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可用于微型开关研发的液态金属桥拉伸断裂过程仿真研究

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电工技术学报 2024年第17期39卷 5508-5520页

作者：朱晓楠杨飞张云轩孙晋茹荣命哲中国船舶集团有限公司第705研究所西安710077 西安交通大学电气工程学院西安710049

构建流体仿真模型可以有效地分析液桥拉伸断裂过程中的流体动力学特性,为基于液态金属桥拉伸断裂过程的电弧开断性能调控提供指导。已有的液桥仿真模型基于动网格或其他网格变形方法,无法仿真液桥的大范围拉伸形变和几何断裂。为此,该... 详细信息

构建流体仿真模型可以有效地分析液桥拉伸断裂过程中的流体动力学特性,为基于液态金属桥拉伸断裂过程的电弧开断性能调控提供指导。已有的液桥仿真模型基于动网格或其他网格变形方法,无法仿真液桥的大范围拉伸形变和几何断裂。为此,该文提出了一种不依赖网格形变的液桥拉伸断裂有限元仿真方法。该方法对液体设置极大黏度值,以不可流动液体区域对固体进行近似,同时通过极大黏度值界线的移动配合计算域内液体的流出来等效液桥的拉伸,实现了对液桥拉伸断裂过程的仿真。基于该仿真模型探究了液桥体积、拉伸速度等对液桥拉伸断裂过程的影响,获得了全拉伸速度范围内液桥拉伸断裂特性的转变规律。最终,结合实验结果分析了液桥拉伸断裂特性转变对于电弧燃烧模式的影响,给出了全拉伸速度范围内电弧燃烧模式转变相图,为液桥式开关的电弧开断性能调控提供了依据。该文研究内容对微型继电器、接触器等基于液桥断裂原理的微型开关研发具有指导意义。

关键词：电弧和电接触液态金属桥机械开关直流开断有限元仿真流体仿真

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负电容压电分流-声学黑洞梁的带隙特性研究

哈尔滨工程大学学报 2024年

作者：王天浩叶天贵陈赞栩陈玉坤步春阳靳国永哈尔滨工程大学动力与能源工程学院中国船舶有限公司第705研究所

为探究负电容压电分流阻尼声学黑洞梁在振动传递中的带隙特性，基于长波近似假设建立了压电材料的机电耦合模型，并使用多物理场耦合仿真方法计算了声学黑洞-压电分流阻尼梁在强迫振动下的传输特性。经过与文献中结果对比验证了方法的... 详细信息

为探究负电容压电分流阻尼声学黑洞梁在振动传递中的带隙特性，基于长波近似假设建立了压电材料的机电耦合模型，并使用多物理场耦合仿真方法计算了声学黑洞-压电分流阻尼梁在强迫振动下的传输特性。经过与文献中结果对比验证了方法的正确性，并揭示了分流电路类型、电容大小和声学黑洞对结构带隙特性和抑振性能的影响规律。研究表明将负电容分流电路与声学黑洞相结合能够有效拓宽梁结构的带隙范围并提高其振动衰减的性能。

关键词：声学黑洞压电分流阻尼负电容强迫振动带隙特性抑振长波近似假设梁结构

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高能量密度及高功率特性锂一次电池研究进展

化工进展 2024年

作者：代化吴军周章华张斌中国船舶集团有限公司第712研究所

随着应用需求发展和装备技术升级，现有商业化锂一次电池已不能满足低成本、高能量密度及高功率应用需求。高能量密度及高功率特性“双高”锂一次电池研究是目前面临的技术难题，需要在现有基础上大力开展锂一次电池性能提升研究，同时... 详细信息

随着应用需求发展和装备技术升级，现有商业化锂一次电池已不能满足低成本、高能量密度及高功率应用需求。高能量密度及高功率特性“双高”锂一次电池研究是目前面临的技术难题，需要在现有基础上大力开展锂一次电池性能提升研究，同时寻找新的锂一次电池体系。鉴于此，综述了基于低成本、高能量密度新体系锂/硫一次电池及有机正极材料锂一次电池的研究进展。同时，基于现有锂/二氧化锰、锂/氟化碳等电池体系，综述了通过材料纳米化、表面处理及工艺优化设计等多种手段提升其功率特性的研究进展，并对高功率新体系锂/铬氧化物、脱锂态钴酸锂正极锂一次电池的研究进展进行了综述。最后，对后续发展进行了展望，对现有电池体系的深入研究挖掘出电池高功率特性潜力，新体系锂电池的研究为得到高能量密度和高功率特性锂一次电池提供了新的可能性。

