平行磁化NdFeB钢丝绳无损检测仪开发

针对径向磁化半环磁铁钢丝绳无损检测仪,难以实现理想的径向磁化进而导致的钢丝绳缺陷检测灵敏度低等问题,采用漏磁原理开发了一种基于平行磁化NdFeB磁体段的新型钢丝绳无损检测仪,并对其检测效果进行评价实验分析。首先,利用自制夹具对32段等弧形NdFeB永磁铁进行组装,并完成无损检测仪结构的设计与装配; 然后,基于新型钢丝绳无损检测装置设计了传统的钢丝绳漏磁信号检测系统; 最后,运用BP神经网络进一步提升传统系统对钢丝绳损伤的检测效果。结果表明:新型无损检测仪在钢丝绳受损处能检测到强烈的漏磁信号,此外运用BP神经网络后断丝数量和位置检测精度分别提升了31.5%和22.4%,该检测仪器的有效性和灵敏性。     

转盘式能量回收装置中滑阀的间隙液膜力学特性及结构优化

转盘式能量回收装置(RERD)采用转盘旋转与滑阀协调响应的工作模式实现反渗透海水淡化中浓盐水压力能的连续回收.其中滑阀控制流体流动的方向和流量,它主要的性能要求是切换过程的可靠性.但滑阀中阀杆在偏心和倾斜时与阀套形成的配合间隙不均匀变化会产生不平衡液压力,进而产生液压卡紧并影响滑阀切换的响应性能.针对这一问题,构建了阀杆与阀套的间隙液膜仿真模型,采用CFD方法模拟探究了间隙液膜的力学特性,并引入均压槽和通腔浅槽改善液压卡紧现象.结果表明:阀杆偏心时,间隙液膜形成的每个压力差区段的最大压力差位于高压液体侧,其形成的液压力使阀杆有自动对中的倾向;阀杆倾斜时,间隙液膜中压力差区段的最大压力差在各区段的中间位置,其液压力产生的倾覆力矩会加剧阀杆的倾斜.滑阀间隙液膜的液压力和倾覆力矩随高压流体压力、偏斜率的增大而增大.在阀杆上引入均压槽和通腔浅槽能减小间隙不均匀引起的压力差和液压力的范围,在操作压力6.0 MPa、配合间隙0.015 mm和倾斜率1/3的条件下,滑阀所受液压力和倾覆力矩分别较原结构降低73.4%和70.8%以上.上述结果对装置中滑阀结构优化和提高滑阀响应可靠性具有指导作用.     

基于粉煤灰和Fe3O4的磁捕剂制备及其吸附性能

针对环境水体中藻和重金属污染的问题,将粉煤灰和Fe₃O₄配比混合,使用盐酸进行改性处理,制备磁捕剂,研究磁捕剂的吸附性能.研究结果表明:经5 mL的7%盐酸改性后的磁捕剂的除藻效果最佳,去除率最高,为99.49%; pH=4时,磁捕剂对藻的去除率最高,为99.7%; pH=6时,磁捕剂对Cr（Ⅵ）的去除率最高,为85.47%.研究结果为环境治理及资源循环利用提供了新的思路.     

铝箔碎屑收集负压管仿真优化设计

针对铝箔剪切机的碎屑收集问题,该文研究基于计算流体力学(CFD)使用负压管收集方法。在分析流场压力-速度耦合分布特征的基础上,探讨了不同管路结构对双支管吸力的影响规律,并给出管路优化设计建议。仿真结果表明：设置2个挡板时,第2个支管可形成有效负压及吸力,但在第1个支管附近会形成较大的低速回流区,气流流出支管;当2个支管共用1个出口时,2个支管均可产生负压及吸力,但支管与出口距离不一致时会导致支管速度差异达72.17%;优化后的等距型管路结构的支管速度差异降低至约2%,可在支管口形成均匀吸力,满足工业需求;随着挡板高度增加,支管口速度值、支管口速度差异分别呈现增大、减小趋势;支管与主管倒角设置对气流有良好的导向作用,支管速度可提高约9.64%。     

永磁同步电机直接转矩控制新型占空比调制策略

针对传统永磁同步电机直接转矩控制系统转矩脉动和磁链脉动较大,现有占空比调制策略计算复杂等问题,提出一种新型占空比调制策略.该调制策略利用定子磁链和扇区电压矢量的作用角区分转矩脉动和磁链脉动在控制系统中的权重系数,并设计新型开关表,保证在任一控制周期中最佳电压矢量的选择.在保证系统计算量较低的前提下,利用权重系数和最佳电压矢量推导最优占空比计算公式.仿真和实验结果证明,所提出的新型占空比调制策略可以大幅度抑制转矩脉动和磁链脉动,获得较好的稳态运行性能,并保持系统快速动态响应性能.     

