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推力瓦热瞬态变形机理及抑制方法研究

机械工程学报 2020年第21期56卷 22-28页

作者：王悦昶刘莹张高龙王占朝王玉明清华大学摩擦学国家重点实验室北京100084 利兹大学功能表面研究所利兹LS29JT 英国清华大学神经调控技术国家工程实验室北京100084 清华大学汽车安全与节能国家重点实验室北京100084

针对核主泵水润滑推力轴承在事故工况下的热瞬态过程,建立了热固耦合瞬态有限元分析模型。基于所建立模型,分析了常见两层和三层结构推力瓦热瞬态过程瓦面变形,重点分析了三层结构推力瓦隔热层厚度对瓦面变形的影响。随后,进一步探索了... 详细信息

针对核主泵水润滑推力轴承在事故工况下的热瞬态过程,建立了热固耦合瞬态有限元分析模型。基于所建立模型,分析了常见两层和三层结构推力瓦热瞬态过程瓦面变形,重点分析了三层结构推力瓦隔热层厚度对瓦面变形的影响。随后,进一步探索了遏制瓦面凹变形的方法,阐明了热瞬态过程中瓦面温度场分布不均是产生瓦面凹变形的主因。进一步提出一种新型包边式推力瓦,并仿真验证其能够有效降低热瞬态过程瓦面凹变形,为核主泵水润滑推力轴承的推力瓦设计提供了新思路。

关键词：推力轴承推力瓦热瞬态瓦面变形

NiTi形状记忆合金的热瞬态相变与变形行为研究

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锻压技术 2015年第7期40卷 120-126页

作者：杜泓飞萧遥曾攀雷丽萍黑梦清华大学机械工程系北京100084 清华大学先进成形制造教育部重点实验室北京100084

通过材料的热-力循环实验及数字图像相关(DIC)测量方法来系统研究Ni Ti记忆合金的热瞬态行为,得到不同恒应力水平下及不同温度变化率下的热瞬态响应。根据得到的实验结果,系统分析了温度诱发马氏体相变中的马氏体带演化出现的原因、演... 详细信息

通过材料的热-力循环实验及数字图像相关(DIC)测量方法来系统研究Ni Ti记忆合金的热瞬态行为,得到不同恒应力水平下及不同温度变化率下的热瞬态响应。根据得到的实验结果,系统分析了温度诱发马氏体相变中的马氏体带演化出现的原因、演化规律以及临界相变应力与温度的关系,揭示了Ni Ti记忆合金的热瞬态相变及变形演化与所在的应力状态及温度变化速率的密切关系,为Ni Ti记忆合金的热瞬态过程的有限元多尺度模拟提供重要的参考。

关键词： NiTi形状记忆合金热瞬态相变变形行为

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初始状态对径向滑动轴承热瞬态过程的影响

机械设计与制造 2009年第7期 216-218页

作者：马希直朱均南京航空航天大学机电学院南京210016 西安交通大学润滑理论及轴承研究所西安710049

研究了径向滑动轴承在阶跃载荷扰动下的瞬态绝热行为。通过对轴承油膜压力、温度和各组成部分的动力学参数进行建模,应用数值方法对模型求解。获得了大载荷扰动工况下径向滑动轴承热瞬态运动参数的非线性响应。在此基础上讨论了初始稳... 详细信息

研究了径向滑动轴承在阶跃载荷扰动下的瞬态绝热行为。通过对轴承油膜压力、温度和各组成部分的动力学参数进行建模,应用数值方法对模型求解。获得了大载荷扰动工况下径向滑动轴承热瞬态运动参数的非线性响应。在此基础上讨论了初始稳态压力和转速对轴承热瞬态过程的影响。

关键词：初始参数径向轴承热瞬态

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阶跃载荷扰动条件下推力轴承热瞬态过程研究

润滑与密封 2009年第1期34卷 43-45页

作者：马希直朱均南京航空航天大学机电学院江苏南京210016 西安交通大学润滑理论及轴承研究所陕西西安710049

用一维绝热模型研究了滑动推力轴承在阶跃载荷冲击下的热瞬态行为。通过对轴承油膜压力、温度和推力盘的动力学参数进行建模,应用有限差分以及Runge-Kutta法等对模型求解,获得了大载荷阶跃冲击条件下推力轴承热瞬态过程中性能参数的非... 详细信息

用一维绝热模型研究了滑动推力轴承在阶跃载荷冲击下的热瞬态行为。通过对轴承油膜压力、温度和推力盘的动力学参数进行建模,应用有限差分以及Runge-Kutta法等对模型求解,获得了大载荷阶跃冲击条件下推力轴承热瞬态过程中性能参数的非线性响应曲线,给出了瞬态过程中轴承最高温度、最小膜厚等参数的变化规律。结论认为如果轴承设计和运行不当,轴承有可能因为瞬态过程中温升过高或膜厚的突然减小而失效。