关键词：锂一次电池高能量密度高功率特性有机化合物纳米材料优化设计

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穿戴武器臂的人枪耦合系统发射响应研究

北京理工大学学报 2024年第4期44卷 386-394页

作者：何龙姜荃李鹏杰徐诚南京理工大学机械工程学院自动武器系江苏南京210094 中国船舶集团有限公司第705研究所昆明分部云南昆明650032 中国兵器工业第208研究所北京102202

穿戴式武器臂是一种新型单兵上肢外骨骼,对提高单兵火力打击效能具有重要作用,含武器臂的人枪耦合系统是一种复杂人机系统,其作用机制和动力学响应特性尚需进一步研究.提出了一种穿戴武器臂的总体方案,研制了穿戴式武器臂原理样机,采用1... 详细信息

穿戴式武器臂是一种新型单兵上肢外骨骼,对提高单兵火力打击效能具有重要作用,含武器臂的人枪耦合系统是一种复杂人机系统,其作用机制和动力学响应特性尚需进一步研究.提出了一种穿戴武器臂的总体方案,研制了穿戴式武器臂原理样机,采用16通道Delsys表面肌电测试系统采集射手立姿据枪瞄准时左右臂和躯干肌肉的表面肌电信号,对典型射手在有/无穿戴武器臂状态下,双手握持枪械时的肌肉疲劳状况进行对比评估;采用Codamotion三维运动捕捉系统采集立姿无依托点射和单发射击过程中枪口响应数据,建立有/无穿戴武器臂状态立姿无依托人枪相互作用动力学仿真模型,通过试验和仿真分析穿戴武器臂状态人枪系统发射动态响应特性.研究结果表明穿戴武器臂立姿据枪瞄准时射手左手肌肉的积分肌电值除三角肌外均有明显的下降,肱二头肌的下降尤为显著;穿戴武器臂立姿无依托点射时枪口后坐和竖直方向的位移量相比“无武器臂持枪射击状态”大幅下降,抵肩力也大幅下降,穿戴式武器臂减轻了穿戴者的双手肌肉疲劳,提高了枪械的射击动态稳定性.

关键词：上肢外骨骼穿戴式武器臂人枪系统发射动力学枪口响应

在室温和液氮温度Ti-Al-Fe合金的拉伸行为及其变形机理

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材料研究学报 2024年第3期38卷 232-240页

作者：尹艳超吕逸帆刘千里许亚利蒋鹏余巍中国船舶集团有限公司第七二五研究所洛阳471023

在室温(25℃)和液氮温度(-196℃)测试Ti-Al-Fe合金的拉伸性能,并使用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和电子背散射衍射(EBSD)表征和分析破断后试样的显微组织和断口形貌,研究了这种合金的拉伸行为及其变形机理。结果表明,Ti-Al-Fe合金在2... 详细信息

在室温(25℃)和液氮温度(-196℃)测试Ti-Al-Fe合金的拉伸性能,并使用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和电子背散射衍射(EBSD)表征和分析破断后试样的显微组织和断口形貌,研究了这种合金的拉伸行为及其变形机理。结果表明,Ti-Al-Fe合金在25℃拉伸塑性变形后,在其显微组织中极少发现孪晶,其塑性变形机制主要为位错滑移。在-196℃该合金的强度和塑性较好,表现出孪晶诱发塑性效应,在塑性变形过程中生成了大量孪晶,其类型为{1122}型压缩孪晶、{1012}型拉伸孪晶和{1124}型压缩孪晶,其塑性变形机制为滑移和孪生共存。在不同变形阶段孪晶的类型和数量不同,在变形初期孪晶的类型主要为{1122}型孪晶,在变形后期{10-12}型孪晶的数量增多。

关键词：金属材料 Ti-Al-Fe合金拉伸性能塑性变形机制孪晶

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基于位敏传感器的对中监测系统

中国机械工程 2024年第8期35卷 1509-1519页

作者：郭丰泽杨博戎志祥杨俊曼冯熠硕中国船舶集团有限公司第七一一研究所上海200082

为了实时掌握柴油机动力装置的对中状态,设计了一种基于位敏传感器的对中监测系统。首先提出了基于位敏传感器的位姿变化测量方法,形成包含位姿变化的非线性方程组,通过位姿转换获得对中变化;其次通过传感器支架组件实现对方程组常量的... 详细信息

为了实时掌握柴油机动力装置的对中状态,设计了一种基于位敏传感器的对中监测系统。首先提出了基于位敏传感器的位姿变化测量方法,形成包含位姿变化的非线性方程组,通过位姿转换获得对中变化;其次通过传感器支架组件实现对方程组常量的高精度测量,通过软硬件设计形成测量系统,设计了基于简单牛顿法的复合迭代算法,保证方程组快速、准确求解;最后对测量系统的精度进行了分析,并采用四维平台进行了验证。试验结果表明:对中监测系统噪声小,偏差量噪声在0.005 mm以下,开口角噪声在0.01°以下;精度受激光入射方向影响较大,最佳入射方向下,偏差量监测精度可达0.02 mm,开口角监测精度可达0.019°。该系统将用于国产柴油机动力装置的对中监测。

