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直流偏磁下变压器绕组及垫块振动特性分析

科学技术与工程 2021年第1期21卷 173-179页

作者：李华李晓华褚福源黄堃林球英王尉广东电网有限责任公司广州供电局广州510245 上海电力大学电气工程学院上海200090

直流偏磁使得变压器绕组振动加剧,目前采用将绕组简化为忽略垫块结构的圆柱模型的建模方法误差较大。建立包含垫块的线饼式绕组精细化模型,通过电磁场-结构场-流体场多物理场耦合的方法,在对直流偏磁下变压器磁场分布进行分析的基础上,... 详细信息

直流偏磁使得变压器绕组振动加剧,目前采用将绕组简化为忽略垫块结构的圆柱模型的建模方法误差较大。建立包含垫块的线饼式绕组精细化模型,通过电磁场-结构场-流体场多物理场耦合的方法,在对直流偏磁下变压器磁场分布进行分析的基础上,对绕组及垫块的振动位移特性进行研究且进行实验验证。结果表明:直流偏磁下变压器漏磁增加且在特定角度分布集中,绕组在对应位置出现新的不平衡单边振动模式,绕组局部位移的不平衡使得垫块脱落的可能性增加,变压器抗突发能力下降。此研究可为变压器直流偏磁下运行状态监测提供理论指导。

关键词： 220 kV油浸式变压器直流偏磁抗突发能力垫块多物理场耦合

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加热炉水梁垫块结瘤研究及对策

宽厚板 2024年第1期30卷 25-29页

作者：张强国魏世昭蔡坤鹏湖南华菱湘钢有限公司

在棒材生产中,偶有成品批量性出现固定位置轧疤、折叠缺陷的现象。由于缺陷处于轧件下部,在生产过程中不容易被发现,当在成品检查阶段发现时,经常导致批量产品判废,造成较大的成本损失和质量风险。每次问题均在加热炉检修之后消除,但经... 详细信息

在棒材生产中,偶有成品批量性出现固定位置轧疤、折叠缺陷的现象。由于缺陷处于轧件下部,在生产过程中不容易被发现,当在成品检查阶段发现时,经常导致批量产品判废,造成较大的成本损失和质量风险。每次问题均在加热炉检修之后消除,但经过一段时间会再次出现,成为生产中难以解决的瓶颈问题。在加热炉加热制度研究、烧嘴燃烧状态分析、垫块材质试验基础上,对加热炉水梁垫块结瘤问题进行系统性剖析,与现场实际情况结合,并多次进入加热炉内考察验证,总结出加热炉垫块结瘤问题的解决思路与预防措施。采取针对性措施后,结瘤问题得到明显改善,具有较高的推广价值。

关键词：加热炉垫块结瘤研究及对策

全膝关节置换术中缺损垫块的拓扑优化设计及有限元分析

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全膝关节置换术中缺损垫块的拓扑优化设计及有限元分析

作者：刘旸吉林大学

学位级别：硕士

背景:全膝关节置换术可以有效地减轻膝关节骨关节炎晚期患者疼痛并恢复功能。患有严重膝关节骨关节炎的患者,常并发膝关节内翻畸形和胫骨平台骨缺损,当骨缺损较严重且为非包容性时,常规膝关节假体很难保持稳定,此时应用缺损垫块可以有... 详细信息

