微型动压气体止推轴承表面凹槽织构的参数优化

在推力盘表面织构加工出轴对称分布的抛物线凹槽,以改善微型动压气体止推轴承的润滑性能。为了获得最大的轴承承载力,针对试凑法耗时费力的特点,提出了基于粒子群多目标搜索和序列二次规划的混合优化方法,并结合CFD,对抛物线凹槽织构的参数进行了Pareto优化。在此基础上分析了轴承收敛比、宽径比、气膜出口高度、速度对Pareto优化解集的影响,研究了出口未织构率、相对凹槽深度、织构面积率和凹槽织构的数量等对轴承压力分布和承载力的影响。结果表明:承载力是宽径比和织构面积率的增函数;优化后的抛物线凹槽织构能够大幅提高轴承的承载力,尤其是在小收敛比范围内;出口未织构率和织构面积率对轴承的压力分布有较大影响;存在最优的凹槽织构数量使得轴承的承载力最大。     

透平级带压力侧小翼凹槽叶顶的传热与气膜冷却性能研究

采用数值方法研究了发动机工况下燃气透平第一级动叶带压力侧小翼的凹槽叶顶冷却传热性能，分析了7种小翼结构(等截面小翼、扭曲型小翼等)对透平级气动性能与传热系数分布的影响，对比了单排气膜孔、双排气膜孔条件下传统凹槽叶顶、无压力侧肩壁凹槽叶顶、带压力侧小翼凹槽叶顶的冷却传热效果。结果表明：传统凹槽叶顶槽底存在高传热区，合理的压力侧小翼结构设计能有效消除槽底高传热区、降低凹槽叶顶的平均传热系数；相对于传统凹槽叶顶，带圆角扭曲型小翼凹槽叶顶的平均传热系数下降了约16.45%。叶顶气膜孔能有效降低叶顶的平均传热系数，且双排孔结构下叶顶气膜冷却效率有明显提升。对于单排气膜冷却孔结构，带压力侧小翼凹槽叶顶气膜冷却效率优势不明显，可通过加入压力侧气膜孔提升其传热与冷却性能；在双排孔冷却结构下，带压力侧小翼凹槽叶顶平均传热系数比传统凹槽叶顶减小0.76%,比无压力侧肩壁凹槽叶顶减小7.84%,气膜冷却效率比传统凹槽叶顶增大9.13%,比无压力侧肩壁凹槽叶顶增大9.6%。     

运用遗传算法的深亚微米输出缓冲器优化设计方法

分析了小尺寸效应对深亚微米器件性能的影响，结合输入输出耦合电容和漏极扩散层寄生电容对CMOS反相器延迟影响很大的特点，建立了小尺寸器件延时估算模型．采用变尺寸率反相器级连方法，建立了深亚微米输出缓冲器优化设计模型，并运用遗传算法建立了新的优化方法．该方法利用罚函数将小尺寸输出缓冲器优化问题转化为无约束问题，通过适应度函数设计和染色体编码，得到遗传优化结果，克服了传统方法处理非线性多变量问题时存在的效率降低等缺陷．SPICE仿真表明，应用新的深亚微米缓冲器设计模型及方法的优化结果与传统设计比较，延时减少了1个数量级以上，尺寸减小了30%以上，验证了新的深亚微米缓冲器设计模型及设计方法的可靠性．     

机枪遥控武器站锰铜基阻尼合金缓冲器非线性有限元分析及试验

机枪遥控武器站缓冲器存在能量吸收率低、二次冲击、刚度过大等现象，导致枪口振动加剧，影响射击精度. 针对上述问题，本文基于锰铜基阻尼合金开展新型缓冲器的设计研究. 对锰铜基阻尼合金广义分数阶Maxwell本构模型进行有限元实现，开展锰铜基阻尼合金悬臂梁振动特性实验验证子程序正确性. 采用遗传优化算法设计了8片对合组合和24片复合组合两种新型阻尼合金碟簧缓冲器，进行非线性瞬态有限元分析发现24片复合组合碟簧缓冲器效果较好，相对原矩形圆柱弹簧缓冲器的振动加速度有效值可降低66.42%. 最后通过缓冲器静压试验和落锤试验验证了仿真分析结果. 静压试验表明3 kN时24片复合碟簧静态能量吸收率可达37.1%，落锤试验表明其平均动态能量吸收率为63.64%，是原矩形圆柱弹簧缓冲器的1.51倍，最大位移为2.69 mm，相对原矩形圆柱弹簧缓冲器降低30%.      

