稳定域越大,在临界点右侧负荷占比越大稳定域越小。仅当各机组控制参数均在稳定域内,耦合系统才是稳定的。机组动态调节过程中,调压室水位由自身水力波产生超超低频振荡频谱,机组和电网频率包含由调压室产生的超超低频振荡和由调速系统、电网产生的低频振荡三种频谱成分。

关键词：水电站尾水调压室电网水轮机调速系统稳定性动态特性

盾构机行星齿轮啮合冲击激励及系统动态特性研究

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工程科学与技术 2025年第2期57卷 133-147页

作者：何泽银伍宏健杨震易锋裴世丰重庆交通大学机电与车辆工程学院重庆400074 重庆齿轮箱有限责任公司重庆402263

为揭示太阳轮-行星轮间啮入冲击诱发行星轮系内、外啮合状态演变规律,建立盾构机行星齿轮内、外啮合齿轮副线外啮入冲击激励解析计算模型,与齿轮副有限元显式动态接触模型对比,验证解析模型合理性;进而,搭建啮入冲击诱发行星轮-齿圈、... 详细信息

为揭示太阳轮-行星轮间啮入冲击诱发行星轮系内、外啮合状态演变规律,建立盾构机行星齿轮内、外啮合齿轮副线外啮入冲击激励解析计算模型,与齿轮副有限元显式动态接触模型对比,验证解析模型合理性;进而,搭建啮入冲击诱发行星轮-齿圈、行星轮-太阳轮线内冲击机理模型,研究外啮合齿轮副啮入冲击对行星轮-齿圈内啮合状态、太阳轮-行星轮外啮合状态的影响规律,阐明太阳轮-行星轮-齿圈多点冲击激励变化规律;而后,建立盾构机行星齿轮系统集中质量模型,计算不同冲击激励下内、外齿轮副间啮合力,阐明冲击激励与齿轮副啮合力间动态演化规律;最后,搭建行星轮系统显示动力学模型,提取外、内啮合齿轮副啮合力与接触力,与理论解析结果进行对比,验证理论模型合理性。结果表明:内、外啮合冲击力数值与解析解吻合良好,相对误差为4.09%;行星轮系统线外啮入冲击将诱发内、外啮合齿轮副线内冲击;行星轮系冲击激励呈周期性变化,将诱发行星轮系内、外啮合齿轮副间啮合力改变,啮入冲击激励会使齿轮副间动态啮合力减小,而诱发的线内冲击激励会使齿轮副动态啮合力增大,导致行星轮系统振动加剧;行星轮系统有限元仿真数值解与解析解对比,外、内啮合啮入冲击相对误差分别为3.21%、6.40%,平均啮合力误差分别为6.93%,3.80%,验证了理论模型的正确性。

关键词：啮合冲击解析模型动态特性行星齿轮盾构机

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基于耦合流动的卷扬液压回路动态特性研究

液压与气动 2025年第3期49卷 81-89页

作者：高名乾贺建强李固冀宏郭敏杰广西中源机械有限公司广西柳州505007 广西柳工机械股份有限公司广西柳州545007 兰州理工大学能源与动力工程学院甘肃兰州730050

汽车起重机卷扬升降作业时,其液压控制回路的微动特性与整机的平稳性以及安全性密切相关。以卷扬液压系统为研究对象,通过系统仿真、系统与元件实时联合仿真以及试验测试并行的研究方法,分析了其微动特性。结果表明:原始主阀杆因阀口面... 详细信息

汽车起重机卷扬升降作业时,其液压控制回路的微动特性与整机的平稳性以及安全性密切相关。以卷扬液压系统为研究对象,通过系统仿真、系统与元件实时联合仿真以及试验测试并行的研究方法,分析了其微动特性。结果表明:原始主阀杆因阀口面积梯度突变而产生节流拐点现象,通过优化主控阀节流阀口与回油阀口结构,有效改善了主控阀的节流特性;原有大通径三口阀因弹簧预紧力过大、刚度相对较小时呈现“速关、速开”响应状态,通过按比例缩放三口阀通径、减小调压弹簧预紧力以及合理匹配其刚度参数和优化其阀口面积曲线,有效改善了卷扬系统回路压力超调的问题。