背景:全膝关节置换术可以有效地减轻膝关节骨关节炎晚期患者疼痛并恢复功能。患有严重膝关节骨关节炎的患者,常并发膝关节内翻畸形和胫骨平台骨缺损,当骨缺损较严重且为非包容性时,常规膝关节假体很难保持稳定,此时应用缺损垫块可以有效地填补缺损,维持假体稳定。然而当前缺损垫块多为实心金属材质,难免会增加应力屏蔽现象,且无法完成骨整合。拓扑优化技术是一种在给定的区域内优化材料分布去除冗余材料的设计方法,可以优化植入物材料分布,降低植入物弹性模量,减少应力屏蔽。有限元分析技术可以模拟真实受力情况,即根据植入物的生物力学特征,施加真实载荷和约束,与拓扑优化技术相辅相成。本课题旨在通过有限元分析对全膝关节置换术中缺损垫块行拓扑优化设计,提高其生物力学性能,减少应力屏蔽,同时通过优化材料分布,实现对于垫块不同材料属性区域的功能梯度化网格设计,进一步降低垫块的弹性模量,减轻重量,改善患者预后。方法:1.根据关节炎晚期患者CT扫描完成胫骨非均质模型重建,通过实体假体扫描逆向重建完成假体模型重建。2.利用步态分析获取完整步态周期中胫骨平台的最大受力和角度。3.模拟手术过程,将所有模型调整到正确位置,建立组配完毕的有限元模型,施加正确的载荷及约束,对缺损垫块实施以最小化应变能为目标,体积分数为约束的拓扑优化。4.根据优化结果对保留区域和优化掉区域行梯度化网格处理。5.建立优化后垫块的有限元模型,并对其进行有限元分析,比较垫块和垫块周围胫骨的应力分布变化情况。6.对梯度网格化垫块行3D打印。结果:与原始垫块相比,本课题设计的优化后梯度网格化垫块减少了40%重量。原始垫块上最大应力为8.90MPa,优化后垫块上最大应力为7.87MPa。原始垫块上最大应变能密度为1.43k Pa,优化后垫块上最大应变能密度为1.93k Pa。原始垫块上平均应力为2.18±1.05MPa,优化后垫块上平均应力为1.90±0.88MPa且与原始垫块相比差异显著（p＜0.05）。原始组中垫块下方胫骨平台上最大应力为2.37MPa,优化组中垫块下方胫骨平台上最大应力为2.81MPa。垫块下方胫骨平台被分成前、中、后三部分,原始组中前、中、后三部分的平均应力分别为0.42±0.25、0.43±0.23和0.15±0.13MPa,优化组中前、中、后三部分的平均应力分别为0.44±0.27、0.56±0.30和0.23±0.19MPa且与原始组相比差异显著（p＜0.05）。原始组中延长杆上最大应力为28.0MPa,优化组中延长杆上最大应力为28.7MPa且与原始组相比差异不大。结论:优化后梯度网格化垫块可以显著的提高缺损垫块的生物力学性能,降低应力屏蔽,改善患者预后。且本课题可以为3D打印个体化定制假体的设计提供参考。

关键词：全膝关节置换有限元分析拓扑优化骨缺损垫块

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沥青船独立液货舱垫块布置设计优化与选取

造船技术 2023年第3期51卷 33-37页

作者：郭玉琴尉宁仲琦上海船舶研究设计院上海201203

以17000 t沥青船为例,研究沥青船独立液货舱垫块的布置设计优化与选取。针对当前沥青船市场两种主要的垫块ULEPSI和FEROFORM,基于法国船级社(BV)的舱段有限元分析方法进行垫块的受力分析,对两种垫块的布置设计进行优化,并对两种垫块的... 详细信息

以17000 t沥青船为例,研究沥青船独立液货舱垫块的布置设计优化与选取。针对当前沥青船市场两种主要的垫块ULEPSI和FEROFORM,基于法国船级社(BV)的舱段有限元分析方法进行垫块的受力分析,对两种垫块的布置设计进行优化,并对两种垫块的选取进行分析。该研究可为其他沥青船独立液货舱垫块的布置设计提供参考。

关键词：沥青船独立液货舱垫块布置设计 ULEPSI垫块 FEROFORM垫块

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箱梁预制施工垫块印迹处理与技术分析

现代交通技术 2023年第6期20卷 80-83页

作者：简超群江苏省交通工程集团有限公司镇江212100

调研发现江苏省内的多个预制梁场存在箱梁腹板留有垫块印迹的现象,箱梁腹板垫块印迹是影响预制箱梁外观质量的重要因素。对预制箱梁腹板垫块印迹出现的原因进行分析,探究有效减少箱梁腹板垫块印迹的相关措施,确保预制箱梁施工时的外观质... 详细信息

调研发现江苏省内的多个预制梁场存在箱梁腹板留有垫块印迹的现象,箱梁腹板垫块印迹是影响预制箱梁外观质量的重要因素。对预制箱梁腹板垫块印迹出现的原因进行分析,探究有效减少箱梁腹板垫块印迹的相关措施,确保预制箱梁施工时的外观质量,促进公路桥梁工程的顺利实施。