透平动叶多凹槽叶顶气膜冷却特性的研究

为了提高透平动叶叶顶的气膜冷却性能，并降低由叶顶泄漏流引起的泄漏损失，开展了多凹槽叶顶气膜冷却特性研究。采用试验测试和数值模拟相结合的方法，研究了燃气透平动叶不同结构多凹槽叶顶的气膜冷却特性与气动特性，其结构包括单凹槽、二凹槽、三凹槽和四凹槽4种叶顶形式。在主流进口雷诺数为1.75×10⁵条件下应用压力敏感漆技术获得了1.0、1.5和2.0等3种吹风比下多凹槽叶顶表面的气膜冷却有效度分布，并采用经过校核的数值方法辅助分析了叶顶间隙内的流场结构及其气动性能。结果发现：多凹槽叶顶内的肋片改变了叶顶的流场结构，阻挡了冷气向下游发展。相比于传统的单凹槽叶顶，四凹槽叶顶在吹风比较大时能够提高叶顶中部的冷却效果，但在叶顶中后部依旧是单凹槽叶顶的冷却效果最好。同时，多凹槽叶顶能够显著降低叶栅的气动损失，相比于传统的单凹槽叶顶，二凹槽、四凹槽叶顶总压损失系数值分别降低了17.9%、20.9%。     

5083P-O和6008-T6铝合金的应变率效应对缓冲器缓冲特性的影响

为研究材料应变率效应对薄壁金属管塑性变形缓冲器缓冲特性的影响,通过对铝制缓冲器进行材料试验,获得不同应变率下5083P-O和6008-T6铝合金的材料本构关系,结合冲击物理试验与理论模型,验证缓冲器有限元模型的可靠性。基于该本构关系与冲击模型,研究不同材料应变率效应对缓冲器及其预处理结构缓冲特性的影响。研究结果表明:在不同冲击速度下,材料应变率效应对缓冲载荷历程无明显影响,但会使缓冲力整体出现缩放。随着冲击速度的提高,5083P-O铝合金表现出特殊应变率敏感性,导致缓冲器抵抗变形的能力先减弱后增强。6008-T6铝合金的应变率强化效应增强了缓冲器的抗冲击能力。经预处理的缓冲器吸能量减少,其理想吸能效率降低,5083P-O铝合金的材料应变率效应会减少缓冲器因预处理而产生的吸能量损失,而6008-T6铝合金的材料应变率效应会增加缓冲器的吸能量损失,因此,在对缓冲器进行结构优化设计时,需要考虑材料应变率效应的影响。     

液体煤油凹槽火焰稳定极限研究

针对所设计的超燃冲压发动机燃烧室,对液体煤油的凹槽火焰稳定特性进行研究。采用概率密度函数紊流扩散燃烧模型、紊流 模型和离散液滴模型,数值模拟了飞行马赫数为5,不同位置和油气当量比喷射燃料的情况。从凹槽前缘喷射燃料,凹槽在富油时火焰稳定范围比较广;从凹槽底面和后壁喷射燃料,凹槽抑制了富油时火焰稳定范围,而在贫油时火焰稳定范围比较广。火焰结构受燃料喷射位置和油气当量比的影响。油气当量比是3.0时,凹槽出现开放型凹槽流动;而其它的模拟情况,凹槽均出现过渡型凹槽流动,这与冷流时凹槽流动类型不同。深入研究凹槽的热流场特性,使凹槽发挥最大的火焰稳定作用。     

CMOS输出缓冲器瞬态行为的SPICE建模

根据CMOS输出缓冲器的特性，提出了一种新的输出缓冲器瞬态行为的SPICE建模方法。在把输出缓冲器的瞬态行为特性分为中间状态和稳态2种工作状态的基础上，利用IBIS模型数据，构造了SPICE的瞬态行为模型。仿真中采用TYP、MIN和MAX3种输出模型，完整地反映了输出缓冲器的特性。最后，通过比较PSPICE软件与SigXplore软件的模拟结果，验证了该方法的有效性。     

永磁电机磁阻转矩的抑制方法

介绍了定子齿面加辅助凹槽和转子磁极分段移位两种抑制磁阻转矩的方法。利用傅里叶分解及能量虚位移法，推导了磁阻转矩的计算公式。从谐波分析的角度，对齿面加辅助凹槽和转了磁极分段移位的原理及其对磁阻转矩波形的影响进行了深入分析，指出齿面所加凹槽数应使6q为奇数，凹槽结构和磁极边缘削角可影响磁阻转矩的波形，采用转子磁极分段移位可有效减小磁阻转矩的基波分量。通过二维有限元计算，证明该结论是正确的。     

压力面侧小翼结构对凹槽叶顶冷却传热性能的影响

采用数值计算方法对带压力侧小翼凹槽叶顶附近的流动、传热和冷却特性进行了研究,计算获得了无气膜孔、单排气膜孔和双排气膜孔3种孔分布条件下叶顶区域的流场结构、传热系数和气膜冷却有效度,并与常规凹槽叶顶和无压力侧肩壁凹槽叶顶的冷却传热性能进行了比较。结果表明:与常规和无压力侧肩壁凹槽叶顶相比,带压力侧小翼凹槽叶顶具有更优的气动、传热和冷却性能;带压力侧小翼凹槽叶顶的总压损失与无压力侧肩壁凹槽叶顶的相近,比常规凹槽叶顶的低约10%;在3种孔分布条件下,带压力侧小翼凹槽叶顶的平均传热系数均最小,平均气膜冷却有效度最大。气膜孔分布影响了带压力侧小翼凹槽叶顶冷却流的作用范围,带压力侧小翼凹槽叶顶中弧线处的冷却流覆盖了凹槽底部吸力面侧区域,小翼处的冷却流能较好地冷却小翼和凹槽底部压力面侧区域。该结果可为增强凹槽叶顶的冷却传热性能提供参考。     

