关键词： 复合绝缘横担   机械性能   覆冰工况   有限元分析  

摘要： 近年来极端天气频繁发生，对电力系统的正常运行造成了极大的安全隐患，使用新型复合绝缘横担可以有效提高输电线路的绝缘性能和机械性能。针对110 kV复合绝缘横担抗覆冰性能进行研究，建立了复合横担静力学有限元分析模型，分析了复合横担的歪斜程度和应力分布情况。结果说明：在5 mm的正常覆冰厚度下，复合横担在端部构件周围产生了73.97 MPa的最大等效应力，达到了材料屈服强度的21.44%；在拉杆端部产生了1.678 7 mm的最大位移，达到了横担允许歪斜程度的7.08%。设置不同的覆冰厚度模拟重覆冰情况下横担的运行情况，分析仿真结果预测该复合横担可以承受的极限覆冰厚度为30 mm。本研究进一步分析了重覆冰断线工况下复合横担的受力情况，结果表明：当覆冰厚度达到30 mm时，复合横担承受的最大等效应力为274 MPa，接近于材料屈服强度的79.56%，此时各个构件承受的等效应力依旧处于安全范围内，该复合横担具有良好的力学性能。

关键词： 微网   孤岛风险   氢能   多时间尺度优化  

摘要： 为提升极端灾害下微网的长周期离网运行能力，提出一种风险感知的氢电耦合微网优化调度方法。首先，结合台风路径模拟和配电网故障概率评估提前感知微网孤岛风险；然后，构建长周期能量-日前功率耦合的多时间尺度优化架构，能量优化确定微网未来长周期内的能量调度方案，并为日前优化提供能量储备边界；日前优化结合条件风险价值和随机优化方法，在计及不确定性基础上优化各时段的调度方案。所提方法可实现更长时间范围内微网的运行优化，发挥氢长时储能和电化学储能灵活调节能力。仿真结果表明，相比于传统日前调度方法，所提方法负荷损失降低98%，显著提升了微网应对极端风险的能力。

关键词： 电辅助压力连接   热力学分析模型   电场   温度场   残余应力场   钛合金   有限元   数值模拟  

摘要： 文中基于能量守恒原理，考虑了热传递影响，建立了板材搭接连接的电辅助压力连接(Electrically Assisted Pressure Joining， EAPJ)的传热通用理论模型。以Grade 1钛合金轧制板为研究对象，依据EAPJ实际实验搭建过程，利用Abaqus有限元软件对钛合金板EAPJ过程电场、温度场和残余应力场的仿真和分析。实验结果表明，当施加电流时，工件接头温度迅速上升到峰值，然后维持在峰值温度附近直至停止通电。经过20 s的自然冷却后接头温度趋于室温，其残余应力集中在接头附近，约为110 MPa。通过EAPJ过程接头中心点位置的热循环曲线的实验和仿真数据对比发现，数值模拟结果与实验结果吻合良好，验证了该数值模拟方法的准确性，为EAPJ机理研究和实际生产工艺提供了理论依据。

关键词： 涡轮叶片   热障涂层   气膜冷却   热分析方法   拓扑转化  

摘要： 面向涡轮叶片的冷却设计和分析问题，提出并建立了一种可考虑流动和传热工况、气膜孔和热障涂层几何结构，以及涂层和金属基体物性参数的快速耦合热分析方法。针对含热障涂层的典型气膜冷却传热过程，通过对金属区域导热流线的形貌分析，将其细分为相互间绝热的三类。又进一步采用拓扑转化方法，将上述各类三维传热过程比拟为了均匀平板和圆管，最终推导得到了一组一维的局部壁温计算公式，实现了对目标壁面加权平均温度的求解，从而摆脱了对三维仿真技术的依赖并提高了工作效率。以三维热分析计算结果作为基准，校验了该方法的准确性。结果表明，在考虑多种热障涂层涂敷方式和吹风比工况后，所得特征壁温的相对误差δ均在±1.25%之间，可满足工程应用需求。

关键词： 高斯光斑   湍流信道   耦合能量   闪烁指数   通信误码率  

摘要： 针对大气信道下远距离通信，高斯光束受大气湍流信道影响，导致接收耦合能量低的问题，提出了一种适用于大气湍流信道的高斯光斑空间传输的高效耦合方法。该方法从高斯光斑光强、闪烁指数分布特性的角度出发，通过监测光强与闪烁指数的统计数值作为反馈，控制发射端抑制湍流引起的光强闪烁，实现了光束的高效耦合，提升通信系统性能。并通过搭建1km激光通信试验进行验证，结果表明：根据信道闪烁监测调整终端后，平均光强从19.63μW增加至24.91μW，闪烁指数从0.140降低至0.088，通信误码率从1.27E-6降低到1.07E-10，通信误码率在弱湍流条件下改善了4个数量级。该方法能够有效提升大气激光通信系统的性能，为大气激光通信系统的推广与应用奠定基础。