关键词：预制箱梁垫块印迹施工处理技术分析

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加热炉垫块对无取向硅钢质量影响分析

热处理技术与装备 2022年第4期43卷 58-62页

作者：徐祝兵刘海华江苏沙钢集团江苏张家港215625

本文分析了加热炉垫块对无取向硅钢温度均匀性、边损和厚度波动的影响。结果表明:通过优化加热炉垫块材质、提高垫块使用高度等措施,可以解决无取向硅钢铸坯压坑导致的边损问题,并可提升无取向硅钢加热均匀性和厚度命中率。

关键词：垫块无取向硅钢边损温度均匀性厚度波动

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铁路明桥面垫块用微孔聚氨酯的制备研究

聚氨酯工业 2019年第6期34卷 23-25,33页

作者：张彬张勇刘志赵微微魏嵩郝林栓北京铁科首钢轨道技术股份有限公司北京102200 铁科腾跃科技有限公司河北石家庄052360 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081

以聚醚二醇、聚合物多元醇HPOP40、扩链剂1,4-丁二醇、交联剂和二苯基甲烷二异氰酸酯等为原料,采用半预聚体法制备了铁路明桥面垫块用微孔聚氨酯弹性体。探究了聚醚二醇类型、交联剂种类及用量、水分对聚氨酯弹性体力学性能的影响。结... 详细信息

以聚醚二醇、聚合物多元醇HPOP40、扩链剂1,4-丁二醇、交联剂和二苯基甲烷二异氰酸酯等为原料,采用半预聚体法制备了铁路明桥面垫块用微孔聚氨酯弹性体。探究了聚醚二醇类型、交联剂种类及用量、水分对聚氨酯弹性体力学性能的影响。结果表明:采用聚四氢呋喃二醇,交联剂为三羟甲基丙烷且与HPOP40的质量比为1/6.5,羟基组分水分为0.15%,所制备的聚氨酯弹性体拉伸强度为3.11 MPa,静刚度为1.02 kN/mm,这种聚氨酯制成的垫块可用于铁路明桥面钩螺栓与复合轨枕的减震连接。

关键词：铁路明桥面微孔聚氨酯弹性体垫块聚醚型聚氨酯

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45钢垫块开裂失效机制分析

中国铸造装备与技术 2022年第4期57卷 21-24页

作者：闫明陆凯雷周传昆顾杰顾志斌常州博瑞电力自动化设备有限公司江苏常州213025

采用金相显微镜、布洛维硬度计、火花直读光谱仪等设备对45钢垫块开裂件进行了宏观形貌观察、显微组织分析、硬度检测以及成分分析。结果表明,造成垫块失效的裂纹类型为淬火裂纹,由于材料内部存在大量夹杂物,夹杂物在破坏基体连续性的... 详细信息

采用金相显微镜、布洛维硬度计、火花直读光谱仪等设备对45钢垫块开裂件进行了宏观形貌观察、显微组织分析、硬度检测以及成分分析。结果表明,造成垫块失效的裂纹类型为淬火裂纹,由于材料内部存在大量夹杂物,夹杂物在破坏基体连续性的同时造成局部应力集中,增加了材料的淬火开裂倾向,是垫块失效的主要原因。

关键词： 45钢垫块失效裂纹

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陶瓷材料SHPB实验的改进垫块法

实验力学 2013年第5期28卷 607-613页

作者：段士伟李永池李平中国科学技术大学近代力学系安徽合肥230027

高强度陶瓷材料SHPB实验中,利用圆柱或圆台形垫块可避免压杆的端面塑性变形,但存在陶瓷试件中轴向的应力不均匀现象,从而影响实验结果的有效性。本文通过数值模拟分析了两种垫块方式引起的试件中轴向应力分布的特点,并以此为基础提出了... 详细信息

高强度陶瓷材料SHPB实验中,利用圆柱或圆台形垫块可避免压杆的端面塑性变形,但存在陶瓷试件中轴向的应力不均匀现象,从而影响实验结果的有效性。本文通过数值模拟分析了两种垫块方式引起的试件中轴向应力分布的特点,并以此为基础提出了一种更为合理的垫块方法。利用商业软件LS-DYNA,数值模拟了改进垫块方法的陶瓷材料SHPB实验。结果显示,基本上消除了陶瓷试件中轴向应力不均匀现象。应用一维应力波理论,分析了实验中的波传播过程,得到了对实验数据的修正处理方法,并证明了所提的修正方法是可行有效的。

关键词：霍普金森压杆陶瓷垫块