断路器弹簧操动机构的等减速阶梯型缓冲器设计

针对断路器弹簧操动机构中被缓冲对象复杂、难以最小化系统机械冲击的问题,提出一种规划动触头运动求解缓冲器结构参数的方法,对侧切式阶梯型缓冲器的活塞进行设计。以某CT-IV型弹簧操动机构为例,建立缓冲器作用时操动机构的等效动力学模型,设计动触头的等减速运动规律,结合运动学分析,计算缓冲器应当提供的理想缓冲力。为保证实际缓冲力与理想缓冲力接近,根据缓冲器的缓冲动态特性,将缓冲器活塞铣面长度的设计问题转换为最大铣面间距及最小铣面长度的取值问题,根据中间位移的缓冲力与理想缓冲力相等求解每级铣面的间距。采用ADAMS与MATLAB联合仿真搭建的弹簧操动机构虚拟样机模型对设计结果进行验证,结果表明:与在运缓冲器相比,设计缓冲器断路器分闸特性曲线中的缓冲时间增加了0.005 s,缓冲末速度减小了63%,分闸特性曲线更加平缓,且未出现动触头在开断区间内停止的现象,符合实际要求。     

弹簧操动机构缓冲器仿真模型及缓冲性能改进

根据高压电器中弹簧操动机构缓冲器的工作原理,建立了缓冲器仿真模型,介绍了缓冲器仿真的方法和步骤。针对产品生产试验中出现的缓冲问题,提出了缓冲器缸体阻尼孔结构的修改方案,对比分析了缸体修改前后的特性曲线,并对新缸体进行了试验跟踪。结果显示,通过修改缓冲器缸体阻尼孔结构,提高了缓冲器的缓冲性能。     

考虑间隙的弹塑性断路器弹簧操动机构动力学特性研究

基于碰撞理论及Johnson-Cook模型,建立了含间隙某型高压断路器弹簧操动机构有限元弹塑性动力学模型,研究了机械系统中分、合闸过程大功率脉冲诱发的复杂宽带非线性动力学特性,探讨了销轴及轴套挤压变形及失效破坏的产生机理,同时采用动力显示积分法、通过试验测试及能量平衡理论验证了模型的准确性。研究表明:间隙会导致销轴和轴套发生接触碰撞,弹塑性会导致碰撞过程中弹簧操动机构的构件发生挤压变形,运动副间隙和构件弹塑性共同分配操动机构输入能量,需综合考虑才能得到较真实的机构动力学响应;适当增加间隙会将弹簧操动机构瞬间的部分驱动能量转换成铰接处接触碰撞的能量,由此降低了构件的弹性变形,缓冲了机构冲击振动。该结果可为机械操动机构研究提供参考。     

考虑运动副间隙的弹簧操动机构混沌特性研究

研究运动副间隙对弹簧操动机构非线性特性的影响,采用连续接触模型和拉格朗日方程建立了含多间隙的高压断路器弹簧操动机构非线性动力学方程.通过4阶龙格-库塔法对该动力学方程进行数值求解,数值计算结果与操动试验符合良好.最后通过庞加莱(Poincaré)映射研究该弹簧操动机构在不同间隙值及运动副数目下的运动混沌现象.结果表明:运动副间隙值小于0.15mm,操动机构周期运动,且间隙副数的增加不会改变机构运动的周期性;随着间隙值和间隙副数量的进一步增加,系统的非线性特征增强,运动易进入拟周期和混沌状态.     

考虑弹簧应力松弛的高压断路器运动特性

针对操动机构分合闸弹簧应力松弛严重影响高压断路器的可靠运行问题,以ZN12型高压断路器为研究对象,研究分合闸弹簧应力松弛对高压断路器分合闸运动特性的影响。采用动力学仿真软件ADAMS建立该断路器的分合闸仿真模型,并通过试验结果验证仿真模型的准确性。开展断路器弹簧应力松弛试验,确定弹簧蠕变本构模型中的参数。将数值求解得到的服役后期弹簧应力松弛结果代入仿真模型,研究分合闸弹簧长期应力松弛后对断路器操动机构动触头时间-位移参数的影响。研究结果表明:应力松弛对分合闸运动行程影响较小,但会显著延迟分合闸运动时间,尤其是对分闸过程影响更大。研究方法和结论可为高压断路器弹簧操动机构的设计和高压断路器检修规程的制定提供理论参考。     

水下爆炸冲击载荷下液气缓冲器抗冲特性分析

概述了新型液气缓冲器的基本结构和运动过程. 基于动力学基本理论,建立了该缓冲器冲击输入与经缓冲后的冲击输出两者之间的数学模型. 通过Matlab数值仿真计算,研究了气室高度、油腔截面面积、伸进阻尼孔面积、伸张阻尼孔面积等参数对该型缓冲器抗冲击性能的影响,得出了各参数对抗冲击特性的影响规律.     

