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弹射与阻拦一体式电磁弹射装置的电磁特性分析

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兵工学报 2024年

作者：赵童李德胜叶乐志贾亚辉王斌李泽群北京工业大学机械与能源工程学院

针对线性弹射装置占地面积大、结构复杂和质量大的固有缺点，提出一种单轴一体式钢索拖动新型电磁弹射和阻拦装置。装置由永磁储能电机、电涡流离合器、电涡流制动器和绕线轮等组成。介绍了装置的结构和工作原理。基于安培环路定理建立... 详细信息

针对线性弹射装置占地面积大、结构复杂和质量大的固有缺点，提出一种单轴一体式钢索拖动新型电磁弹射和阻拦装置。装置由永磁储能电机、电涡流离合器、电涡流制动器和绕线轮等组成。介绍了装置的结构和工作原理。基于安培环路定理建立电涡流离合器和电涡流制动器的电磁理论模型。通过与三维有限元计算结果对比，分析电涡流离合器和电涡流制动器的电磁特性。通过制作的电涡流制动器的小型试验样机验证电磁理论模型的正确性和有效性。最终进行动力学分析。研究结果表明，该装置可以使30 000 kg的飞机在2.1 s内从0 m/s加速到70 m/s，并且能够使72 m/s的飞机在2.6 s停下，满足设计指标的要求。

关键词：电磁弹射与阻拦电涡流离合器电涡流制动器安培环路定理电磁特性

R290整体式新风空调器制冷工况下泄漏安全的模拟与实验研究

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北京工业大学学报 2024年 1-9页

作者：吴国强马国远许树学刘帅领高磊北京工业大学机械与能源工程学院

泄漏安全是R290空调推广使用所面临的最重要的问题,而换气通风是提高整体式空调器安全性的一种有效方式。利用CFD模拟和实验相结合的模式研究了制冷工况下整体式新风空调器发生泄漏后的浓度分布规律,并对泄漏安全性进行了评估。研究结... 详细信息

泄漏安全是R290空调推广使用所面临的最重要的问题,而换气通风是提高整体式空调器安全性的一种有效方式。利用CFD模拟和实验相结合的模式研究了制冷工况下整体式新风空调器发生泄漏后的浓度分布规律,并对泄漏安全性进行了评估。研究结果表明,由于送风气流的稀释,制冷工况下发生泄漏后室内制冷剂浓度最高处(即出风口处),未监测到高于爆炸下限(low flammability limit,LFL)的情况,但室内机壳体内部可能存在高于爆炸下限的情况。新风可以显著降低泄漏后制冷剂的浓度,对于250 g充灌量的空调最高降低速率可以达到15.6%LFL/h。因此,整体式空调器的研究重点应该放在机组内部点火源的防范上。本研究为可燃制冷剂作为工质的整体式新风机泄漏安全的研究和设计提供了参考。

关键词：可燃制冷剂整体式空调器新风空调泄漏安全 CFD模拟丙烷

基于小冲孔试验的工业纯钛塑性强化与损伤效应研究

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塑性工程学报 2024年第8期31卷 189-198页

作者：郭成代巧彭剑李一帆冯立斌江苏理工学院机械工程学院江苏常州213001 常州大学机械与轨道交通学院江苏常州213164

为了探究塑性变形对TA2的塑性强化与损伤效应,开展了不同塑性变形量下TA2的小冲孔试验。结果表明,在15%塑性变形量以内,小冲孔试验强度参量表明塑性变形对TA2起到了强化效应,屈服强度和抗拉强度均提高,强化率分别为12.8%和10.9%,屈强比... 详细信息

