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基于光纤U形腔的马赫-曾德尔干涉仪的磁场传感器

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中国光学（中英文） 2024年第3期17卷 674-682页

作者：范鹏程蒋学寨田德强张光强中车株洲电力机车研究所有限公司株洲421000

本文研制了一种光纤磁场传感器,使用涂有磁流体(MF)的全光纤马赫-曾德尔干涉仪(MZI)的U形腔体进行实验验证。光纤磁场传感器是在两段单模光纤(SMF)之间拼接一段单模光纤形成U型光学腔制造而成的,该设计具有光纤几何关系。由于几何对称性... 详细信息

本文研制了一种光纤磁场传感器,使用涂有磁流体(MF)的全光纤马赫-曾德尔干涉仪(MZI)的U形腔体进行实验验证。光纤磁场传感器是在两段单模光纤(SMF)之间拼接一段单模光纤形成U型光学腔制造而成的,该设计具有光纤几何关系。由于几何对称性MZI对周围折射率(RI)具有很强的敏感性,灵敏度高达−13588 nm/RIU,且磁流体的折射率对磁场敏感,因此所提结构实现了磁场传感功能。实验结果表明,该传感器磁场灵敏度高达137 pm/Oe,磁场范围从0~250 Oe几乎呈线性。本文所设计的光纤磁场传感器具有体积小、成本低、易于制造、坚固耐用、灵敏度高、重复性好、易于与光纤系统集成等相关优势。

关键词：磁场传感器磁流体 U型腔体光纤传感器

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露天矿场无人驾驶自卸车路径规划方法研究

煤炭科学技术 2024年第8期52卷 182-191页

作者：黄佳德刘勇邓穆坤梅文庆株洲中车时代电气股份有限公司湖南株洲412001

针对矿用自卸车在露天矿场环境下的路径左行要求以及长距离运输路径的平滑效率问题,提出了基于Clothoid曲线拓展的左行混合A*算法和离散点对角向量模最小化平滑算法相结合的路径规划方法。首先,在混合A*算法节点拓展搜索过程中,采用Clot... 详细信息

针对矿用自卸车在露天矿场环境下的路径左行要求以及长距离运输路径的平滑效率问题,提出了基于Clothoid曲线拓展的左行混合A*算法和离散点对角向量模最小化平滑算法相结合的路径规划方法。首先,在混合A*算法节点拓展搜索过程中,采用Clothoid曲线代替传统圆弧进行拓展,以保证混合A*搜索路径的曲率连续性和曲率变化率限制要求。然后,利用左行规则改进混合A*算法累加代价和启发代价,在累加代价中加入左转代价和碰撞吸引代价保证路径向左和沿地图边界左侧进行规划,在启发代价中根据拓展方向与地图边界最近点的左右位置关系调整拓展代价得到利于左行的启发代价图,以生成左行全局粗略路径。最后,结合二次规划技术,以离散点对角向量模最小化为目标函数,坐标轴方向移动量为约束,构建平滑优化模型,对全局路径进行平滑,同时为防止平滑过程中曲率超限超出车辆转向响应能力,利用大曲率点可行域隧道缩减技术,限制大曲率点平滑可移动量。试验结果表明:所提方法可以生成适应矿区左行规则的沿地图左侧边界行驶的全局路径;启发代价的改进有效地减少了混合A*算法拓展的节点数量,有利于更好实现左行;离散点路径平滑方法有效提高了全局路径的平滑度,利于车辆控制跟踪;Clothoid曲线拓展与可行域隧道缩减技术可有效应对装载、卸载等大曲率路径,不存在曲率超限情况;对比不同长度路径规划耗时数据,路径平滑算法有效降低了路径规划的总耗时,4 km路径平滑耗时只需76 ms;左行规划的实现和总耗时的减少提高了路径对于矿区场景的适应性。

关键词：露天矿场无人驾驶自卸车路径规划 Clothoid曲线拓展左行混合A*算法离散点平滑

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飞轮储能装置电机温度场仿真技术研究及试验验证

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储能科学与技术 2024年第8期13卷 2589-2596页

作者：周茜茜黄勇崔可孙大南中车株洲电机有限公司湖南株洲412000

电机是飞轮储能系统实现电能-动能转换的关键部件,其体积小、功率大的设计特点以及中真空运行环境导致温升问题突出。水道的结构设计是增强散热的重要途径。本文从流动特性和冷却效率两个方面入手,对比螺旋水道、周向水道和轴向水道的... 详细信息