关键词：卷扬液压回路动态特性实时联合仿真性能改善试验测试

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旋转式电液伺服阀流场动态特性研究

机械设计与制造 2025年第2期408卷 128-134页

作者：姜志宏张晓阳余志坚郭河舟江西理工大学机电工程学院江西赣州341000 江西省矿冶机电工程技术研究中心江西赣州341000

基于对典型阀口形状的流场动态特性的研究,提出一种旋转式电液伺服阀,为分析伺服阀旋转过程中阀口流场的分布特性,设计三种不同几何形状的典型阀口。首先阐述电液伺服阀的机理,分别建立三种阀口过流面积数学模型;借助Fluent流体仿真软件... 详细信息

基于对典型阀口形状的流场动态特性的研究,提出一种旋转式电液伺服阀,为分析伺服阀旋转过程中阀口流场的分布特性,设计三种不同几何形状的典型阀口。首先阐述电液伺服阀的机理,分别建立三种阀口过流面积数学模型;借助Fluent流体仿真软件,通过滑移网格方法(MRF)对电液伺服阀进行流场动态特性模拟分析,得出不同压差和阀口开度下的压力、压力波动、流量、流量系数、射流角的动态曲线;通过流量系数和压力波动来衡量伺服阀的动态特性和阀芯的稳定性,得出B型伺服阀的动态特性优于其他两种;最后对电液伺服阀的流量动态特性进行实验研究,实验证明伺服阀阀流量曲线近似为正弦波,流量的最大仿真值与实验值误差小于6.73%,表明理论结果和实验结果具有较好的一致性。

关键词：阀芯旋转式电液伺服阀典型阀口动态特性滑移网格流场分析

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深海超高压环境下的溢流阀动态特性研究

机床与液压 2025年第2期53卷 71-76页

作者：廖金苍刘银水史有程曹文斌兰州理工大学能源与动力工程学院甘肃兰州730050 华中科技大学无锡研究院江苏无锡214000 华中科技大学机械科学与工程学院湖北武汉430074

为了满足深海液压系统需求,设计一款先导型螺纹插装式溢流阀,利用AMESim HCD搭建了与其相互对应的数值计算模型。基于液压介质黏度与环境温度及压力条件的相关性,通过理论计算得到不同温度及海深条件的理论值;然后通过设置不同的边界条... 详细信息

为了满足深海液压系统需求,设计一款先导型螺纹插装式溢流阀,利用AMESim HCD搭建了与其相互对应的数值计算模型。基于液压介质黏度与环境温度及压力条件的相关性,通过理论计算得到不同温度及海深条件的理论值;然后通过设置不同的边界条件模拟深海工况,分析溢流阀在0~11000 m全海深、超高压环境下的动态特性。结果表明:在海洋环境下,温度、压力等单一因素均会对溢流阀的响应性能产生影响,其中压力条件的影响效果更显著;在全海深范围内,溢流阀的响应曲线变化趋势并非单增或单减,而是呈现类似抛物线的分布情况;从海平面至极限海深,压力超调量、压力超调率及最终稳态压力等参数的变动幅值较小,其中超调量下降幅度不足1%,对溢流阀的性能影响甚微;响应时间由164 ms增大至943 ms,这是性能退化的主要表现。

关键词：深海超高压环境溢流阀动态特性水下液压系统

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发动机阻尼器-球轴承单元动态特性试验机

轴承 2025年第2期 60-69页

作者：王虎强王东峰梁辉毛斐然李培培洛阳轴研科技有限公司河南洛阳471033

为验证阻尼器-球轴承单元动态特性理论模型,设计了一种模拟该单元运行工况的专用试验机,详细介绍了试验机的总体设计方案、主体结构、驱动系统、润滑系统、加载系统、电气系统、计算机监控系统等,并完成了试验机主轴强度、刚度及模态校... 详细信息

