防止SS1型电力机车油温过高的研究

我国仍有８００多台ＳＳ１型电力机车，在夏季运用中出现主变压器散热器散热能力不足，温升超过规定和管根部渗漏等现象。本文提出应用板翘式散热器替代，通过设计计算证明是可行的，散热能力有较大提高，并可提高强度、刚度和缩小原体积等优点。     

电力机车牵引变流器水冷系统的热仿真分析

水冷系统是大功率交流传动电力机车牵引变流器安全可靠运行的基础。因其结构复杂,很难采用经验公式和理论计算进行准确的分析,而采用有限体积法对整个水冷系统进行仿真时需面临计算精度与计算机资源巨大的问题。通过运用FLUENT软件先对水冷系统管道内冷却介质的流动情况进行分析,再以计算得到的各水冷散热器入口平均流速为输入参数,然后对逆变模块和整流模块的水冷散热器温升情况进行研究,得到水冷系统的散热性能仿真结果。仿真方法的可行性和仿真结果的准确性得到了试验验证。研究结果可为牵引变流器水冷系统的热设计提供指导。     

地铁牵引变电站整流器的热设计

以某地铁牵引变电站整流器为例，对三种负载下运行的硅整流管和散热器的工况进行了计算分析；阐述了对自冷方式工作的整流器的进行热设计时，应重视辐射换热的作用；指出在自然冷却条件下，辐射换热和自然对流换热的数量是相同的，论证了散热器的容量对缓和硅整管结温升高的作用。     

3D复合相变散热器在轨道交通中的热管理应用研究

针对轨道交通领域日趋恶劣的热管理条件,文章对一种散热效率更高效的3D复合相变散热器进行了研究。应用数值仿真和试验测试的研究方法,将3D复合相变散热器与相同体积的双面热管散热器和水冷散热器进行对比,结果表明:与双面热管散热器相比,3D复合相变散热器在相同风速和功率工况下,热阻降低7.8%～10.5%,压降降低57.5%～63.6%,均温效果提升约52%;对于相同风机的冷却系统,单个IGBT最大许用功率可增大670 W,增幅约26.8%;额定工况的热性能与水冷散热接近。     

地铁车辆IGBT瞬态结温计算方法研究

基于IGBT模块封装的物理结构,分析了热量冲击导致芯片失效的主要原理.根据芯片热损耗的主要传递路径,建立了热量传递各环节的瞬态传热模型,并分别给出了瞬态温升计算方法.尤其对热量传递模型较复杂的走行风冷热管式散热器进行了详细分析和试验研究,并给出了获取散热器热阻抗模型实时参数的有效解决方法;最后,对芯片瞬态结温计算方法进行了总结,并开发了软件工具.文章介绍的计算方法和软件工具可推广应用,为IGBT模块瞬态结温计算提供重要参考.     

大功率模块用水冷散热器的数值模拟与试验研究

通过数值模拟与试验研究相结合的方法,对某电力机车牵引变流器大功率模块水冷散热器的性能进行了研究。结果表明,不同的IGBT元件模型对散热器的温升及热阻计算影响较大,发热模块模型计算出的散热器最大热阻值与试验值最为接近,相差约6%;散热器的热阻随冷却液流量的增加而减小,但与模块功率的变化无明显的关系;压降随冷却液流量的增加而增加。     

基于反变形原理的翅片散热器工艺改进

在翅片散热器的嵌片工序中,散热器由于基板受力会出现翘曲变形、翅片间距不均匀现象,影响后续的加工和产品的热性能.为解决此问题,探索出基于刀具改进和基板油压反变形相结合的工艺,进行了相应的试验验证.试验证明:工艺改进后,散热器的散热性提高约5％,散热器的可靠性更好且散热器基板材料的力学性能基本无变化,说明了工艺改进方法的有效可行,为类似产品的加工提供了重要参考依据.     

机车变流装置中电力电子器件散热器的热设计

电力电子器件是变流装置中的关键部件,发热量大,其热设计的好坏直接影响系统的可靠性.文章应用CFD方法对强迫风冷散热器、水冷板和热管散热器进行了研究,结果表明,通过CFD方法对设计进行验证及优化是可行的方案,避免了因实验验证而产生的较大人力和物力的支出,缩短了设计周期.     

铁道行业标准《内燃机车用铜散热器》介绍

介绍TB/T 1160《内燃机车用铜散热器》的修订情况。着重分析修订后标准与原标准在主要技术内容方面的变化，阐述散热器试验工况参数的变化及换算关系公式。在新标准中，增加了散热器可靠性要求及相应的试验项目要求，还增加了新型双流道散热器产品的技术内容。     

内燃动车组散热器芯修理方法的研究

散热器芯是内燃动车柴油机冷却水回路中的重要部件。文章从分析散热器冷却性能降低，导致维修次数增多的原因入手，针对查明的散热片气孔堵塞、冷却管堵塞等问题，采取有效对策，如使用高效洗涤剂，并研究出合理的清洗方法，解决了上述问题。每年节省了470万日元的维修支出。还在尝试采用新型四方块波纹翅片的散热器芯，开展现场试验，并研究建立检修生产线，以实现维修的高效化。     

基于车载数据的IGBT模块损耗及结温研究

基于CRH5型动车组牵引逆变器车载数据,利用概率论解决了原始数据的零漂问题,给出了适用于全工况范围的IGBT模块损耗计算方法,分析验证了文章提出的带水冷基板热网络模型在导热硅脂层耦合的合理性,采用有限元热仿真的方法验证了热网络模型的有效性,并给出一种适用于本领域工程实际应用的热阻计算方法。     

悬索桥主缆温度场计算

研究目的:精确地计算悬索桥主缆各种状态下的温度场,对于悬索桥的架设至关重要.为此,在一些基本假设的基础上,建立主缆的热分析模型和非稳态热传导微分方程,推导太阳热辐射和热对流边界条件,主缆计算模型的热物性参数则采用了模型试验得到的结果.为了得到特定环境条件下的数值解,建立主缆温度场的计算方法及主缆热平衡矩阵方程.研究结论:通过对某桥梁主缆温度场的有限元计算及与实桥主缆温度场实测结果的对比,证明了计算方法的精确和可靠,可用于悬索桥主缆设计、施工和运营阶段的温度场计算.     

