板翅式换热器瞬态法数值模拟与实验研究

通过瞬态单吹实验和瞬态数值模拟方法对47PZ3002型板翅式换热器热力、阻力性能等进行了研究,探索了该瞬态技术在板翅式换热器性能研究中的可行性与准确性。应用瞬态单吹实验,得到了雷诺数为500~3 000工况下换热器进出口温度场随时间的变化值及流体流经换热器的压降。对换热器实验件建立瞬态换热物理模型,利用Visual Basic语言编写与瞬态技术配套使用的程序对实验结果进行处理,获得了流体在板翅式换热器内的对流换热系数、j因子等性能参数。通过CFD软件,模拟了与实验工况相同条件下该换热器的相应性能参数,模拟结果与实验结果j因子之间的平均偏差为4.4%,最大偏差为10.7%,f因子的平均偏差为5.37%,最大偏差为13.0%,实验验证了该瞬态技术在平直型板翅式换热器性能研究中的可靠性。该瞬态技术测量简单、效率高,在短时间内即可获得换热器的性能参数,可为板翅式换热器工程设计提供有价值的性能预测方案。     

基于电池输出特性的电动汽车动力性能评价方法研究

对电动汽车不同工况负载进行受力分析的基础上,以直流伺服电机作为电池驱动的主动牵引电机,以交流伺服电机作为提供不同工况负载阻力电机,构建基于控制核心可编程逻辑控制器(PLC)的模拟双电池混合动力牵引的电动汽车电池性能测试平台。通过模拟负载阻力和行驶工况,对匀速行驶状态下的电池动力输出性能进行实验研究,同时采用车辆仿真软件ADVISOR对相同行驶工况进行模拟分析。结果表明:锂电池在放电过程中存在最大有效输出的工作区,单位时间内的电压变化率可以作为预测和判断对应工况下电池持续有效输出和续航时间的依据。软件模拟分析结果和实验测试结果一致,证明了测试平台的可靠性。     

模块化软体机器人多模式运动分析

为了探讨模块化软体机器人驱动模式多样性对实现有效运动的影响,设计了一个6模块软体爬行机器人,并进行了多模式运动分析。使用差动运动模块设计了一个通过前进波在机体上的传递实现运动的机器人;分析了爬行过程中充放气模块的受力状态和充放气模块位置间隔之间的关系,得出了满足充气时模块获取的运动量、放气时模块向前传递运动量这一单向运动必要条件的位置间隔关系式,依据该模型得到了6模块机器人的10种可行运动模式;采用集中质量法对机器人建立拉格朗日动力学模型,通过ADAMS仿真验证了不同驱动模式的可驱动性;通过实验验证了机器人的可行运动模式并得出了不同模式下的运动速度。研究结果表明:使用充放气模块位置间隔关系公式来分析模块化爬行机器人运动模式可行且准确;多模块软体机器人具有丰富的运动模式,依据驱动模式的不同即可实现运动速度的变化;通过选用高效的运动模式A1D2,多模块机器人可实现最大运动速度13.2mm/s。     

紧凑型内嵌扭矩传感器机器人关节设计

内嵌扭矩传感器的紧凑型一体化关节可增加机器人的负载质量比,提高力控安全性,更适用于服务行业。通过对轻型协作机器人关节的研究,提出了机器人关节系统整体设计方案。基于关节设计参数,研究关节系统工况负载下的可靠性。对关节扭矩特性进行分析,设计了17型号关节扭矩传感器本体,并采用有限元仿真方法,验证了应变片安装位置的合理性。研制了放大与低通滤波电路系统,并对传感器进行实验分析标定,拟合扭矩电压特性曲线,得到线性度、灵敏度、迟滞和零漂参数。最后对研制的关节整机进行负载测试,并应用于五自由度碳纤维轻型机械臂系统。结果表明:紧凑型内嵌扭矩传感器机器人关节质量轻、负载能力高,扭矩传感器具有较高的精度和灵敏度。     

出口节流调速非对称气缸的爬行判别式

为了克服气缸低速运动时出现爬行现象对气缸运动平稳性的影响,建立了基于出口节流调速的非对称气缸系统的运动模型,并对模型进行了量纲一化处理,给出气缸发生爬行现象时的判别式,在不同的负载质量和运动速度下对气缸进行爬行实验,通过实验对提出的判别式进行了验证. 实验结果表明,使用该判别式能够直接根据工况参数正确预测气缸是否出现爬行现象.     

管壳式换热器进口管箱流场的数值模拟分析

管壳式换热器进口管箱中流体的流场分布对换热器的换热效率和管子与管板连接处的泄漏失效有着重要的影响。采用流体力学的方法,对不同流量下,不同管箱直径、长度、不同管程数时管箱内的流场和压力场的分布进行了数值模拟。模拟结果清晰地显示出管箱内流场和压力场的分布状况,可用于分析不同区域管子与管板的连接接头开裂、泄漏和换热器整体换热强度不高的原因,指出了改善管箱内流场分布的途径,对工程实际具有重要的理论和应用价值。     

基于热应力模拟的U形管换热器结构改进

文章使用Ansys软件对传统U形管换热器的管、板进行热应力的数值模拟,分析热应力的大小是否过大,在此基础上提出一种新型双管板U形管换热器结构,目的在于减小管、板结合处的热应力,同时改善传统U形管换热器的一些其他缺陷;并通过Ansys分别对传统、新型U形管换热器工况的模拟,验证了新型U形管换热器设计的可行性,为新型U形管换热器的设计研发提供了可靠的数值依据.     

