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一种曲柄连杆式惯容器的力学性能与隔震性能研究

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工程力学 2024年第8期41卷 36-46页

作者：台玉吉黄智文严爱国华旭刚陈政清湖南大学风工程试验研究中心长沙410082 中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430063

基于惯容器(inerter)的耗能装置近年来受到结构减隔振(震)领域学者的极大关注。该文研究了一种新型惯容器——曲柄连杆式惯容器(CTI)。CTI由曲柄、连杆、齿轮箱和飞轮组成,具有表观质量可调和位移兼容性强等优点。提出了CTI装置与隔震... 详细信息

基于惯容器(inerter)的耗能装置近年来受到结构减隔振(震)领域学者的极大关注。该文研究了一种新型惯容器——曲柄连杆式惯容器(CTI)。CTI由曲柄、连杆、齿轮箱和飞轮组成,具有表观质量可调和位移兼容性强等优点。提出了CTI装置与隔震支座在桥梁抗震中的联合布置形式。推导得到了CTI的表观质量解析表达式,及其线性近似条件。对CTI样机开展了不同表观质量及不同工作姿态下的力学性能试验。以一座典型的三跨变截面连续梁桥为例,采用数值方法研究了CTI在桥梁抗震中的参数设计方法并验证了其可靠性。研究结果表明:CTI可简化为线性惯容器的条件为最大变形应小于曲柄长度的0.312倍,连杆长度应大于曲柄长度的1.803倍。力学性能试验得到的表观质量与理论结果基本一致,通过改变曲柄长度可实现表观质量的精确调节,在线性工作范围内连杆工作姿态对表观质量影响不大。将CTI与隔震支座组合使用可在保证不发生落梁的情况下适度放大主墩顶处隔震支座的变形,提高其耗能效果,从而降低桥梁下部结构的地震响应。

关键词：曲柄连杆惯容器优化设计力学性能试验桥梁抗震

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影响垂直U型地埋管换热量的多因素回归分析

工程热物理学报 2024年第2期45卷 351-358页

作者：陈尚沅李媛媛邸莎张建利刘锦红陈飞海军研究院北京100071 北京特种工程设计研究院北京100028

地埋管换热过程与换热器结构、地下热物性、运行参数等多因素相关,在设计研究的过程中往往难以整体考虑所有因素,在此采用多因素回归分析的方法预测地埋管换热器在一系列运行工况下的换热量。基于三维热渗耦合垂直U型地埋管数值模型,研... 详细信息

地埋管换热过程与换热器结构、地下热物性、运行参数等多因素相关,在设计研究的过程中往往难以整体考虑所有因素,在此采用多因素回归分析的方法预测地埋管换热器在一系列运行工况下的换热量。基于三维热渗耦合垂直U型地埋管数值模型,研究分析了导热系数、体积比热容、进水流量、进水温度、土壤孔隙率、地下水渗透速度和钻孔深度对地埋管换热的影响,进一步按正交试验设计计算得出64组工况下的地埋管延米换热量,以多种因素作为自变量输入,延米换热量作为因变量输出,得到了地埋管换热量的多元回归预测方程,通过地埋管换热量试验验证表明,多元回归预测方程具有较好的精度,对于指导地埋管换热器的理论研究及工程设计具有参考意义。

关键词：垂直U型地埋管数值模型多因素回归分析试验验证

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径-轴向磁轴承冷却设计及温度场分析

中国电机工程学报 2024年第12期44卷 4945-4955,I0029页

作者：刘斌余中军付佳舰船综合电力技术国防科技重点试验室(海军工程大学) 湖北省武汉市430033

由于磁轴承与转子无直接物理接触、支承特性可控,在小功率等级电机环境下其损耗较低,可采用自然冷却。而对于大功率等级电机,磁轴承损耗增大,必须考虑冷却设计以降低其温升。该文以某型兆瓦级高速永磁发电机磁轴承为研究对象,在考虑径-... 详细信息

由于磁轴承与转子无直接物理接触、支承特性可控,在小功率等级电机环境下其损耗较低,可采用自然冷却。而对于大功率等级电机,磁轴承损耗增大,必须考虑冷却设计以降低其温升。该文以某型兆瓦级高速永磁发电机磁轴承为研究对象,在考虑径-轴向磁轴承集成状态及发电机实际内部环境条件下,基于径-轴向磁轴承三维流场、温度场分析,首先研究了自然冷却条件下磁轴承温度场特征,结果表明磁轴承温度过高,径向磁轴承定转子会产生较大热变形,增大磁轴承安全运行风险。为了解决该问题,该文结合电机空冷结构和磁轴承结构特征,提出一种集成化主动冷却结构,并仿真分析了冷却效果,结果表明进行主动冷却后径-轴向磁轴承温度明显下降,径向磁轴承定转子气隙变化量大幅减小。最后,进行样机温升试验,试验结果与仿真结果一致。