大斜交角度铁路框架桥结构受力分析

基于平面杆系分析方法和空间有限元分析方法,以单孔框架桥为案例,采用梁单元和板单元分别建立正交、斜交15°、斜交25°、斜交35°、斜交45°、斜交60°的模型,分析计算结果,得出框架桥内力随斜交角度变化的规律,以及空间有限元分析和平面有限元分析下,斜交框架的内力结果的不同之处。并对关于进一步工作的方向进行了简要的讨论。     

高速轮轨列车制动盘热应力有限元研究

盘式摩擦制动器在高速轮轨列车上有着广泛的应用。但该制动器在制动过程中因制动盘温度的急剧上升,将使制动性能降低,甚至有可能导致制动盘失效,因此制动盘温度和应力分布对制动盘的寿命及制动性能有着重大影响。本文采用有限元方法对高速轮轨列车制动盘的瞬态温度场和热应力进行了分析研究。根据制动盘制动原理和传热原理,确定了温度场和热应力有限元分析中的载荷、边界条件、加载过程和模拟工况,通过对蠕铁、25Cr2Mo1V和35CrMo 3种制动盘材料在相同结构、相同制动过程条件下的热应力分析,对不同材料制动盘热应力的影响进行了考查和热特性的分析对比,为制动盘的设计和优化提供了依据。     

车体抗侧向载荷强度评估

为了评估车体抗侧向载荷的强度,采用全尺寸部分车体进行静态、动态压缩试验,同时还进行了与经验性试验同样载荷工况下的有限元分析.在载荷-时间特性和车体变形模式方面,有限元数值分析结果和经验性结论一致.得出了一种利用有限元分析评价车体抗侧向载荷撞击变形特性的方法.     

薄壁直线箱梁仿真分析的板段元方法

针对现有计算方法无法准确反应箱梁断面框架受力特征的缺陷,提出一种新的板段单元分析法。该方法基于Kirchhoff直线法假设,在已有箱梁腹板、翼板刚度方程基础上,准确考虑横隔板对结构整体受力的影响,相对粗略考虑横隔板自身的应力变化规律,提出新的横隔板元位移模式,从而建立完整的箱梁板元分析列式。算例分析表明:该方法可正确模拟箱梁纵向正应力受横隔板的影响规律,即较好地反映横隔板对箱梁翼、腹板的弹性支承效应;与通用有限元精细模型相比,在相同的计算精度要求下,板段元法所需的自由度少得多,极大地降低了仿真分析的计算量。板段元法适用于其他断面形状的箱梁结构或肋板式结构,也可用于斜交箱形直梁的分析,具有较好的适用性。     

热管--一种高效实用的散热方法

任何电子器件冷却的热电路都是由3个最基本的热阻组成的:结-壳热阻Rj-c;壳-散热器热阻Rc-s和散热器至周围介质的热阻Rs-a.为降低这些热阻的临界值,许多工程师费尽心血.文章讨论采用热管有助于降低热阻Rs-a至最小值.散热器至周围介质的热阻是由传导、对流/辐射和被加热的冷却介质形成的3个热阻组成的.典型的风冷散热器中,空气温升的热阻是通风量的直接函数,对流热阻是散热表面积的函数,传导热阻是散热器材料的热导率和几何尺寸的函数.热管能把传导损耗降至最小值,它允许加大散热表面,而且使给定风速下的流量最大,从而有效降低散热器的3个主热阻.文章讨论了能降低风冷散热器热阻的热管.     

高速受电弓滑板连接座有限元分析及结构优化

针对高速受电弓滑板连接座裂纹故障多发问题,利用有限元法对原结构进行了应力计算,通过对比故障实际发生位置和有限元计算结果,验证了计算方法的有效性。然后提出三种优化方案,根据有限元分析结果,提出了解决滑板连接座问题的优选方案。     

基于Ansys Workbench的正交异性钢桥面疲劳性能分析

正交异性钢桥面在公路、铁路桥梁中的应用非常广泛,其疲劳问题一直是正交异性钢桥面研究热点。研究正交异性钢桥面的疲劳问题通常采用试验法进行,一般是一桥一试验。因涉及试验规模、试验成本、试验周期以及试验结果说服力不足等问题,可通过疲劳有限元分析方法有效解决。本文采用大型有限元软件Ansys Workbench对某正交异性钢桥面疲劳试验实例进行钢桥面疲劳有限元分析,通过对比试验结果和有限元分析结果显示,有限元分析得出的疲劳寿命约为73.08万次,试验最先出现疲劳裂缝的试验循环数约为75万次,两者较为接近,说明采用Ansys Workbench分析正交异性钢桥面疲劳性能方法和取用参数合理。     

一种轨道车辆用带箍结构空气弹簧的非线性有限元分析

运用了ABAQUS有限元软件建立带箍结构空气弹簧的静态有限元模型。并利用有限元模型对影响此类结构空气弹簧垂向和横向性能的因素进行了分析。分析与试验结果对比来看,是基本一致的。试验结果表明,所运用的计算方法是行之有效的,可以应用于类似空气弹簧的性能分析,并将为新型空气弹簧的设计、研制开发提供了一定的理论计算依据。