毛细管节流的油膜轴承结构参数设计分析

油膜轴承的结构参数对其承载能力和油膜刚性起决定性的作用,轴承结构参数主要包括腔型结构、油腔数目、节流器参数等.对上述参数进行了分析.对腔式及垫式静压轴承、偏心油楔及阶梯腔的动静压轴承进行了静态设计计算,运用数值计算方法结合MATLAB软件编程求解了轴承结构参数与油膜承载能力间的相互关系.结果表明:阶梯腔结构相比于其他几种结构形式的动静压轴承具有更为理想的承载能力.     

四油腔小孔节流静压轴承动特性系数的计算和测定

本文提出了用有限元直接解法计算静压、动静压滑动轴承八个动态特性系数的方法,设计了滑动轴承静动特性试验装置,并对一个四油腔小孔节流静压轴承进行了八个动特性系数的具体计算和试验测定,计算结果和试验结果基本相符。     

油腔式滑动轴承的有限元动力分析

本文用伽略金法对油腔式动滑动轴承建立有限元的数学模型，使流量平衡方程，雷诺方程及压力降方程同时求解，在提高精度的同时使得复杂边界的润滑问题能用统一的数学模式表达，讨论了油腔式滑动轴承的动特性，用摄动理论建立扰动压力方程，为求解带来了方便本文的 计算结果与有限差分的计算结果具有较好的合，分析结果表明有用有限元法解决几何形状复杂的润滑问题是行之有效的。     

周向无回油槽油腔式静压轴承优化设计

本文讨论任意油腔数的静压轴承的优化设计。利用不等步长有限差分法直接求解雷诺方程,进行轴承的分析计算。优化设计采用复合形法,以单位承载量下的功耗最小为目标函数。程序中采用高低精度迭代技术等措施,基本解决了轴承优化设计时间过长的难题,获得了经济机时。通过实例考核,证明本程序是实用、可靠和高效率的,可供设计人员直接调用。     

隔热涂层对磨床主轴动静压轴承热变形的影响研究

为了减少热变形,提高高速精密磨床砂轮主轴系统的精度,将隔热涂层应用于深浅油腔动静压轴承.应用FLUENT和ANSYS两个有限元软件联合仿真分析了不同厚度与不同热导率的隔热涂层在不同的动静压轴承供油压力、主轴转速等因素下的轴承热-结构特性.结果表明:动静压轴承的温度和热变形以及它们的均布程度,都随着隔热涂层厚度的增大逐渐降低,随着隔热涂层热导率的减小而减小,随着轴承供油压力的增加而减小,随着轴承主轴转速的减小而减小;隔热涂层还具有均化轴承温度场和热变形分布的作用.高性能隔热涂层将明显降低轴承主轴热变形并且使其热变形均布,最终明显提高高速精密磨床砂轮主轴系统的加工精度.     

蒸汽蓄热器在热电联供系统中的应用研究

本文提出一种热电联供系统装设蒸汽蓄热器的能量分析方法，并结合实例进行分析和计算，计算结果表明，热电联供系统装设蒸汽蓄热器是一项投资少，见效快，经济效益和社会效益均较显著的节能措施．     

蓄能器对电磁阀试验台流体脉动消减作用的研究

介绍了电磁阀试验台流体系统的结构,分析了诱发流体脉动产生的机理和流体脉动对电磁阀试验台正常工作及运行的危害性,并说明了研究和采用一定工程措施消减流体脉动的必要性.在电磁阀试验台流体系统中使用了蓄能器组作为消减流体脉动元件,介绍了蓄能器的结构和工作原理,进行了加装蓄能器的流体系统压力对泵源流量脉动的幅频特性并对其进行动特性的仿真研究,进而合理地选择蓄能器组的相关工作参数使其达到最佳消减电磁阀试验台流体脉动的效果.     

UPS供电延时的研究

介绍了不同断电源UPS的工作原理，并对UPS电源的蓄电池部分和逆变器部分作出论证，提出了一些可行性的改进措施，以[达到延长供电时间的目的。     

采金船圆形跳汰机脉冲式液压系统分析

分析了采金船圆形跳汰机脉冲式液压系统的工作原理．介绍了交流液压技术及跳汰工艺．并对脉冲式液压系统中蓄能器响应性能进行了研究．     

铅蓄电池放电试验研究

阐述了铅蓄电池电动势与放电强度及放电时间的关系、铅蓄电池电解质密度与放电强度及放电时间的关系,提供了一系列试验数据,对设计大功率铅蓄电池有一定参考价值.