内燃机主轴承弹性流体动力润滑计算分析

建立了内燃机主轴承弹性流体动力润滑计算的数学模型和有限元模型.依此模型,对某四缸柴油机的5个主轴承进行了计算,分别算出其在一个工作周期内的油膜压力、油膜厚度、摩擦功耗和轴心轨迹.通过对计算结果的分析表明,第3号主轴承所受到的载荷最小,平均油膜厚度最小,平均油膜压力和摩擦功耗最大.第3号主轴承的润滑状况不佳.应对其进行摩擦学优化设计.     

泄洪洞进水塔预应力闸墩承载特性研究

预应力锚固技术是改善大型弧门结构应力状态、优化闸墩结构的重要工程措施之一.针对某泄洪洞进水塔,建立了三维数值模型,采用有限元法进行了计算分析;以施工期和运行期闸墩混凝土应力状态为控制标准,进行了预应力方案的比选,并进行了锚索张力、弧门水推力和库水压力等荷载的敏感性分析.计算结果表明:随着拉锚系数的增加,预应力区混凝土的压应力数值增加,上游预留平孔位置和下游支撑结构位置的应力集中程度也增加;在预留平孔附近位置主要受锚索张力影响,是应力集中区域,需要配置环形受拉钢筋;在预留平孔下游部位,弧门水推力和边墙外库水压力造成的拉应力区可以通过锚索张力产生预压应力得到有效地降低或消除;而预留平孔上游部位出现的较大拉应力,则由弧门水推力、锚索张力和边墙外水压力共同作用形成,需要加大边墙厚度或配置受拉钢筋.     

基于Monte Carlo仿真的PEM探测器优化设计

为了评估双平板正电子发射乳腺断层成像(positron emission mammography,PEM)系统中平板厚度对系统成像质量的影响,并对探测器中晶体厚度进行优化,该文基于GATE(the GEANT4application for tomographic emission)仿真平台,建立双平板正电子发射断层成像(positron emission tomography,PET)系统模型,在不同探测器厚度下进行Monte Carlo仿真,完成数据采集和图像重建,通过比较各系统灵敏度、图像空间分辨率以及病灶检测能力,得出随着晶体厚度的减小重建图像的空间分辨率提高,但系统灵敏度和病灶检测能力降低的结论。研究结果表明:使用厚度为10mm的硅酸钇镥(lutetium-yttrium oxyorthosilicate,LYSO)闪烁晶体时,沿着平板的长、短轴方向的图像空间分辨率受反应深度效应(depth of interaction,DOI)影响不大,均能达到较高的水平;另外,在该晶体厚度下,双平板系统灵敏度能达11%左右。在用该系统采集10min后的投影数据得到的重建图像中,能用肉眼从背景噪声中清晰地分辨出小体积、低活度的放射源病灶。因此,针对该文所设计的PEM系统,10mm为晶体的较优厚度,同时保证了足够的系统灵敏度和较小的DOI效应。     

Algorithm for retrieving surface pressure from hyper-spectral measurements in oxygen A-band

An algorithm for retrieving the surface pressure from oxygen A-band measurements in the future Chinese CO2 satellite （CarbonSpec/TanSat） was developed. The full physical radiative transfer model, vector radiative transfer model based on successive order of scattering, which is based on the successive order of scattering approach, was used to simulate the measurements of CarbonSpec/TanSat, as well as the kernel matrix in the inversion algorithm, and then the surface pressure and other related atmospheric parameters such as aerosol optical depth （AOD）, surface albedo, and temperature were derived through optimal estimation theory. Sensitivities of the algorithm to surface albedo, solar zenith angle （SZA）, viewing zenith angle （VZA）, aerosol type, and AOD were investigated, and the results showed that the absolute error of retrieved surface pressure increases with decreasing surface albedo or increasing SZA and VZA. An accuracy of 〈4 hPa over bright surfaces （surface albedo 〉0.15） could be derived for various SZAs and viewing geometries. Moreover, the algorithm can simultaneously retrieve the surface albedo, AOD, and its vertical distribution indicated by scale height.     