为验证阻尼器-球轴承单元动态特性理论模型,设计了一种模拟该单元运行工况的专用试验机,详细介绍了试验机的总体设计方案、主体结构、驱动系统、润滑系统、加载系统、电气系统、计算机监控系统等,并完成了试验机主轴强度、刚度及模态校核。通过试验得到了轴承转速为6000,9000,13000 r/min时的内、外圈轴心轨迹以及油膜压力,结果表明,当转速从6000 r/min增大到13000 r/min时,内、外圈轴心轨迹趋于稳定,油膜压力增幅在10%以内,与理论分析结果一致,达到了试验机设计目的,同时也验证了理论模型的正确性。

关键词：滚动轴承深沟球轴承发动机阻尼器动态特性试验机轴心轨迹

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柔性垂直摘锭式采棉系统刚柔耦合动态特性分析——基于ADAMS

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农机化研究 2025年

作者：刘超古丽巴哈尔·托乎提买买提明·艾尼胡国玉新疆大学机械工程学院乌鲁木齐佰博机电科技有限公司

为打破国产采棉机的技术瓶颈,研究采棉头柔性垂直摘锭的动力学特性,提高采棉机的采净率和稳定性,以自主研发的新型柔性垂直摘锭式采棉机作为研究背景,通过ADAMS虚拟样机技术建立其刚柔耦合的动力学模型,对采棉系统的动态特性进行了研究... 详细信息

为打破国产采棉机的技术瓶颈,研究采棉头柔性垂直摘锭的动力学特性,提高采棉机的采净率和稳定性,以自主研发的新型柔性垂直摘锭式采棉机作为研究背景,通过ADAMS虚拟样机技术建立其刚柔耦合的动力学模型,对采棉系统的动态特性进行了研究。结果表明:运行过程中受皮带变形影响,摘锭轴加速度曲线在0位附近正负交替剧烈,有明显的振动现象,但很快便会恢复;每0.5 s为1个运动周期,起步时摘锭受力太大容易引起轻微振动,摘锭前后周期的受力曲线波动大致相同,能够平稳运行;在摘锭刚进入内外皮带时,转动方向改变,受力也会改变并达到最大值,产生的冲击引起摘锭轴的振动,进而对整个采棉系统产生一定影响;皮带和摘锭轴的最大等效应力均在各材料的抗拉强度之内,不会发生破坏。动力学计算结果可为后续国产采棉机结构设计、改进、分析提供数据参考和指导意义。

关键词：采棉系统柔性垂直摘锭 ADAMS 刚柔耦合动力学模型动态特性

劣化作用下裂纹-断齿复合故障齿轮系统动态特性研究

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组合机床与自动化加工技术 2025年

作者：白宇姜宏章翔峰雷震新疆大学机械工程学院

在现有研究中,裂纹-断齿复合故障的研究往往忽略了故障自身劣化过程对系统特性的影响。对此,基于势能法并考虑齿间耦合作用建立裂纹-断齿耦合故障齿轮啮合刚度计算模型,求解含劣化过程的齿轮时变啮合刚度,并建立啮合型弯扭耦合动力学模... 详细信息

在现有研究中,裂纹-断齿复合故障的研究往往忽略了故障自身劣化过程对系统特性的影响。对此,基于势能法并考虑齿间耦合作用建立裂纹-断齿耦合故障齿轮啮合刚度计算模型,求解含劣化过程的齿轮时变啮合刚度,并建立啮合型弯扭耦合动力学模型,研究复合故障下齿轮系统的动态响应。通过实验验证了该方法的有效性。结果表明,裂纹和断齿均会降低齿轮的啮合刚度,断齿故障导致刚度发生突变,而裂纹故障下刚度变化相对平稳,耦合故障下系统刚度由更为严重的故障主导,随着故障程度的不断加深,刚度下降愈发明显。通过分析劣化过程中周期性冲击成份与边频带的演变模式,阐明了裂纹与断齿故障之间耦合现象的动态演化趋势。

关键词：齿轮箱复合故障时变啮合刚度动态特性劣化