关键词：推力轴承热瞬态阶跃载荷

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集中供热管网热瞬态预测

暖通空调 2011年第5期41卷 85-88,93页

作者：马喜成范梅梅杨巨生太原理工大学山西电力职业技术学院

采用高阶精度的数值方法,建立了数值模型。以太原市城南供热系统为研究对象,对3个典型热力站由热源负荷变化引起的供、回水温度的变化进行了预测,并将预测结果与实测结果进行了比较,二者较吻合。

关键词：集中供热热瞬态热力站数值模拟供、回水温度

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IGBT热阻热谱和热瞬态过程的研究

IGBT热阻热谱和热瞬态过程的研究

作者：丁现朋山东大学

学位级别：硕士

在信息化社会的今天,半导体技术飞速发展,半导体产品正在改变着人们的生活。在轨道交通、工业生产、汽车电子、高压输电、军民用飞机船舶等领域,需要具有高电压、大电流处理能力的功率电力电子器件,以实现电能变换和控制。电力电子器件... 详细信息

在信息化社会的今天,半导体技术飞速发展,半导体产品正在改变着人们的生活。在轨道交通、工业生产、汽车电子、高压输电、军民用飞机船舶等领域,需要具有高电压、大电流处理能力的功率电力电子器件,以实现电能变换和控制。电力电子器件最初的产品是整流管、晶闸管、功率MOSFET、大功率GTR等产品、但是这些产品都有着自身的缺点。IGBT（绝缘栅双极晶体管）是一种近些年来应用广泛,迅猛发展的一种功率电力电子器件。IGBT既具有功率MOSFET电压控制和开关速度快的优点,又具有双极晶体管导通电压低、载流能力大的优点。此外,它还具有易集成的优点,可以与一些外围电路如过压过流保护电路共同集成在一个芯片内,而且我们可以将许多IGBT单元串联组成智能化的IGBT模块。IGBT使电力电子设备的频率、功率、可靠性等在内的综合性能得到了极大的提升。 IGBT功率器件工作时间一般较长、耗散功率大、且工作环境恶劣,其热学可靠性对器件的正常工作影响重大。据美国航天中心的统计数据表明,55%的器件的失效是源于热学失效。本论文主要对IGBT的热学可靠性展开研究,具体分为三个方面：（1）热阻研究：热阻是反应器件热学性能的重要参数,热阻微观上可以理解为载流子对热的传导能力,热阻值的大小反应器件对热流的传导与发散能力。热阻传统上被认为是器件的固有性质,但是通过我们大量的实验证明,热阻值与测试环境有很大关系。另一方面,我们对热阻的两种定义方法进行相关的分析和评价。热阻共有两种定义标准,分别是国际电工委员会（IEC）定义的热阻测试标准和固态协会（JEDEC）定义的热阻测试标准。国际电工委员会（IEC）的热阻测试方法基于稳态过程,不足之处是壳温测试误差大。为克服这个缺点固态协会定义了一种新的方法测试热阻,这种方法基于热瞬态过程,不涉及到壳温的测量,但是固态协会的标准也有自己的缺点,论文将对两种方法进行详细的介绍和评价。（2）热谱研究：晶体管pn结温度传统上常被假设为均匀的,标准电学法是获得均匀结温的一种方法。但是通过拍摄晶体管工作情况下的红外热像图可以发现的结内温度分布十分不均匀,由此说明这种假设是不成立的。得到晶体管结温分布对于热阻的测量、最大施加功率的选择、整机的可靠性有着十分重要的意义。用红外热像仪虽然可以得到晶体管的结温分布,但是其测试成本高、检测过程对器件有破坏性损伤。我们创造性的利用电学方法得到晶体管的热谱（结温分布谱）。这种方法的理论基础是小电流过趋热效应、热谱理想算法等等,主要参数是峰值结温和有效面积。电学法得到晶体管热谱方便简洁、对器件无破坏性,电学法进行热谱分析在晶体管热可靠研究领域有着重大实用价值。（3）基于热瞬态的封装检测：分析晶体管的热特性时,我们一般分析晶体管的稳态过程,得到稳态下被测器件的结温、壳温、或者环境温度等参数。但是稳态过程涉及的参考点少,反映的信息量较少。结温上升过程或者下降过程是瞬态过程,瞬态过程持续时间长,反映信息量大。我们利用先进的设备,以极短的时间间隔采集瞬态时的温度变化信息,通过处理,我们可以得到器件热通路的各层材料的结构特征。此外通过最终得到的结构函数,我们可以得到器件封装信息,通过这种方法,我们可以筛选出封装不合格的产品,对生产检测有重大价值。