高压真空断路器弹簧操动机构的设计

针对 1 1 0 k V高压真空断路器弹簧操动机构总体方案设计的问题 ,阐述了分、合闸弹簧参数的确定方法 .通过理论分析和比较 ,探讨了分闸弹簧及其放置位置和合闸弹簧参数对操动机构总体方案的影响 .结果表明 :在满足机构所要求的分闸特性的前提下 ,分闸弹簧宜放置在操动机构运动链的中间行程较大之处 ,放置方位应使弹簧力的作用方向与力作用点的速度方向在分闸的整个过程中都趋于一致 .合闸弹簧则要按输出力特性曲线来设计其参数 ,且相应确定操动机构的数目 .对 1 1 0 k V真空断路器 ,采用三相双断口的操动机构设计较为适宜     

液压操动机构高压断路器分闸振动特性仿真与实验研究

建立仿真模型,对断路器分闸过程中的振动特性进行仿真分析,研究断路器不同位置的振动情况.进行现场实验,对363 k V液压机构断路器的振动特性进行实地测量,并与仿真结果进行比较,保证仿真结果的准确性.改变缓冲器参数,仿真分析缓冲力对断路器分闸过程中振动特性的影响,并以此为基础,对采用不同尺寸分闸缓冲环的样机进行现场振动特性测试,实验验证通过增大缓冲力实现减振的可行性和有效性.     

液压缓冲器阻尼与冲击特性仿真分析

针对军用车辆悬挂系统所受大负载强冲击的使用工况,提出了液压缓冲器阻尼与冲击特性仿真分析的一种研究方法,给出了缓冲器的结构简图,并根据其结构特点,开展了缓冲熄振性能的计算,推导了球面偏心环形缝隙节流的解析式,并充分考虑了压差随缝隙宽度、油液动力黏度以及缝隙偏心率的变化规律;建立了缓冲器动态冲击数学模型,用于模拟压缩与复原全行程的工作过程,提出运用龙格库塔数值算法对瞬态冲击工况下的缓冲力值进行编程计算,并开展关重影响要素的对比研究,所得结论能够为液压缓冲器的参数化设计提供参考。     

真空断路器弹簧操动机构中凸轮机构的优化设计

改善真空断路器操动机构的传动运动特性 ,减小真空断路器的操作输出功 ,对提高真空断路器的操作使用性能及寿命都具有直接的影响 利用凸轮机构的多项式运动规律的特点 ,以凸轮多项式运动规律的多项式系数为优化变量 ,以断路器操动机构最小的输出功为目标函数 ,考虑操动机构合分闸时凸轮机构传动压力角的情况 ,建立了弹簧操动机构中凸轮机构的优化数学模型 ,并利用MATLAB语言的优化工具箱方便地实现了优化过程 ,得到了较理想的优化设计结果     

自动加工中控制铣削速度的智能化仿真

提出了利用虚拟样机技术控制铣削速度的方法,针对某自动铣削设备对铣削速度的要求进行了仿真设计,得到了理想的缓冲参数曲线,从而制作合适的缓冲器,达到了精确控制铣削速度的目的,并在实践中验证了该方法的可行性.     

SiCp/6066Al复合材料的制备工艺研究

重点探讨了一种制备SiCp／6066Al复合材料的新工艺，即高能球磨法与粉末冶金技术相结合，采用低温长时分段式烧结和低温快速热挤压工艺成功制备了高性能的10%SiCp／6066Al复合材料．研究了材料的微观组织结构和力学性能．材料的平均屈服强度、抗拉强度、延伸率与工艺相同但采用高温短时烧结相比，分别提高了82％，65％和300％．采用高能球磨法混料和低温快速热挤压工艺相结合，是实现增强体颗粒均匀分布的最有效方法。     

疲劳压缩对瓦楞纸板性能的影响

对瓦楞纸板进行疲劳压缩试验,测定分析压缩次数、频率、压缩量对瓦楞纸板塑性变形、承载能力、缓冲性能的影响,并与未压缩材料进行比较.结果表明,不同的疲劳压缩条件不同程度上降低了瓦楞纸板的动力学性能,缓冲包装设计时,应考虑疲劳效应对瓦楞纸板衬垫缓冲性能的影响,以确保实现预期缓冲包装的要求.     

