基于Workbench的防辐射挖掘机驾驶舱支座的有限元分析

增加了屏蔽层的防辐射驾驶舱较之原来驾驶舱增重了5.5 t,有必要对其支座的强度进行分析与校核.本文应用ANSYS Workbench对防辐射挖掘机驾驶舱支座进行有限元分析,得到其应变和应力分布情况;采取支撑板和回转平台底板加厚等措施对驾驶舱支座进行结构优化.最后对挖掘机回转平台进行模态分析,得出回转平台前十阶的固有频率和振型.模态分析为支撑座的强度设计,减少驾驶舱的振动提供了理论依据.     

铁路货车支撑座锻造成形过程仿真与实验

分析了支撑座的锻造成形性,提出了一模两件、左右支撑座合二为一的锻造新工艺、新方法,采用塑性成形有限元(FEM)软件DEFORM-3D,基于三维刚粘塑性有限元理论对支撑座的锻造成形过程进行了模拟分析及优化,并利用优化后的工艺方案进行了生产试制.产品检验及应用实践表明:支撑座锻造新工艺可行、锻钢支撑座产品性能稳定可靠.工厂已实现了锻钢支撑座系列产品的批量生产.     

原子自旋磁强计磁屏蔽筒参数优化设计

为解决磁屏蔽筒制约原子自旋磁强计灵敏度的问题,通过改进多层磁屏蔽筒轴向系数公式获得磁屏蔽筒参数优化模型,并在仅改变一项参数而其他参数固定的条件下,依据优化模型,利用Matlab软件对各参数对轴向屏蔽系数的影响程度进行仿真.结果表明:随着最内层筒半径、筒长及径向层间距的增大,轴向屏蔽系数迅速减小;轴向间隙越大,则屏蔽系数越大.根据仿真结果及实际应用需要优化设计磁屏蔽筒参数,并利用Ansoft软件对优化筒和非优化筒的屏蔽效果进行仿真.结果表明,在外界磁场相同的情况下,未优化和经优化设计的磁屏蔽筒屏蔽能效分别约为152.1和158.6 d B.因此,通过参数优化模型可获得体积小、质量轻、成本低、屏蔽性能大的磁屏蔽筒.     

基于电磁参数的多层电磁波屏蔽涂料研究

在分析改性碳纤维和镍粉的复介电常数和复磁导率的基础上,进行复合电磁屏蔽涂层结构的设计,以实现频率小于1.5GHz的电磁波屏蔽效能的提高.制备了改性碳纤维/丙烯酸酯类树脂和镍粉/丙烯酸酯类树脂的电磁屏蔽涂料.实验表明:对填料基本电磁参数的分析能优化多层屏蔽涂层的设计,依据电磁参数来调整各层屏蔽涂料所用填料,可实现逐层阻抗匹配和提高屏蔽效能.在频率小于1.5GHz的低频区域,多层屏蔽涂层的最大电磁屏蔽效能可达30.5dB,相对单层屏蔽涂层,提高了5.31dB.       

基于MCNP安全作业舱辐射屏蔽特性研究

采用蒙特卡罗软件MCNP5程序建立挖掘机安全作业舱及内部驾驶人员实验模型,研究在辐射源(钴-60)类型不同和源距不同的情况下,不同材料及不同结构的安全作业舱屏蔽γ射线的能力.分析讨论人体各部位剂量率值以评价安全作业舱的屏蔽效果,并依据电离辐射防护与辐射源安全基本标准(GB18871—2002)规定的工作人员的照射水平应低于0.01 m Sv/h的剂量限值,确定安全作业舱结构的设计方案.此次研究为挖掘机驾驶舱屏蔽设计提供必要的研究数据和设计依据,使驾驶舱在野外高放射环境下能够有效地屏蔽γ射线,保护驾驶人员的辐射屏蔽安全.     

支撑座铸改锻工艺仿真与实验分析

采用ANSYS软件对由铸件毛坯所生产的支撑座零件进行了受力分析,借助分析结果并应用失效原理,提出了采用锻造工艺生产支撑座的方法,得到了安全系数更高的支撑座锻件结构.同时,提出了将左、右支撑座合二为一的一模两件的模锻工艺,并采用DEFORM-3D软件对其成形过程进行模拟仿真,预测了工艺的可行性,通过生产试制表明,该项工艺可行,且产品性能稳定可靠.     