为了探究塑性变形对TA2的塑性强化与损伤效应,开展了不同塑性变形量下TA2的小冲孔试验。结果表明,在15%塑性变形量以内,小冲孔试验强度参量表明塑性变形对TA2起到了强化效应,屈服强度和抗拉强度均提高,强化率分别为12.8%和10.9%,屈强比基本保持不变;当塑性变形量达到15%,屈服强度增幅减小,而抗拉强度有所下降,致使屈强比不断增大直到趋近于1。因此在小的塑性变形范围内,有利于TA2的塑性应变强化,但当塑性变形量超过15%后,塑性变形产生的强化效应不再显著,而塑性损伤趋于明显,导致材料的韧性下降。最后,基于微观组织分析可以发现,在15%塑性变形量以内,强化的原因是孪晶组织作用;塑性变形量超过15%时,塑性损伤的原因一方面是在塑性强化过程中消耗了晶粒的部分可变形量,另一方面是在晶界处产生了大量滑移带的堆积,造成了材料韧性的下降。

关键词：小冲孔试验工业纯钛TA2 塑性强化塑性损伤

航空铝合金激光焊接关键工艺参数与应力场关系

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兵工学报 2024年第5期45卷 1692-1702页

作者：李光祖王江涛谢利卢雅林张永康胡可军 C.M.CASCIOLA 江苏理工学院材料工程学院江苏常州213001 广东工业大学机械工程学院广东广州511400 School of Aeronautics and Mechanical Engineering Sapienza University of RomeSapienzaItaly

激光焊接工艺参数不仅影响铝合金结构件的残余应力,而且影响其服役性能,探究参数与应力场的关系对提高焊接结构件的质量具有重要的意义。采用圆锥热源模型对厚度为5 mm的7075-T7351铝合金板材进行激光焊接数值模拟,分析焊接速度和激光... 详细信息

激光焊接工艺参数不仅影响铝合金结构件的残余应力,而且影响其服役性能,探究参数与应力场的关系对提高焊接结构件的质量具有重要的意义。采用圆锥热源模型对厚度为5 mm的7075-T7351铝合金板材进行激光焊接数值模拟,分析焊接速度和激光能量两个关键参数对焊接残余应力场的影响规律,并借助实验验证模拟结果的准确性,揭示7075铝合金激光焊接工艺参数与应力场的关系。研究结果表明:残余应力会随着焊接速度的增加而不断增大,但当焊速超过一定值后焊核区应力不再增加,最大应力逐渐向两侧扩展;激光能量越大,导致残余应力降低且最大残余应力分布区域逐渐扩大;获得7075铝合金激光焊的最佳工艺窗口,焊接速度5~7 mm/s,激光焊接能量70~100 J/mm。所得研究成果在7075铝合金激光焊接工艺优化的周期缩短和成本降低方面具有一定的价值和意义。

关键词：铝合金激光焊接应力场焊接速度焊接能量

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轴向移动内压力梁动力学的动网格法

兵器装备工程学报 2024年第3期45卷 50-56页

作者：郑伶俐华洪良吴小锋蔡宪逸廖振强常州机电职业技术学院机械工程学院江苏常州213164 常州工学院航空与机械工程学院江苏常州213032 南京理工大学机械工程学院南京210094 国创移动能源创新中心(江苏)有限公司江苏常州213161

面向轴向移动内压力梁结构动力学特性研究,采用Lagrangian方法建立了轴向移动内压力梁的运动控制方程,基于有限元动网格法对轴向移动梁运动控制方程进行离散。将内压力作为边界条件,采用Newmark-β时间积分方法计算轴向移动梁动力学响应... 详细信息

面向轴向移动内压力梁结构动力学特性研究,采用Lagrangian方法建立了轴向移动内压力梁的运动控制方程,基于有限元动网格法对轴向移动梁运动控制方程进行离散。将内压力作为边界条件,采用Newmark-β时间积分方法计算轴向移动梁动力学响应,并开展动力学特性研究。结果表明,建立的有限元动网格模型能够有效地实现轴向移动内压力梁动力学响应计算。轴向移动内压力梁在收缩运动过程中,自由端振动频率将逐渐增加。悬臂长度对梁自由端振动频率具有显著影响。同时,结构振动频率随内压力的增加而增加。本文中建立的有限元动网格模型能够为轴向移动内压力梁动力学研究提供新方法。