关键词：热阻热稳态 IGBT热谱热瞬态结构函数

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集中供热管网动态特性分析及热瞬态预测研究

集中供热管网动态特性分析及热瞬态预测研究

作者：马喜成太原理工大学

学位级别：硕士

随着人口的增加、工业的发展,城市热负荷也相应的不断增大,在能源紧张和环境污染问题变的日益严重的今天,节能环保型的供热方式具有广阔的发展前景。由于集中供热不仅节约一次能源,同时也改善环境污染,提高人们的生活水平,并且充分显示... 详细信息

随着人口的增加、工业的发展,城市热负荷也相应的不断增大,在能源紧张和环境污染问题变的日益严重的今天,节能环保型的供热方式具有广阔的发展前景。由于集中供热不仅节约一次能源,同时也改善环境污染,提高人们的生活水平,并且充分显示出了现代化城市的舒适性、便利性和安全可靠性,集中供热已经成为城市现代化的主要标志之一。与发达国家相比,我国热用户的室内舒适度还比较差,而我国的供热能耗却要比发达国家高出许多。这主要是由于我国供热系统的供热管网输送效率较低,供热质量差,再加上没有很好的运行调节措施,使得供热损失比较大。在集中供热系统中,供热温度会随着室外温度、光照、风速等影响因素的变化而变化,为了降低能耗,同时保证用户的热舒适性,需要合理、准确地调节热源和热力站的负荷。在供热系统的热网运行中,只有知道各节点和管段中的运行参数,也就是知道各节点的压力、管道压降、管网中的温度分布,才能帮助运行调度部门了解热网的运行状况,及时、准确的调整供热。因此,热网中水力工况和热力工况的计算和分析是整个热网运行的基础,只有通过水力工况和热力工况的计算和分析,才能使供热调度人员对集中供热的热网运行情况做到心中有数,从而保证热网的优化运行。本文以太原市城南供热系统为研究对象,首先对其供热管网进行了水力计算。计算得出供热管网在初、末寒期运行时的最佳流量为5000t/h,在严寒期运行时的最佳流量为6200t/h;且亲贤街以北支线热力站实际资用压头偏大,南支干长风街以南支线12座热力站的资用压头不能满足运行要求,并提出了相应的改进措施。实施改进措施后,循环流量在5000t/h时,循环水泵的总功率降低了8.3%;在6200t/h时,循环水泵的总功率降低了6.7%。接着本文对供热管网进行了热力分析。通过对太原市城南供热系统中的距热源距离不同且位于不同管线的三个典型热力站供回水温度的测量,分析了热源升负荷和降负荷对位于热源不同位置的热力站的运行造成的影响。最后本文对供热管网中热力站的热瞬态进行了预测。由于集中供热管网中的热瞬态预测,对热源和热力站的负荷调节非常重要,而各热力站与热源的距离不同,而且管内流速,管径粗细,以及管道向周围环境的散热量也不同,使得复杂供热管网中各热力站的热瞬态预测只能通过数值模型和计算机代码来实现。为了能够对供热管网的热瞬态进行预测本文提出了供热系统热瞬态的新模型和数值方法,该方法采用高阶精度的数值方法,通过求解能量瞬态方程,模拟了由热源负荷变化引起的热力站负荷的热瞬态变化。这种新的计算手段可以预测出供热管网中所有管段的温度分布,能够计算出温度的动态变化,为热源到热力站的温度传递时间和热分布提供可靠的信息。利用这种新模型本文还模拟了太原市城南供热系统中的三个典型热力站的温度分布,并将这三个热力站的实际测量值与模拟值进行比较,得出比较一致的结果,该方法能够用于热力系统温度热瞬态的预测,以便运行人员能够提早了解管网热分布,并提前做出相应的调整。

关键词：集中供热负荷调节热瞬态数值模拟热分布

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太原市集中供热管网热瞬态分析

山西建筑 2020年第1期46卷 110-112页

作者：杨文长郑仙荣太原市热力集团有限责任公司山西太原030012 太原理工大学电气与动力工程学院山西太原030024

对太原市热力公司三个距离热源不同的热力站在热力系统中的温度和热瞬态分布进行了分析,用数值方法对热力站管道温度分布进行了预测,并将预测结果与热力站的实测结果进行了比较,结果与热力站的实测结果基本一致,为热力网调节及经济运行... 详细信息

对太原市热力公司三个距离热源不同的热力站在热力系统中的温度和热瞬态分布进行了分析,用数值方法对热力站管道温度分布进行了预测,并将预测结果与热力站的实测结果进行了比较,结果与热力站的实测结果基本一致,为热力网调节及经济运行提供依据。

关键词：集中供热热瞬态热分布负荷调节

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复杂热瞬态下核安全设备热应力分析

复杂热瞬态下核安全设备热应力分析