面向夜间任务的货轮驾驶舱光环境评估

在夜间行驶中，驾驶舱内光源都来自于电子屏幕，其亮度对驾驶员视觉工效产生直接影响.基于夜间行驶中货轮驾驶舱照明环境特点，通过暗环境实验分析不同屏幕亮度下被试人员的表现，从任务效能的角度，基于认知效率、暗适应能力、舒适度三个维度对货轮驾驶舱光环境进行评估.拟合实验数据，构建面向夜间任务的货轮驾驶舱光环境评估模型，得出屏幕亮度值控制在20 cd/m²时任务表现较好.对货轮夜间行驶中，驾驶舱的光环境优化起到指导作用.     

多层屏蔽体在γ辐射下的多目标优化

在γ射线下对多层屏蔽体的性能进行函数建模,并采用遗传算法多目标优化思想对多层屏蔽材料就屏蔽性能、质量以及造价三个方面进行多目标优化,通过帕累托迭代和评价函数的甄别得到最优解。与此同时,将应用蒙特卡罗软件MCNP模拟计算γ辐射环境下的多种排列方式,通过对比多种方案的数据来确定多层屏蔽体多目标优化的最佳方案。通过与数据库的数据对照,以及多种方案结果的对比,证明了该种方法的可行性和正确性。     

高温气冷堆生物屏蔽层温度场分析

高温气冷堆是具有固有安全性的新型反应堆,它的生物屏蔽层是包容体的一部分,由钢筋混凝土材料构成。由于混凝土材料承受的最高温度有一定限值,因此需要对屏蔽层混凝土进行冷却。本研究采用Abaqus6.7商业有限元软件,对屏蔽层在额定工况、设备冷却水系统停止供水事故工况下的温度场进行了计算。结果表明,在额定工况下,屏蔽层的最高温度低于规定的限值;在设备冷却水系统停止供水事故工况下,7d内屏蔽层的最高温度还低于100℃,即屏蔽冷却系统能够保证对生物屏蔽层的冷却。     

组合屏蔽层对电力变压器杂散损耗的影响

大容量单相电力变压器的箱体杂散损耗影响变压器效率和可靠性。通常采用箱体内壁敷设铁磁层的方法降低损耗,但铁磁叠片边界会使箱体局部磁场增强并产生局部过热。为此提出利用铁磁和非磁性导电层的不同组合屏蔽方法,并通过有限元仿真分析箱体和屏蔽层损耗,分析结果表明在优化屏蔽层厚度条件下纯导电层表面敷设一层铁磁材料,能有效降低总杂散损耗。     

无屏蔽罩的矩形平面磁控溅射靶的设计

通过理论分析、实际设计和实验，对矩形平面磁控溅射靶表面水平磁感应强度B的传统取值上限进行了拓展，结果表明：若阴极靶体下表面和4个侧面的磁感应强度被屏蔽低于0．0005T，同时上表面覆盖同一靶材，则可抛弃屏蔽罩，采用裸靶结构，靶表面的水平磁感应强度B就可以远高于0．05T，达到0．09T，此外，B的增加显著降低了磁控溅射镀膜工艺的着火电压和维持放电电压，为实现低电压磁控溅射提供了另外一种思路。     

关联维数在旋转机械支承系统状态监测中的应用

提出用关联维数来定量描述旋转机械支承系统的工作状态，进而对系统进行故障诊断，文中首先采用迭代奇异值降噪算法对转子支承系统不同状态下的信号进行降噪处理，然后计算子信号的关联维数，分析结果表明，系统不同运行状况对应的关联维数明显不同，因此可以用关联维数作为支承系统工作状态的特征参数，并能提供设备故障诊断的准确率。     

越野特种运载平台自平衡任务舱设计及其控制策略研究

针对某越野特种运载平台大幅度侧倾及俯仰运动下机动性提升问题,提出了一种基于双轴陀螺原理的自平衡任务舱系统结构设计方案以及基于该结构的控制方法。首先,采用Creo软件完成自平衡任务舱系统的结构建模,结合路面模型及行驶系统在ADAMS/View中搭建运动模型,将任务舱三维模型分解映射为体现侧倾和俯仰动力学的2个平面,形成侧倾和俯仰动力学数学模型,设计实时修正任务舱姿态的自平衡控制策略;其次,综合考虑不同类型路面对任务舱姿态的影响,设计基于载荷转移率的控制阈值算法,明确自平衡控制算法的工作区间;最后,在MATLAB/Simulink环境中搭建Simulink-ADAMS自平衡控制联合仿真模型,进行多种工况的虚拟试验来验证控制系统的有效性。结果表明,自平衡控制系统能够有效、实时地修正任务舱的侧倾角和俯仰角,降低越野特种运载平台侧倾及俯仰运动对于驾驶人员的影响程度。采用自平衡任务舱系统,突破了悬架的系统性能限制,提高了越野特种运载平台对恶劣越野路面的适应能力,为自平衡控制算法的仿真验证提供了模型基础。     