电机是飞轮储能系统实现电能-动能转换的关键部件,其体积小、功率大的设计特点以及中真空运行环境导致温升问题突出。水道的结构设计是增强散热的重要途径。本文从流动特性和冷却效率两个方面入手,对比螺旋水道、周向水道和轴向水道的进出口压力差、换热面积、换热系数等因素对散热的影响,综合考虑各因素最终确定电机的水道形式为周向水道。电机及其零部件的散热问题关系到飞轮储能系统能否安全运行,是飞轮储能技术发展中亟待解决的关键科学技术问题。准确计算温升是解决该难题的关键所在,对飞轮储能系统热管理的研究具有重要意义。本文对40 kW的飞轮储能系统进行了有限元热仿真,重点研究了模型简化、复杂结构等效处理、损耗分布等方面的内容,考虑传热过程中的热传导、热对流和热辐射,流体场、温度场多物理场耦合,设置初始水流量为25 L/min、温度为18℃,对电机进行温度场仿真计算。最后将计算结果与试验结果进行对比分析,误差在±3%范围内,验证了仿真计算的准确性和可靠性。该计算方法可为以后飞轮储能用电机设计作可靠参考。

关键词：飞轮储能温度场电机辐射传热

基于移相控制统一模型的双有源桥DC-DC变换器基波环流优化控制策略

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电力自动化设备 2024年第4期44卷 74-81页

作者：曾进辉张长威曹斌余雪萍兰征邹彬王婷曹洋湖南工业大学电气与信息工程学院湖南株洲412007 国网湖南省电力有限公司长沙供电分公司湖南长沙410118 株洲变流技术国家工程研究中心有限公司湖南株洲412007

为充分利用双有源桥DC-DC变换器的容量,减小无功功率,提升工作效率,提出一种基于变换器移相控制统一模型的基波环流优化控制策略。通过引入基波移相比对变换器的所有移相控制方式进行统一描述,并采用傅里叶分解法建立全桥交流电压及电... 详细信息

为充分利用双有源桥DC-DC变换器的容量,减小无功功率,提升工作效率,提出一种基于变换器移相控制统一模型的基波环流优化控制策略。通过引入基波移相比对变换器的所有移相控制方式进行统一描述,并采用傅里叶分解法建立全桥交流电压及电感电流的统一模型。该统一模型降低了多控制变量下变换器多模态分析的复杂性,适用于不同移相控制的所有工作模式,具有普适性。基于频域分析法和功率因数角,构建变换器传输功率及无功功率的统一数学模型。在此基础上,提出考虑无功基波分量的环流优化控制策略,并对传导损耗进行建模与分析。该策略简单有效,能够很好地减小变换器无功功率和改善系统效率,更有利于工程实际的应用。搭建了实验平台,对比了所提基波环流优化控制策略与传统移相控制方式下变换器的功率因数及变换效率,仿真和实验结果验证了理论分析的正确性和所提控制策略的可行性。

关键词：双有源桥 DC-DC变换器统一模型基波优化功率因数传输效率

动车组牵引电机定子绝缘故障问题分析及解决措施

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城市轨道交通研究 2024年第2期27卷 230-233,237页

作者：那春龙彭慧王玉龙中车株洲电机有限公司株洲412001

[目的]为了保证动车组牵引电机定子绝缘的可靠性,在定子制作或检修过程中,需采用对地绝缘耐压、相间耐压与匝间绝缘耐压等试验项目对定子对地绝缘、相间绝缘与匝间绝缘缺陷进行筛选。因此,需对牵引电机的定子绝缘故障问题进行分析,并提... 详细信息

[目的]为了保证动车组牵引电机定子绝缘的可靠性,在定子制作或检修过程中,需采用对地绝缘耐压、相间耐压与匝间绝缘耐压等试验项目对定子对地绝缘、相间绝缘与匝间绝缘缺陷进行筛选。因此,需对牵引电机的定子绝缘故障问题进行分析,并提出相应的解决措施。[方法]介绍了对地绝缘击穿故障、相间短路故障、匝间耐压衰减波形不重合故障的故障特征及故障原因,并分析了相应改进措施及故障定子修复方法。[结果及结论]牵引电机定子修复后,顺利通过了对地绝缘耐压、相间耐压与匝间绝缘耐压等试验项目的筛选。试验结果表明:所分析的故障原因可以准确诊断定子绝缘故障问题;所制定的改进措施,可以解决定子绝缘故障问题。

关键词：动车组牵引电机定子绝缘

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沉析纤维长度对间位芳纶纸性能的影响

中国造纸 2024年第1期43卷 109-115页

作者：朱文豪宋欢丁娉杨清王进侯建中杨军湖南工业大学湖南株洲412007 株洲时代华先材料科技有限公司湖南株洲412100 株洲时代新材料科技股份有限公司湖南株洲412007

本研究采用槽式打浆机得到不同长度的间位芳纶沉析纤维(简称沉析纤维),与间位芳纶短切纤维混合,通过湿法成形工艺制备间位芳纶配抄纸(简称配抄纸),并探究沉析纤维长度对配抄纸性能的影响。结果表明,随着沉析纤维长度的降低,配抄纸的透... 详细信息