室内环境参数对通道轮式换热器结霜特性影响

为分析严寒地区冬季通道轮式新风换气机室外排风侧结霜对其运行的影响,该文在能量守恒、含湿量守恒的基础上建立了通道轮式换热器排风侧结霜工况下的数学模型。利用该模型对通道轮式换热器在不同室内温、湿度条件下表面结霜厚度进行了模拟,分析了结霜厚度对换热器换热性能的影响。将模拟结果与实验数据进行了比较,进一步验证了所建模型的可靠性。该文首次提出了通道轮式新风换气机结霜的结霜模型并为控制除霜提供了依据。     

基于TRNSYS的地源热泵优化设计仿真模拟分析

利用TRNSYS瞬时仿真模拟软件建立地源热泵低温地板辐射供冷供热系统模型,对严寒地区办公建筑地源热泵低温地板辐射系统长期运行情况进行模拟,结合连续性实验,对软件模拟和实验得到的数据进行分析,并用实验得到的数据对数值模拟得到的结果进行验证.通过对不同机组选型、不同地埋管换热器钻孔个数、不同单位井深换热量工况下,系统长时间连续运行时机组平均COP以及土壤温度场进行模拟,发现机组容量越接近37.5 kW,COP越高,钻孔15～20个、单位井深换热量18～24 W时可以达到最佳运行效率.     

强制对流翅片管式换热器结霜性能的研究

建立了恒流条件下的强制对流翅片管式换热器的结霜模型，并用实验结果验证了模型的可靠性．将结霜模型和风机性能曲线联合起来考虑，在更加切合实际的情况下，模拟了换热器在结霜工况下的热力性能．研究发现，换热器结霜引起了翅片效率、空气流通率及翅片性能的显著降低，同时还伴随着空气侧压力降上升．讨论了改变风机类型、翅片间距以及翅片厚度在内的几种设计参数对结霜性能的影响．     

远端联动叶片自锁髓内钉治疗股骨骨折的生物力研究

目的:我们新设计了一种可以远端自锁的髓内钉,对股骨干骨折行远端联动叶片髓内钉固定和交锁钉固定后,对其生物力学进行测试,了解髓内钉治疗股骨骨折的生物力学性能。方法: 选6个青壮年男性尸体取双侧完整股骨,中间做成横断骨折,然后用远端联动叶片自锁髓内钉和国产传统交锁髓内钉固定。对股骨-髓内钉复合体进行力学测试,实验结果用SPSS17.0统计软件进行分析。结果:在三点弯曲及扭转实验方面,远端联动叶片自锁髓内钉较国产交锁髓内钉无明显差异,抗轴向载荷时较国产交锁髓内钉差,但满足在肢体非负重状况下生物固定。结论:股骨型远端联动叶片髓内钉力学稳定性好,在治疗股骨简单骨折有一定优势。     

远端联动叶片自锁髓内钉治疗股骨骨折的生物力学研究

设计了一种可以远端自锁的髓内钉。对股骨干骨折行远端联动叶片髓内钉固定和交锁钉固定后,对其生物力学进行测试。了解髓内钉治疗股骨骨折的生物力学性能。选6个青壮年男性尸体取双侧完整股骨,中间做成横断骨折,然后用远端联动叶片自锁髓内钉和国产传统交锁髓内钉固定。对股骨-髓内钉复合体进行力学测试。实验结果用SPSS17.0统计软件进行分析。在三点弯曲及扭转实验方面,远端联动叶片自锁髓内钉较国产交锁髓内钉无明显差异。抗轴向载荷时较国产交锁髓内钉差,但满足在肢体非负重状况下生物固定。说明股骨型远端联动叶片髓内钉力学稳定性好,在治疗股骨简单骨折有一定优势。     

火灾下门式钢刚架倒塌模式及影响因素

采用火灾下门式钢刚架结构足尺倒塌试验验证有限元模型(FEM),然后对门式钢刚架结构进行二维及三维模拟,并研究构件升温工况、柱脚刚性、跨高比、防火保护、截面温度梯度、荷载比、风荷载及次要构件等因素对火灾下门式钢刚架结构倒塌模式的影响,归纳出四种典型倒塌模式。结果表明:有限元模型能准确预测火灾下门式钢刚架结构的倒塌行为;构件升温工况、柱脚刚性、荷载比及次要构件对倒塌模式影响较大,而风荷载、防火保护、截面温度梯度及跨高比对倒塌模式影响较小。最后,归纳了不均匀火灾下门式钢刚架结构的倒塌规律。     