关键词：轴向移动梁动网格法内压力有限元法

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分岔结构处双乳液滴的动力学特性研究

力学学报 2024年第5期56卷 1214-1222页

作者：刘赵淼孙超逄燕王翔北京工业大学数学统计学与力学学院北京100124 北京工业大学机械与能源工程学院北京100124

复合液滴在化工、医药和生物检测等领域有着广泛的应用,尺寸以及壳层厚度是复合液滴应用过程中的关键特征参数,研究复合液滴的动力学特性对建立相应的操控方法具有重要意义,有助于进一步实现复合液滴的按需制备.采用微流控技术制备了Y形... 详细信息

复合液滴在化工、医药和生物检测等领域有着广泛的应用,尺寸以及壳层厚度是复合液滴应用过程中的关键特征参数,研究复合液滴的动力学特性对建立相应的操控方法具有重要意义,有助于进一步实现复合液滴的按需制备.采用微流控技术制备了Y形和T形两种分岔结构,研究了双重乳化液滴(双乳液滴)在分岔结构处的流动行为.根据内、外液滴的分裂次数,将流动模式划分为二次分裂、一次分裂和不分裂3种.分析了流动模式的转变规律以及液滴长度对流动模式转变的影响,通过内、外液滴延伸长度、颈部宽度和缝隙宽度等特征参数的演化过程,将液滴运动过程划分为3个阶段,不分裂模式下为挤压、过渡和恢复,一次分裂以及二次分裂模式下为挤压、过渡和断裂,并讨论了相应的动力学机制.发现液滴长度的增加能有效降低液滴与通道之间的间隙宽度,导致双乳液滴所受的挤压力与剪切力增加,有利于液滴的分裂.基于比较成熟的单乳液滴理论,分别建立了内、外液滴的临界分裂条件,T形分岔结构的分裂临界线高于Y形,并进一步构建了内、外液滴毛细数和初始长度决定的流动模式分布图,可以很好地划分不同模式的分布区域,对于调控双乳液滴特性参数具有重要参考价值.

关键词：双乳液滴动力学特性分裂模式临界条件通道结构

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以乙二醇水溶液为基液的纳米流体喷雾冷却传热特性研究

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过程工程学报 2024年第5期24卷 514-522页

作者：周年勇赵英杰刘阳邹有鑫唐光华鲍庆国吕文宇常州大学石油与天然气工程学院能源学院江苏常州213164 新乡航空工业(集团)有限公司河南新乡453049

近年来,由于功率密度的提高、紧凑的封装以及高性能的要求,高热通量器件的散热需求显著增加。针对上述问题,本工作拟采用以喷雾冷却的技术方法对以乙二醇-水为基液的Al_(2)O_(3)纳米流体展开传热研究,重点分析了在300, 500和700 W三种... 详细信息

近年来,由于功率密度的提高、紧凑的封装以及高性能的要求,高热通量器件的散热需求显著增加。针对上述问题,本工作拟采用以喷雾冷却的技术方法对以乙二醇-水为基液的Al_(2)O_(3)纳米流体展开传热研究,重点分析了在300, 500和700 W三种不同工况下,基液浓度、纳米颗粒浓度、所添加分散剂的浓度对工质喷雾冷却换热性能的影响。实验结果表明,由于比热容和导热系数的降低以及喷雾特性的恶化,乙二醇质量分数由30wt%增至80wt%,Al_(2)O_(3)纳米流体溶液表面传热系数不断下降,平均降低41.63%。Al_(2)O_(3)纳米流体表面传热系数随着纳米颗粒质量分数的增加呈现先减小后增加,再缓慢减小的趋势。Al_(2)O_(3)纳米颗粒质量分数由0增至2wt%,Al_(2)O_(3)纳米流体溶液表面传热系数整体平均下降6.94%,沉积和泡化效应是削弱换热的主要原因。此外,添加低质量分数的分散剂聚山梨醇酯-20 (Tween-20)可以改善泡化效应,使得喷雾冷却传热系数增高约1.52%,但仍低于纯基液(不添加纳米颗粒)的换热能力;添加较高质量分数的分散剂会导致其换热性能进一步削弱。