本研究采用槽式打浆机得到不同长度的间位芳纶沉析纤维(简称沉析纤维),与间位芳纶短切纤维混合,通过湿法成形工艺制备间位芳纶配抄纸(简称配抄纸),并探究沉析纤维长度对配抄纸性能的影响。结果表明,随着沉析纤维长度的降低,配抄纸的透气度先下降后上升,抗张强度、断裂伸长率及电气强度则先上升后下降。当沉析纤维长度为0.9 mm时,配抄纸的各项性能最佳:透气度为2.59μm/(Pa·s),抗张强度为863 N/m,断裂伸长率为2.54%,电气强度为6.82 kV/mm。

关键词：沉析纤维纤维长度间位芳纶纸性能

考虑系统变形的驱动桥准双曲面齿轮啮合效率计算方法

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清华大学学报（自然科学版） 2024年第1期64卷 33-43页

作者：王钦贺迪桂良进胡智宇彭金范子杰清华大学车辆与运载学院汽车安全与节能国家重点实验室北京100084 陕西汉德车桥有限公司西安710201 汉德车桥(株洲)齿轮有限公司株洲412000

准双曲面齿轮是驱动桥系统的关键零部件之一,常在高速重载工况下工作。由于系统变形大且齿面啮合状态复杂,重载工况下会引起齿面载荷的显著偏载。因此,考虑系统变形对准双曲面齿轮啮合性能的影响具有重要意义。该文针对复杂工况下的驱... 详细信息

准双曲面齿轮是驱动桥系统的关键零部件之一,常在高速重载工况下工作。由于系统变形大且齿面啮合状态复杂,重载工况下会引起齿面载荷的显著偏载。因此,考虑系统变形对准双曲面齿轮啮合性能的影响具有重要意义。该文针对复杂工况下的驱动桥准双曲面齿轮,提出了考虑系统变形的齿轮啮合效率计算方法。首先,将驱动桥系统简化为多支撑轴系耦合模型,计算不同载荷工况下系统变形引起的齿轮啮合错位量。然后,基于齿轮机床加工参数计算实际齿面,并采用齿轮摩擦加载接触分析(frictional loaded tooth contact analysis,FLTCA)方法求解得到实际运行工况下齿面载荷分布与啮合效率。最后,通过驱动桥台架试验对比不同工况下齿轮副齿面载荷分布和啮合效率。试验结果表明:系统变形对准双曲面齿轮齿面载荷分布具有不可忽略的影响。同时,该试验验证了驱动桥准双曲面齿轮啮合效率计算方法的有效性。

关键词：驱动桥准双曲面齿轮接触分析啮合效率混合润滑系统变形

基于深度学习的镍基高温合金叶片磨削烧伤识别研究

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湖南大学学报（自然科学版） 2024年第4期51卷 99-104页

作者：刘超刘成王虎陈亮梁晓艳金滩中国航发南方工业有限公司湖南株洲412001 湖南南方通用航空发动机有限公司湖南株洲412001 湖南大学机械与运载工程学院湖南长沙410082

针对目视检查镍基高温合金叶片磨削烧伤时易出现误检、漏检等问题,提出一种基于深度学习的镍基高温合金叶片磨削烧伤识别分类模型(Tenon Grinding Burn Net,TenonG-BNet).以K4125镍基高温合金叶片为研究对象,通过磨削烧伤试验和试件组... 详细信息

针对目视检查镍基高温合金叶片磨削烧伤时易出现误检、漏检等问题,提出一种基于深度学习的镍基高温合金叶片磨削烧伤识别分类模型(Tenon Grinding Burn Net,TenonG-BNet).以K4125镍基高温合金叶片为研究对象,通过磨削烧伤试验和试件组织检测获得不同烧伤程度的叶片榫齿磨削烧伤分级标准和对应的图片集;将ODConv动态卷积融合Inception V2模块和Coordinate Attention注意力机制,保证模型轻量化的同时提高模型的特征提取能力;使用全连接层进行识别分类.结果表明,与其他4个经典分类模型相比,TenonGBNet在具有较小的模型复杂度和参数量的同时保持了96.50%的平均分类准确率,且各烧伤等级的分类准确率均超过95%.

关键词：深度学习镍基合金磨削烧伤图像识别

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南繁科技城园区发展定位及实现策略研究

科技成果管理与研究 2024年第7期19卷 26-29页

作者：白鹏国投种业科技有限公司海南三亚572024

南繁科技城园区作为典型的产业型开发园区,在规划建设之初即明确产业先行思路,推动空间规划适时实地为产业助力。通过分析研究南繁科技城园区产业发展做法及取得的成效,为园区发展和城市运营提供可参照逻辑及样本,为基础设施建设提质升... 详细信息

南繁科技城园区作为典型的产业型开发园区,在规划建设之初即明确产业先行思路,推动空间规划适时实地为产业助力。通过分析研究南繁科技城园区产业发展做法及取得的成效,为园区发展和城市运营提供可参照逻辑及样本,为基础设施建设提质升级、城市片区改造更新提供参考。

关键词：南繁科技城产业开发城市更新