关键词：磁轴承集成状态三维温度场分析冷却设计

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面内载荷下复合材料帽型加筋板结构稳定性分析

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海军工程大学学报 2024年第1期36卷 88-93页

作者：施连会刘亚杰胡明勇王智宇海军工程大学舰船综合试验训练基地武汉430033

为探究复合材料帽型加筋板结构稳定性问题,首先根据层合板理论和等效刚度法,通过分析边界条件得出复合材料帽型加筋板在面内压载作用下局部失稳的特征方程;然后,引入算例进行了数值计算,定量分析了结构参数变化对帽型加筋板临界载荷和... 详细信息

为探究复合材料帽型加筋板结构稳定性问题,首先根据层合板理论和等效刚度法,通过分析边界条件得出复合材料帽型加筋板在面内压载作用下局部失稳的特征方程;然后,引入算例进行了数值计算,定量分析了结构参数变化对帽型加筋板临界载荷和屈曲模态的影响规律;最后,结合算例进行了相应的试验分析,试验结果和计算结果吻合较好。分析表明:帽型加筋板在面内压载作用下优先发生局部失稳,通过合理设计帽型筋条可有效避免结构整体失效。该研究结果对工程结构设计应用具有一定的理论参考价值。

关键词：帽型加筋板结构稳定性临界载荷数值分析

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斜极化雷达辐射发射指标测量与计算方法研究

湖南大学学报（自然科学版） 2024年第6期51卷 204-210页

作者：李建轩金祖升张磊张晓张波陈锐海军研究院北京100161 海军工程大学电磁能技术全国重点实验室湖北武汉430033

本文提出了一种斜极化雷达辐射发射指标的测量与计算方法.采用接收天线正交的两次组合测量,可快速测量与计算得到任意未知角度斜极化雷达各频点的信号真实幅值,进而计算得到斜极化雷达的谐波和乱真抑制度.分别采用接收天线一组X轴对称... 详细信息

本文提出了一种斜极化雷达辐射发射指标的测量与计算方法.采用接收天线正交的两次组合测量,可快速测量与计算得到任意未知角度斜极化雷达各频点的信号真实幅值,进而计算得到斜极化雷达的谐波和乱真抑制度.分别采用接收天线一组X轴对称角度和0°三个极化方向的三次频域组合测量可快速测量与计算得到任意斜极化雷达每个频点的准确极化角度.提出的测量与计算方法可有效避免目前国军标中雷达辐射发射指标测量方法针对斜极化雷达时的不足,且测量效率高,误差小,试验结果证明了提出方法的正确性和准确性.

关键词：斜极化雷达辐射发射指标极化角度测量与计算

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基于L-SHADE算法的AUV载体磁干扰参数辨识的数值模拟

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兵工学报 2024年第8期45卷 2678-2687页

作者：周国华李林锋吴轲娜刘月林夏帅海军工程大学电气工程学院湖北武汉430033

采用自主水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)磁测平台可开展海洋地磁场测量、水下磁性目标探测和识别等工作,AUV磁测平台具有广阔的应用前景,但目前AUV载体磁干扰补偿技术研究尚不成熟,制约着水下航行器测磁精度。基于磁测... 详细信息

采用自主水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)磁测平台可开展海洋地磁场测量、水下磁性目标探测和识别等工作,AUV磁测平台具有广阔的应用前景,但目前AUV载体磁干扰补偿技术研究尚不成熟,制约着水下航行器测磁精度。基于磁测平台抗磁干扰基本原理,提出一种基于线性种群规模缩减和成功历史的参数自适应差分进化(Success History-based Adaptive Differential Evolution with Linear Population Size Reduction,L-SHADE)算法的AUV载体磁干扰参数辨识的数值模拟方法。用磁偶极子和旋转椭球壳混合模型来等效模拟AUV载体磁干扰,通过模拟航行获得多组磁测数据,据此建立磁干扰参数辨识模型,并采用L-SHADE算法求解。通过数值模拟实验定量分析研究磁测平台测磁精度随磁传感器、平台姿态及航向等误差的传播规律。研究结果表明:当磁传感器测量精度为10 nT、姿态测量精度为0.01°、航向测量精度为0.1°时,测磁误差可小于100 nT。设计的AUV磁测平台抗干扰试验表明,地磁场总量最大相对误差为1.07%。

关键词：自主水下航行器磁干扰补偿参数辨识磁等效数学模型 L-SHADE算法

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连续循环法辐照制备^(125)I回路系统调试

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核动力工程 2024年第3期45卷 213-218页

作者：李波李世斌张劲松罗宁薛夫胡映江曾俊杰陈云明中国核动力研究设计院成都610213 同位素及药物国家工程研究中心成都610213 四川省放射性同位素工程技术研究中心成都610213

采用连续循环法辐照生产医用同位素^(125)I,不仅能实现靶料循环辐照,同时产生的^(125)I被碘吸附装置所捕集提取。^(125)I制备工艺装置系统根据岷江泳池试验堆(MJTR)场地布局已完成现场安装,本研究对该系统的工艺设计构思、功能组成、研... 详细信息