不锈钢工字形截面构件轴心受压整体稳定计算方法

为了研究不锈钢工字形轴心受压构件的整体稳定承载力,采用ANSYS软件建模对不锈钢轴压构件进行非线性有限元模拟,将模拟结果与试验结果进行对比,验证了所建立的有限元模型的准确性.采用经试验验证的有限元模型对不同几何初始缺陷、截面残余应力、材料力学性能、截面宽厚比以及长细比的不锈钢工字形构件整体稳定承载力进行了参数分析,通过对比可确定材料力学性能、构件长细比为主要影响承载力的因素.在参数分析的基础上通过稳定承载力的数据拟合提出了整体稳定系数的三段式计算方法,并将该计算方法与试验数据进行对比,表明此计算方法可以较为准确地计算不锈钢工字形轴心受压构件整体稳定承载力.     

输出偏心载荷的滑动螺旋传动计算方法研究

在热发射领域需要锁弹机构锁紧和推动导弹,通常采用自锁型滑动螺旋传动。在以往的研究设计中,螺旋传动的输出载荷一般通过螺旋传动中心,缺少输出偏心载荷时滑动螺旋传动的计算方法。通过建立某锁弹机构的受力模型,利用理论力学分析方法得出了输出偏心载荷时螺旋传动输出作用力与驱动力矩之间的计算公式,并通过有限元仿真计算和原理样机试验验证了该计算方法的正确性。研究成果表明,对于输出偏心载荷的滑动螺旋传动,必须考虑载荷偏心所带来的附加力及其摩擦影响,可以利用理论力学和有限元仿真的计算方法,为机构设计时判断驱动力矩与输出载荷提供支持,对相关专业产品具有借鉴意义。     

周转轮系的内力与自锁

采用离散化方法 ,将轮系分解成几个简单的K -H型轮系单元 ,然后对这些轮系单元进行运动分析、受力分析和功率流分析 ,由此揭示出轮系的内力、封闭循环功率与自锁的关系 ,从而导出 2K -H轮系及 3K轮系的自锁区间     

基于上限定理的城市建筑基坑开挖条件分析

在模型化临近建筑荷载为条形附加应力的基础上,借助极限分析上限定理,从能量角度定义了开挖基坑边坡的稳定性,阐明其失稳破坏机理.继而借助算例,分析了不同临近荷载条件下开挖基坑的稳定性特征和条件,给出了超前支护桩基坑开挖的优化设计.结果表明:基坑边坡稳定性取决于自身重力、临近建筑荷载和超前支护桩抗力等外力功率与坡体内能耗散功率的相对关系;支护桩设计抗力越大、邻近建筑荷载越小且离开挖点越远、开挖土体力学性质越好,则基坑越稳定,对应其潜在滑面位置也不断向基坑边坡内侧移动.     

云计算下均衡负载的差异性资源调度算法优化研究

随着云计算的逐渐发展,云计算下容易出现虚拟机负载不均衡和差异性资源调度时间长的问题,当前调度算法大多无法有效解决均衡负载问题,影响调度性能。为此,提出一种新的云计算下均衡负载的差异性资源调度算法,对云计算下资源调度问题进行描述,针对云计算下虚拟机差异性资源负载问题设定参数。设计蚁群优化算法,蚂蚁爬行的每一步代表指派的一个差异性资源任务,引入挥发因子对信息素更新规则进行改进,获取全局信息素。利用蚁群优化算法对云计算下负载的差异性资源进行均衡调度,给出详细实现过程。实验结果表明,所提算法有较好的收敛性,均衡负载效果好,且时间复杂度低。     

采动区框架结构主动抗变形支座及其力学性能研究

研究了一种主动抗变形支座装置,是对采动区建筑物进行主动保护的措施。该支座装置安装在框架柱脚和基础之间,能够自动响应地表不均匀沉降。通过装置自动伸长来调节框架结构柱间沉降差,使框架结构均匀沉降,可以从根本上消除地表不均匀沉降对上部结构的破坏作用。针对抗变形支座装置的作用机理,对支座装置自动伸长的敏感性和装置伸长之后的自锁性能等力学性能进行了试验研究。结果表明:支座装置受0.02kN拉力作用时就可以自动伸长,抗变形支座装置受拉敏感性良好,能够自动响应地表变形;试验采用的缩比支座装置自锁后的承载力能够达到80kN,自锁性能良好,完全符合设计要求。     

推靠式旋转导向系统推靠机构设计及实验验证

为了研制推靠式旋转导向系统,设计了一种推靠机构。推靠机构带有独立的液压控制系统,通过控制电机和柱塞泵的旋转以及电磁阀的开关实现翼肋的伸出、收缩及自锁。详述了推靠机构的结构以及液压控制系统原理,介绍了翼肋伸缩的控制过程,推导了翼肋行程及推靠力的计算方法。并根据推靠机构的设计,研制了实验装置,对推靠机构、液压控制原理、翼肋伸缩和翼肋伸出后的自锁功能、翼肋的行程和推靠力等进行了验证。实验表明翼肋的最大行程约为26 mm,最大推靠力约为3. 5 t,翼肋伸出后可以自锁。