基于金属磁记忆的高铁轮对早期故障检测研究

列车安全性检测是铁路机车车辆工程的重要研究课题。轮对是高速列车行走部的关键部件,传统检测模式只能发现宏观存在的缺陷,而不适用于运行过程中的早期缺陷的发现与状态跟踪。为了实现对早期故障的快速识别与轮对寿命预测,针对传统测试方法在早期检测与动态检测方面的不足,提出了全新的动态检测系统,以满足列车运行的安全要求,还对磁记忆信号与该材料所受载荷状态之间的关系进行了大量的试验研究。研究结果表明：在50~150 kN的载荷区间内,试件的磁记忆信号呈单调变化,变化趋势明显;对试件进行疲劳载荷后发现磁记忆信号的原始值及梯度、峭度等信号特征均有所变化,峭度变化较为明显,能够有效反应材料的疲劳状态。采用金属磁记忆技术进行轮对早期故障检测与动态检测,对于保证列车的运行安全具有重要的现实意义,可为无损检测领域的应用提供借鉴。     

庐江县顺港地区磁异常特征与靶区预测

安徽省庐江县顺港地区位于长江中下游铁、铜成矿带的中段北缘,区域构造上位于扬子准地台、华北地台及大别山造山带交接部位,成矿条件有利,矿化信息丰富,对比沙溪铜矿区地球物理特征,以寻找\"沙溪式\"斑岩铜矿为主攻方向,故以此为勘查区开展面积达82Km2的高精度磁法测量工作,数据初步处理结果显示该区存在6个较明显的异常区,整体趋势呈西高东低,与勘查区内航磁异常相吻合。为了更加准确精细地分析解释异常与该区地质情况之间的联系,分别对磁测数据进行化极、延拓、剩余异常求取、梯度计算、解析信号求取等处理,根据处理结果预测了2个成矿靶区并做出合理推断:C1异常由强磁性体或弱黄铜矿化体引起,其西侧成矿条件更为有利;C2异常由闪长斑岩引起;C4异常由小型构造带或埋藏较浅、范围不大的中酸性脉岩引起;C5异常由隐伏中酸性脉岩引起。整体磁异常的走向与郯庐大断层内构造带走向基本一致,推断由郯庐大断层内含矿构造带引起。     

变板厚漏磁信号有限元仿真分析

为了分析漏磁检测中不同缺陷深度及测试件厚度对缺陷漏磁信号的影响,基于漏磁检测技术基本原理,借助COMSOL有限元仿真分析软件,采用横向励磁方法对圆柱缺陷的漏磁场分布特征进行三维有限元模型建立,对缺陷漏磁场在不同影响因素条件下进行了仿真研究。结果表明,得到的漏磁场磁力线与理论分析结果一致;测试件厚度及缺陷深度均对不同缺陷半径有不同的检测性能,根据所提的评价方法来区分检测性能的优劣,最终得出对于不同测试板厚度的恒深度（8 mm）缺陷及测试板厚度的40%缺陷深度,均适用于12～32 mm测试件厚度的磁化器结构参数。研究结果对励磁结构的优化设计具有一定的参考价值。     

基于三维非等温多相模型的质子交换膜燃料电池局部传质机理

为使质子交换膜燃料电池（PEMFC）内部的电极反应物和电极产物有一个更加稳定与均衡的分布,在燃料电池传统阴极蛇形流道的基础上,对其U形转弯入口及出口处进行渐缩渐扩处理,使流道U形转弯处侧壁形成一定角度的坡面,并建立了缩放坡面流道的单电池三维数值模型。对比研究了不同几何参数对流道内液态水动力学行为、排水效率、反应气体质量分数、电池最大功率密度的影响,结果表明坡面结构在一定程度上引导了液滴的流动路径,使流道底面的气体扩散层（GDL）附近气流扰动增强,氧质量分数和电流密度分布更加均匀,最大功率密度得到了明显提高,整体上提高了PEMFC内部的传质能力。

     

基于参数化降阶模型的非线性气动弹性高效分析

针对非线性气动弹性分析时需要在时域求解多个流场参数条件下结构运动方程而造成的计算消耗过大的问题,提出了一种适用于参数变化时非定常流场高效计算的参数化降阶模型,不仅可以应用于计算机翼等结构的总体气动力还可以得到每个时刻的结构表面的流场数据分布,并成功应用于典型机翼的跨声速颤振边界的计算,大大地提高了计算效率.结果显示,单流场条件时降阶模型的计算速度比直接使用时域分析方法提高了3倍;在计算多流场参数条件下,参数化降阶模型相比于使用单流场降阶模型计算速度提高了3.5倍,相较于时域分析方法提高了10倍.