采用连续循环法辐照生产医用同位素^(125)I,不仅能实现靶料循环辐照,同时产生的^(125)I被碘吸附装置所捕集提取。^(125)I制备工艺装置系统根据岷江泳池试验堆(MJTR)场地布局已完成现场安装,本研究对该系统的工艺设计构思、功能组成、研发进展等进行了详细的论述,同时采用对回路保压、循环辐照过程模拟等方法对整个系统装置的气密性、功能性以及稳定性等开展详细的调试验证。结果表明,整个系统装置具有较好的气密性,其设备的功能性以及稳定性均满足技术设计要求,该调试结果为后续热试验研究奠定了基础。

关键词：连续循环法堆照 ^(125)I 系统调试

基于球形氧化铝的模拟溶液堆低浓铀燃料溶液中Mo的提取研究

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核动力工程 2024年第1期45卷 98-105页

作者：王海军孙志中张劲松陈云明罗宁吴建荣耿自胜中国核动力研究设计院成都610213 四川省放射性同位素工程技术研究中心成都610213 同位素及药物国家工程研究中心成都610213

为改善医用同位素试验堆在^(99)Mo提取时,氧化铝填料柱易堵塞的情况,进一步提高在低浓铀条件下^(99)Mo的吸附效果,本文采用溶胶凝胶-油柱成型的方法开展氧化铝微球的合成研究,考察其对Mo的吸附行为以及动态吸附条件;并在模拟低浓铀溶液... 详细信息

为改善医用同位素试验堆在^(99)Mo提取时,氧化铝填料柱易堵塞的情况,进一步提高在低浓铀条件下^(99)Mo的吸附效果,本文采用溶胶凝胶-油柱成型的方法开展氧化铝微球的合成研究,考察其对Mo的吸附行为以及动态吸附条件;并在模拟低浓铀溶液堆燃料溶液中,进行球形氧化铝对Mo的提取研究。结果表明,制备的球形氧化铝具有更大粒径和比表面积,可有效缓解填料柱堵塞问题,并提高Mo的吸附容量。制备的球形氧化铝对Mo的吸附过程符合准二级动力学模型和Freundlich吸附等温线模型。在低浓铀燃料模拟溶液中,球形氧化铝对Mo的回收率为87.4%,杂质也符合药典要求。因此,制备的球形氧化铝有望应用于医用同位素试验堆^(99)Mo提取过程。

关键词：油柱成型法球形氧化铝 ^(99)Mo 低浓铀医用同位素试验堆

转子运动条件下光纤光栅的扫描光谱特性及测温误差研究

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振动与冲击 2024年第12期43卷 17-29页

作者：陈思彤黄俊斌刘文李哲宇顾宏灿姚高飞海军工程大学兵器工程学院武汉430033 海军工程大学电磁能技术全国重点实验室武汉430033

针对基于空间耦合传输方法的电机转子温度监测系统,采用光纤光栅的传输矩阵理论和自聚集透镜的耦合传输理论,建立了转子运动条件下光纤光栅(fiber Bragg grating,FBG)的扫描光谱模型,首先研究了扫描光谱的畸变规律及各算法的寻峰效果,... 详细信息

针对基于空间耦合传输方法的电机转子温度监测系统,采用光纤光栅的传输矩阵理论和自聚集透镜的耦合传输理论,建立了转子运动条件下光纤光栅(fiber Bragg grating,FBG)的扫描光谱模型,首先研究了扫描光谱的畸变规律及各算法的寻峰效果,结果表明:转子的涡动导致FBG扫描光谱的反射峰发生偏移,3 dB带宽减小,随着耦合损耗与原始反射峰之间的相位差发生变化,中心波长的最大扫描误差以类似正弦函数的规律发生变化,新反射峰位置由耦合损耗变化速率、FBG原始反射率及其变化速率之间的限定关系决定。协调解调仪扫描速率与转子涡动频率之间的数值关系是减轻光谱畸变的主要方法;此外,相比于半峰法和多种拟合型算法,质心法通过提取畸变光谱的重心也明显地减小了中心波长的扫描误差。然后,通过理论和试验研究了转子涡动频率与解调仪扫描频率对系统测温误差产生的影响,结果表明:随着耦合损耗周期与光谱扫描时间之比(q值)的增加,系统的最大测温误差先剧烈地减小、然后缓慢减小至稳定,令q>10是确保系统的测温误差及其波动较小的最低条件;对于转速小于200 000 r/min的转子(涡动频率小于1 667 Hz),当转子径向振动的幅值小于200μm、轴心轨迹的轴比小于3、轴心线偏转的角度小于0.1°时,采用扫描频率大于760 Hz的解调仪和质心寻峰法可以保证涡动引起的测温误差小于0.3℃,为转子测温系统的实际应用及测温误差的预估提供了依据。

关键词：光纤光栅(FBG)传感器转子温度监测系统转子运动畸变光谱寻峰误差