关键词： 楼面活荷载   等效均布荷载   影响面   有限元分析   影响因素分析  

摘要： 楼面活荷载影响面等效因子κ值是将荷载调查样本转换为等效均布荷载设计值的关键。针对传统梁式模型计算κ值时的平面简化、影响因素单一等局限性，利用精细化有限元模型的大规模计算，研究了考虑结构参数、构件位置等多因素的κ值。结果表明柱网长宽比是主要影响因素。综合多因素结果给出了影响面等效因子的取用建议：梁端弯矩及梁跨中剪力按半跨均布荷载等效，κ值取3.0；其余效应按满跨均布荷载验算，对于板跨中弯矩κ值取5.0，其余效应κ值取2.5。将建议值应用于以往荷载实测参数确定等效均布荷载，结果表明对于板跨中弯矩，使用以往κ值将导致荷载效应低估约40%。

关键词： 拉矫机辊盒   板宽   有限元分析   多跨连续梁模型  

摘要： 为了研究板带宽度对拉矫设备承载的影响，运用多跨连续梁模型，理论推导了不同板带宽度下弯曲单元辊系结构的载荷分布特点。针对“两弯两矫”设备，结合基于显式动力学的拉矫工艺分析和基于隐式动力学的辊盒结构载荷分析，计算了三种板带宽度下弯曲辊盒的极限结构载荷，结果表明板带宽度的变化会引起辊盒结构最大应力及其位置的改变：当板宽不超过支承辊的支撑总长时，辊盒最大应力出现在支承辊与辊座传力处，约为115 MPa；当板宽大于支承辊的支撑总长时，辊盒最大应力转移至中间辊上与端部支承辊接触处，约为205 MPa。考虑板带宽度对弯曲辊盒结构载荷的影响，可指导拉矫设备的板宽适用性设计，并为辊盒的故障预测提供理论参考。

关键词： 立铣刀   切削仿真   铣削加工   切削温度   有限元分析  

摘要： 以整体式木工硬质合金立铣刀铣削刨花板时铣刀温度分布为研究对象,探究铣削深度、前角、及螺旋角对铣刀温度的影响规律,并通过优化参数提升铣削过程的效率和稳定性。采用动力学仿真分析模拟实际切削工况,对立铣刀铣削温度进行理论分析,得出铣削深度、前角、螺旋角三个主要研究变量。通过Abaqus软件分析以及试验探究,分析以上三个研究变量对立铣刀铣削刨花板过程中刀刃温度变化的影响,验证了立铣刀铣削温度模型的可行性。铣削过程中,铣刀的温度经历快速上涨、缓慢上升、趋于稳定三个阶段。其他条件一定,当切削深度为4.0 mm,前角为17°,螺旋角为22°时,刀刃的平均温度较低。研究结果对立铣刀铣削加工温度的深入研究具有重要的理论和实践意义。

关键词： 儿童颈椎   C2~C7有限元模型   不同载荷   生物力学研究  

摘要： 研究儿童正常颈椎C2~C7节段的生物力学特性和不同载荷作用下儿童颈椎生物力学特性的变化规律。基于儿童颈椎CT数据,建立两个6岁儿童C2~C7颈椎有限元模型并验证有效性,施加21 N集中力和0.5、1.0、1.5、2.0 N∙m力矩分析不同工况下颈椎的关节活动度(range of motion, ROM)、椎体应力和椎间盘压力的分布特征。结果表明,力矩等值增加时两模型C2~C7颈椎ROM和应力在前屈、后伸、侧弯和旋转工况均呈现非线性增长。21 N集中力和0.5 N∙m力矩下模型1和模型2颈椎C2~C7整体ROM在前屈、后伸、侧弯和旋转时分别为8.3˚、19.07˚、25.14˚、28.2˚和10.91˚、20.08˚、18.92˚、27.61˚,两模型1.0、1.5、2.0 N∙m力矩下较0.5 N∙m时ROM最大分别增加了21.19˚、27.84˚、36.83˚和19.08˚、30.05˚、38.31˚。21 N集中力和0.5 N∙m力矩下模型1和模型2颈椎C2~C7椎体最大应力在前屈、后伸、侧弯和旋转时分别为3.19、11.75、5.93、4.84 MPa和3.96、9.81、6.71、5.89 MPa,两模型1.0、1.5、2.0 N∙m力矩下较0.5 N∙m时应力最大增幅分别为133.54%、203.76%、286.21%和83.33%、138.38%、220.20%。儿童椎间盘应力均为前屈时最小、后伸时最大,椎体与椎间盘应力分布特征与前人研究基本一致。两儿童ROM、应力大小与分布特征相近,儿童C2~C7颈椎ROM大于成人,椎体与椎间盘应力值小于成人,对儿童颈椎病进行预防治疗时应考虑儿童颈椎与成人的差异。

关键词： 吊装方案设计   有限元分析   安全性  

摘要： 为保证巨型总段吊装过程的安全性,针对某巨型总段吊装到船坞进行总组的需求,在综合考虑巨型总段、现场吊车和吊索具特点的基础之上提出底部设横梁整体吊装和甲板设吊环直接吊装等2种吊装方案。有限元仿真结果表明:底部设横梁整体吊装方案的安全性更有优势,甲板设吊环直接吊装方案的经济性和操作性更有优势。研究成果可为巨型总段吊装方案设计提供一定参考。