基于3次Bezier曲线的缓冲包装CAD框架构建

针对缓冲材料静态压缩试验得到的应力—应变曲线多为非线性、分段拟合时不易收敛的特点,提出了利用3次Bezier曲线分段拟合应力—应变曲线的方法,由此可以推导出缓冲系数,进而得到缓冲系数—最大应力参数方程;基于3次Bezier曲线,提出了从缓冲材料试验开始至缓冲包装设计结束的设计流程,并探讨了开发基于3次Bezier曲线的计算机辅助缓冲包装设计软件框架;软件能够实现根据"新材料"静态压缩应力—应变试验曲线得到缓冲系数—最大应力参数方程;并将处理数据添加到"已有材料",利用"已有材料"进行缓冲包装设计时,只需输入等效跌落高度H、产品脆值G、产品重量W(或产品表面积S)即可得到缓冲衬垫的面积A和厚度T,大大提高了缓冲包装设计的效率。     

TC4钛合金铣削性能分析及多目标参数优化

如何更好对钛合金材料进行切削加工,以及在保证高切削加工效率,高精度与低切削力的基础上,如何对加工参数进行合理选取一直是钛合金切削加工领域中的一大研究热点。为了探究TC4钛合金的铣削性能与铣削参数优化问题,设计了正交铣削试验方案,分析了铣削参数即背吃刀量,侧吃刀量,主轴转速,进给速度对其铣削力与铣削后表面粗糙度的影响规律。将铣削力,表面粗糙度与材料去除率作为优化目标,建立了多目标优化模型,在Pareto算法的基础上,采用了一种简捷的方法对模型进行求解,并通过试验验证了该方法的可行性。结果显示,对铣削力的影响程度中,背吃刀量影响最大,随后是侧吃刀量与主轴转速,进给速度影响程度最小;对表面粗糙度的影响程度中,进给速度影响最大,其次是侧吃刀量与背吃刀量,主轴转速影响程度最小;Pareto算法所得的参数组通过试验验证,与正交试验组相比,各项指标数值均在较优位置。     

Inconel 718镍基高温合金铣削过程的数值模拟

在镍基高温合金Inconel 718的铣削过程中,切削参数对铣削过程中切削力、切削温度和切屑形态等影响显著.为了提高工件加工表面质量和加工效率,通过有限元分析软件ABAQUS建立镍基高温合金Inconel 718三维铣削模型,进行Inconel 718镍基高温合金连续铣削仿真分析,重点研究了不同切削条件下切削温度、切削...     

基于点云的超精密铣削加工三维表面形貌仿真

基于刀刃扫掠点点云方式,提出一种超精密加工三维表面形貌模型.通过对加工部分刀刃在加工过程中的运动学描述,将三维表面形貌用离散点云数据表达.根据加工曲面信息和采样点数目对仿真区域进行划分并建立随动包容盒,对包容盒内数据进行数值分析和空间变换计算以获得工件三维表面形貌.算法仿真与表面轮廓仪测量结果表明：该仿真算法能够表征超精密铣削加工下工件表面双向残留高度特征,并体现出刀具切入相位角对表面形貌的影响,为三维表面形貌超精密加工提供了一种新的思路.     

HPDM直接制造金属零件的表面光整技术

将低成本等离子弧作热源增材堆积,辅以数控铣削减材,开发等离子熔积与铣削复合制造工艺(hybrid plasma deposition and milling,HPDM)直接制造金属零件.对HPDM工艺中表面粗糙度影响较大的齿进给量和切削速度两个重要因素进行了研究.结果表明:为提高表面精度,可以适当减小齿进给量,同时配以较高的切削速度.在研究分析铣削工艺参数对表面粗糙度的影响之后,获得合理的工艺条件,运用该条件试制出了传统加工难以制造的带阴影干涉的扭转体金属零件叶片,证明了利用HPDM工艺可以改善原型内外表面质量.     

Effect of milling process on the core-shell structures and dielectric properties of fine-grained BaTiO3-based X7R ceramic materials

Fine-grained BaTiO₃-based X7R ceramic materials were prepared and the effects of milling process on the core-shell structures and dielectric properties were investigated using scanning electron microscope, transmission electron microscope, and energy dispersive spectroscopy (EDS). As the milling time extends, the dielectric constant of the ceramics increases, whereas the temperature coefficient of capacitance at 125℃ drops quickly. The changes in dielectric properties are considered relevant to the microstructure evolution caused by the milling process. Defects on the surface of BaTiO₃ particles increase because of the effects of milling process, which will make it easier for additives to diffuse into the interior grains. As the milling time increases, the shell region gets thicker and the core region gets smaller; however, EDS results show that the chemical inhomogeneity between grain core and grain shell becomes weaker.     

薄壁构件铣削加工可靠性灵敏度分析

利用单频率法建立薄壁构件铣削稳定性及表面位置误差模型,采用Kriging方法对薄壁构件铣削稳定性及表面位置误差进行了可靠性灵敏度分析,评价铣削参数对薄壁构件铣削稳定性及表面位置误差的影响程度.研究结果表明:随薄壁构件铣削系统的阻尼比及y向刚度的增加,系统的可靠度增加;随切向力系数、固有频率、径向侵入比及轴向切深的增加,系统可靠度降低;径向力系数和每齿进给量对系统的影响较小.研究结果能为薄壁构件高速铣削加工提供合理的理论依据.