低功耗肖特基整流器件用200mm高均匀性硅外延层生长工艺研究

200 mm硅外延片是肖特基器件的关键支撑材料,但是大尺寸硅外延层生长面临反应面积大,易受热流场扰动影响的问题,导致采用传统外延工艺始终未实现预期目标。本文利用Centura外延炉,在200 mm的硅单晶衬底上化学气相沉积(CVD)了结晶质量良好且高均匀性的外延层,外延层厚度不均匀性<1.0 %,电阻率不均匀性<1.1 %,无滑移线、雾等缺陷。实验利用光学显微镜、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、汞探针电容-电压测试仪(Hg-CV)等测试设备分别研究了外延层的表面形貌、厚度和电阻率等参数。通过精确调节外延炉内的热场和流场分布,结合设计附面层杂质稀释、基座浅层包硅等技术,解决了参数一致性与稳定性问题,实现了高质量200 mm的硅外延层。     

综合注浆法在存梁台座地基加固中的应用

介绍了综合注浆法在某高速铁路制梁场存梁台座地基加固中的应用,基于工作实践,表明注浆加固可使存梁台座的地基承载力得到提高,可满足存梁台座由单层存梁变为双层叠加存梁的技术要求。     

高延性聚酯纤维加固RC柱的抗震性能研究

为研究高延性聚酯纤维和增加柱脚配筋两种加固方法对RC柱的抗震性能的影响,进行了3组7根RC加固柱的水平低周反复荷载试验,分析试件的破坏特征、荷载-位移滞回曲线、骨架曲线及耗能。结果表明,采用高延性聚酯纤维加固的方法能够约束混凝土的横向变形,充分发挥钢筋的性能,对提高试件的延性和耗能效果显著。2层纤维带加固效果优于1层纤维带;但和增加配筋的加固方法一样,对提高试件的承载力效果一般。采用高延性聚酯纤维和增加配筋及其长度的综合加固方法,既能够有效地增加试件的承载力,而且显著地增大试件的延性和耗能,提高试件的抗震性能。     

基于FDTD的孔缝阵腔体屏蔽效能研究

电子仪器的屏蔽腔体由于散热、通信的需要往往有大量的孔缝。本文介绍了分析屏蔽腔体的电磁泄漏和对外界电磁辐射的屏蔽效能的模型。利用这两种模型,基于时域有限差分(FDTD)算法,分别计算了带有孔阵列的金属屏蔽腔体的电磁泄漏和在外界高斯脉冲照射下的电磁屏蔽效能。通过对总面积相等的不同类型孔阵列的仿真计算结果的对比,得出圆形孔阵列具有最好的屏蔽效果。对于总面积相等的同类型孔阵列的计算结果表明,孔的尺寸越小,其阻止电磁泄漏和对外界电磁辐射的屏蔽能力越强。通过计算,还分析了双层孔阵列的屏蔽效能以及层间距对屏蔽效能的影响。     

穿层锚杆作用效果的DDM数值建模及分析

根据穿层岩石锚杆作用特点,通过建立以层面粘结力C、内摩察角Φ等效表述的数值模型,将位移不连续方法（DDM）应用于深部硐室层状岩石顶板锚杆支护效果的分析,探讨了不同锚固条件下硐室顶板的铅垂位移特征;通过DDM计算结果与传统梁理论所得结果的比较及顶板围岩应力分布特征的分析,指出了利用梁理论进行锚杆支护设计的不合理性,结果表明,合理的地下层状岩石锚杆支护参数设计应在考虑锚杆与围岩的共同作用条件下计算。     

强中子注量下球形装置多层介质温度分布

用Monte Carlo方法计算了强中子注量通过较厚轻介质屏蔽层后在多层介质球中造成的温度分布。建立了包括源中子、屏蔽介质和多层球在内的简化几何模型,在源中子方向分别为矢径方向和球面外向各向同性分布两种模式下,用俄罗斯轮盘赌和分裂方法模拟了中子的深穿透输运过程,并采用指向概率方法,求得多层介质球内不同点的温度分布和介质平均温度。结果表明,在两种源中子方向模式下,同一介质不同位置的温度增量随该点离源的距离增大而减小,越内层的介质平均温度越高。