制取大型块状冰的制冷系统设计

目前制取大型块状冰的制冷系统尚不成熟.对制取大型块状冰蒸发器的传热特点进行了设计及分析,建立了大型块状冰蒸发器的传热模型,得到了求解冻结成固定厚度块状冰所需时间的计算方法,以及结冰时间随厚度变化的预测公式.结合工业标准设备对制冰系统其他设备(压缩机、冷凝器、热力膨胀阀等),进行了选型设计计算.所建蒸发器传热模型对制取块状冰的制冷系统优化设计有指导意义.     

快速列车盘型制动热过程有限元分析

制动热过程分析对于列车制动盘的结构设计及寿命评估具有重要意义。该文对160km.h-1快速列车制动盘温度场进行了数值计算,重点讨论了制动加载方式、制动工况和环境温度对制动盘瞬态温度场的影响。将闸片与制动盘的摩擦生热等效为瞬时移动面热源,建立了循环对称制动盘有限元分析模型,进而采用MSC.Marc有限元软件分析了制动盘瞬时温度场的三维分布特征及制动盘工作面的热循环历程。结果表明:由于接触区的温度不均匀性,采用均布制动载荷方式不利于闸片的均匀磨损;混合制动模式下对制动盘产生瞬时尖峰热冲击;制动盘内的瞬时温度梯度及温度变化速率具有基于环境温差的整体平移特性。     

宽脉冲激励红外热像无损检测技术测量厚度和热导率的研究

求解了宽脉冲热激励下被检物内热传导微分方程,得到了被检物热激励面温度随时间变化的表达式。通过对热激励面温度表达式的分析,找到宽脉冲激励红外热像无损检测技术测量被检物厚度和热导率的方法。使用ANSYS进行了钢板热传导数值模拟,根据模拟数据,利用所提出方法测量不同牌号钢板的厚度和热导率,并研究测量精度与宽脉冲热激励时间的关系。     

基于THz-TOF的塑料管材厚度测量方法

针对塑料管材厚度在线检测方法存在检测精度和应用范围受限的问题,将太赫兹飞行时间(Terahertz time-of-flight, THz-TOF)系统引入塑料管材厚度测量,根据太赫兹在塑料管材中的传输延时时间和飞行时间,在塑料管材材质未知的前提下,实现管材厚度的无损测量。测量相对误差低于1.21%,达到国标GB15558.1中4%的要求。THz-TOF系统是塑料管材厚度在线无损检测的可行方法。     

基于变厚度杂交元的二维连续体结构拓扑优化

本文提出了以节点厚度为设计变量、基于变厚度杂交有限元的二维连续体结构拓扑优化设计模型。文中考虑了以柔顺度作为目标函数、体积作为约束条件的刚度最大化拓扑优化问题,推导了基于节点变厚度杂交元的连续体结构敏度计算的解析表达式,并采用优化准则法进行迭代求解。对MBB梁等典型问题所做算例结果表明,无需采用敏度过滤等特殊处理,该方法也能给出具有清晰边界的拓扑优化结果,验证了方法的有效性和优越性。     

Pb（In1/2Nb1/2）O3-Pb（Mg1/3Nb2/3）O3-PbTiO3弛豫铁电薄膜厚度尺寸效应研究

新一代弛豫铁电薄膜Pb(In_1/2Nb_1/2)O₃-Pb(Mg_1/3Nb_2/3)O₃-PbTiO₃(PIMNT)因兼具优异的电学性能与高的相变温度,在国内外获得广泛关注.为了探究不同薄膜厚度对PIMNT薄膜的结构及电学性能的影响,通过溶胶凝胶法制备了150 nm～1μm不同厚度的PIMNT薄膜,对其形貌结构以及电学性能进行了对比研究,在此基础上进一步研究了极化对其电学性能的影响.实验结果表明:随着厚度的增加,薄膜介电常数先增加后略有降低,剩余极化强度先增大后减小,矫顽场逐渐增大;在极化电压为18 V、极化温度和时间分别为100℃和5 min时,1μm厚度PIMNT薄膜的介电常数和损耗在100 Hz下分别为1 009和0.022,室温下的热释电系数达6.85×10^-4C·m^-2·K^-1,是目前主流的锆钛酸铅(PZT)薄膜的3倍左右.