关键词：喷雾冷却乙二醇纳米颗粒分散剂传热

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单箱双室变截面波形钢腹板组合梁剪应力分析

铁道科学与工程学报 2024年第3期21卷 1090-1101页

作者：冀伟黄逸航罗奎马凯耀石旭辉余壮果兰州交通大学土木工程学院甘肃兰州730070 湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 同济大学机械与能源工程学院上海210804

为了研究单箱双室变截面波形钢腹板组合箱梁(CBBCSW)的剪应力分布规律,分析了单箱双室变截面CBBCSW的顶底板与波形钢腹板(CSW)的承剪问题。基于微元体平衡和切应力互等定理推导了变截面CSW的剪应力计算公式,并与等截面CSW剪应力计算公... 详细信息

为了研究单箱双室变截面波形钢腹板组合箱梁(CBBCSW)的剪应力分布规律,分析了单箱双室变截面CBBCSW的顶底板与波形钢腹板(CSW)的承剪问题。基于微元体平衡和切应力互等定理推导了变截面CSW的剪应力计算公式,并与等截面CSW剪应力计算公式进行了对比。对各项剪应力的性质展开了研究,针对变截面CBBCSW的顶底板和参与承剪机理进行了分析,提出了底板承剪比例计算公式。以室内模型试验梁和一座单箱双室变截面CBBCSW为例,采用ANSYS有限元软件分别建立了试验梁与实桥的有限元模型,研究了不同约束体系下,剪应力在CSW上的分布以及顶底板与CSW参与承剪的规律。对比不同荷载情况下,有限元计算结果与理论公式计算结果的差异,分析不同荷载工况对顶底板与CSW参与承剪的影响。此外,分析了横隔板对单箱多室CBBCSW剪力分配的影响。研究结果表明:所提公式的理论结果与试验实测结果和有限元结果吻合较好,且底板参与承剪的比例不可忽视;变截面引起的“附加剪应力”是影响剪力传递的直接原因,弯矩的大小会直接影响底板参与承剪的比例;对称荷载下中腹板与边腹板的剪力分布几乎相同,而横隔板会改变CSW上剪力分配,靠近横隔板处的部位剪应力分布更均匀。研究结果可以为实际工程中变截面CSW的剪应力和承剪比的分析提供参考依据。

关键词：组合箱梁波形钢腹板变截面剪应力承剪比有限元分析

全可再生能源多能互补系统优化配置与运行探索

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太阳能学报 2024年第5期45卷 351-359页

作者：黄文龙葛文超任洪波朱跃钊陈海军南京工业大学机械与动力工程学院南京211816 上海电力大学能源与机械工程学院上海200090

在机组100%为全可再生能源的多能互补系统的基础上,通过部分市网供电及“隔墙售电”消纳改进其容量配置和调度优化模型并通过LINGO求解,考察市网供电和“隔墙售电”对系统经济性和碳排放参数的影响。结果表明:随着隔墙售电的电价增长,... 详细信息

在机组100%为全可再生能源的多能互补系统的基础上,通过部分市网供电及“隔墙售电”消纳改进其容量配置和调度优化模型并通过LINGO求解,考察市网供电和“隔墙售电”对系统经济性和碳排放参数的影响。结果表明:随着隔墙售电的电价增长,系统的运行费用及蓄电池的容量随之下降,在售电电价增至0.33元/kWh后蓄电池单元容量趋于稳定;在售电电价达到0.37元/kWh后系统不再因电价的上升而引起系统运行策略的改变;园区多能互补系统相比不参与“隔墙售电”的传统系统,系统年总费用降低25.9%,年运行成本降低37.8%,碳排放强度由76.9 kgCO_(2)/(m^(2)·a)降至52.3 kgCO_(2)/(m^(2)·a)。

关键词：优化设计生物质能多能互补碳排放强度多能源耦合