关键词：船舶动力装置位姿测量对中监测复合迭代算法

基于倾斜关联筛选的船舶分区消磁绕组部署及消磁电流优化策略

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上海交通大学学报 2024年第7期58卷 1018-1026页

作者：田野余墨多黄文焘邰能灵牛璐上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240 中国船舶工业公司第七〇八研究所上海200011

在现代舰船消磁系统中,消磁绕组主要基于舰船舱壁的形状进行分布,难以保证每个消磁绕组的消磁效果.为解决这一问题,引入一种高维变量筛选中的倾斜关联筛选方法,选择合适的阈值,将原有绕组进行拆分重组,对原有消磁区段进行重新划分,进而... 详细信息

在现代舰船消磁系统中,消磁绕组主要基于舰船舱壁的形状进行分布,难以保证每个消磁绕组的消磁效果.为解决这一问题,引入一种高维变量筛选中的倾斜关联筛选方法,选择合适的阈值,将原有绕组进行拆分重组,对原有消磁区段进行重新划分,进而改善每个绕组的单位绕组磁感应强度.针对绕组重组后消磁电流计算时存在的参数向量稀疏和多重共线的问题,提出了倾斜关联筛选-部分岭回归算法,通过仿真可知,在阈值为0.73和0.91时,该算法相较最小二乘法消磁误差最大幅值分别减小了10.08%和17.59%,而剩余均方根误差分别减小了10.45%和12.17%.根据仿真结果可知,采用该算法后消磁效果得到明显提升.

关键词：船舶消磁倾斜关联筛选最小二乘法部分岭回归区段划分

超空泡航行体尾舵展开过程水动力载荷数值研究

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西北工业大学学报 2024年第1期42卷 28-34页

作者：王中王梦豪彭远鸣卢蕊周景军中国船舶重工集团公司第705研究所陕西西安710077

超空泡航行体全沾湿航行阶段尾舵展开过程的流体动力载荷对于航行体稳定性分析以及尾舵机性能设计具有重要影响。建立了基于重叠网格技术和网格域间相对运动思想的尾舵展开过程数值计算方法;结合超空泡航行体设计需求,研究了尾舵不同展... 详细信息

超空泡航行体全沾湿航行阶段尾舵展开过程的流体动力载荷对于航行体稳定性分析以及尾舵机性能设计具有重要影响。建立了基于重叠网格技术和网格域间相对运动思想的尾舵展开过程数值计算方法;结合超空泡航行体设计需求,研究了尾舵不同展开速率、不同攻角状态展开以及尾舵展开前后的水动力载荷变化规律;通过对尾舵附近速度矢量场、压力场以及尾舵表面压力系数分析,揭示了尾舵不同状态的流体动力载荷变化原因。研究成果对超空泡航行体尾舵展开过程流场特性研究具有重要参考价值,同时为尾舵机性能设计提供了重要设计依据。

关键词：超空泡航行体尾舵数值计算水动力

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某电磁发射装置高平机气电作用特性分析

海军工程大学学报 2024年第3期36卷 1-6页

作者：邱群先宋海通王丹峰马新科何行中国船舶集团有限公司第713研究所郑州450015

基于某大质量电磁发射装置研究背景,针对螺杆气压式高平机驱动俯仰系统运行过程中的气电作用特性展开研究。建立了发射系统动力学模型,结合高平机结构和布局特征,对俯仰系统动力学运行过程中高平机气电参数进行了理论分析和试验验证,得... 详细信息

基于某大质量电磁发射装置研究背景,针对螺杆气压式高平机驱动俯仰系统运行过程中的气电作用特性展开研究。建立了发射系统动力学模型,结合高平机结构和布局特征,对俯仰系统动力学运行过程中高平机气电参数进行了理论分析和试验验证,得到了两种不同工况运行条件下气压平衡效果、系统电流、功率等变化规律。理论计算结果和试验结果对比分析表明:螺杆气压式高平机气压作用可最大降低整体重力不平衡力矩的89.9%,匀速工况下可最大降低75.4%的系统运行功率,对系统电源需求和结构紧凑化设计非常有利;所提的高平机理论计算结果和试验数据吻合较好,研究成果对大质量火炮瞄准机设计具有参考意义。

关键词：电磁发射高平机平衡效果瞄准机