摘要：随着新能源电动汽车功率控制器中的IGBT模块向着微型化、集成化方向发展,功率密度增大会导致芯片发热量大幅度增加,降低模块的可靠性。优化英飞凌IGBT模块的散热器结构,以提高散热器的散热性能。设计开口角度为63.256°供冷却液流通的进口和出口,在散热器前、中、后位置设计直径为4~5.5 mm、叉分式排布的扰流柱。利用ANSYS仿真软件,通过计算流体动力学(CFD)的流固耦合传热计算模型进行仿真分析。仿真结果表明,采用新型叉分式结构散热器的IGBT模块的最高温度为85.10℃,最低温度为65.28℃,平均温度为78.81℃,均低于传统均分式结构散热器模块。搭建实验平台对IGBT模块散热器的散热性能进行检测,实验结果表明新型叉分式结构散热器散热效果良好,有助于提升IGBT模块的可靠性。

摘要：针对气压弹道式冲击波治疗仪手柄控制精度低、使用寿命短、可靠性差等问题,提出一种基于PWM信号控制策略。结合STM32F103主控制器、H桥式驱动电路、比例电磁阀等硬件组成的气动手柄控制装置的设计方案,建立比例电磁阀动态特性理论模型,通过仿真测试分析方案可行性。该装置响应更快,可减少线圈发热,降低电磁阀功耗,延长使用寿命。应用于气压弹道式冲击波治疗仪上,提高了手柄工作的稳定性,从而提升治疗效果。

摘要：为研究江顶崖古滑坡复活变形特征与稳定性,通过历史资料调研、现场踏勘与监测、卫星遥感和室内土工试验等方法,分析了主滑坡体、滑坡后壁及侧壁的变形特征与稳定性。结果表明:滑体前缘高陡边坡因降雨及河流冲刷导致坡脚失稳;中后部土体受地下水、连续强降雨影响,抗剪强度降低,下滑力增大,逐步向前推移;最终由于前缘土体的滑动,导致抗滑力减小,随之引发整体滑动,为缓慢滑动的牵引式滑坡。滑体后壁、两侧侧壁高陡,变形迹象明显,在强降雨或地震工况下易失稳滑动。江顶崖滑坡具有长期蠕滑变形、多次复活滑动等特点,是甘肃省近年来规模、范围最大的滑坡之一,在地震或暴雨作用下,滑坡有再次复活的可能,建议加强对滑坡区的变形监测,同时,对区域内不稳定斜坡进行加固治理,防止出现重大灾害。

摘要：针对大尺度模型发动机试验台工作时间短(~百毫秒到秒量级)和激光能量要求高(>1 mJ)的特点,常规的紫外激光系统不能满足发动机燃烧流场精细化测量需求,要求用于高频平面激光诱导荧光(PLIF)测量的紫外激光系统同时满足脉冲串时间间隔短和激光输出能量高,并且系统具有高可靠性和环境适应性。设计了一套用于真实发动机地面试验台高频PLIF测量的脉冲串紫外激光系统,能够获取有效的火焰动力学数据。脉冲串紫外激光系统采用自主研制的脉冲串模式激光器泵浦染料激光器,具备能量监测、波长监测和片光分布监测等功能,可以校正激光参数对测量结果的影响。其中脉冲串模式激光器采用电光调Q、脉冲串模式和MOPA技术,使输出的泵浦激光具有高脉冲能量(~50 mJ@532 nm)、短脉冲宽度(~10.8 ns)和较高的脉冲串频率(20 Hz)。脉冲串紫外激光系统的串时间间隔为50 ms,是国外激光器脉冲串间隔时间的1/200;系统整体转换效率为6%,紫外单脉冲能量为2.95 mJ@283 nm,是国外连续脉冲激光器典型能量值的7倍。为满足发动机地面试验台测量需求,自主集成了工程可用的高可靠性移动式10 kHz PLIF测量系统,具有抗震、防潮和防尘等功能,提升了高频PLIF系统的环境适应能力。国内首次在中国空气动力研究与发展中心的脉冲燃烧风洞上实现了大尺度模型发动机燃烧流场远距离大视场成像测量(~15 cm),获得了高信噪比的氢燃料及乙烯燃料高动态燃烧过程可视化结果。未来可结合光谱图像特征提取与分析方法对其燃烧状态和动态过程开展研究,为发动机复杂流动燃烧机理研究、CFD仿真和发动机设计水平提升提供支撑。

摘要：腰椎后路椎间融合术结合内固定系统已被广泛用于治疗腰椎滑脱等疾病。不同的内固定方案会使内固定系统和腰椎产生不同的力学响应,其结果会影响到内固定方案的选择。针对腰椎L5-S1骶骨节段轻度滑脱完全复位状态,在1例健康成年人腰椎模型的基础上,设计了3种不同节段的内固定手术方案:A组L5-S1融合固定、B组L4-L5-S1融合固定、C组L5-S1-S2融合固定,并建立相应的有限元模型。固定骶髂关节的耳状面,在L1椎体上表面施加垂直向下400 N的载荷和不同方向的7.5 N·m力矩,模拟脊柱前屈、后伸、侧弯和旋转等生理活动,比较不同方案模型中固定节段的钉棒应力情况、相邻近节段的椎间盘应力情况和各节段活动度的差异。结果表明,相比于A组模型,B组和C组模型的椎弓根螺钉和连接棒最大应力值较大;B组和C组椎间盘的应力最大值的集中区域明显大于A组;A组、B组和C组模型的腰椎活动总量较完整模型均有所减少。实验结果表明,采用A组L5-S1融合固定的方案可以降低内固定系统断裂的发生率,减少邻近节段椎间盘退变的发生率,在完成复位的情况下仍然可以保持一定的腰椎活动度,且A组方案的手术时间短、术中出血量少,是一种更优的内固定方案。

摘要：为了更好地提高舰船水下维护能力,针对现有水下机器人视频系统清晰度低、对比度低以及工作时海洋生物附着的问题,本文设计了一套用于舰船监测的水下机器人视频系统。通过光场分布实验仿真,计算一种水下灯的方案,能够将光场分布效果达到最佳;利用超声波传感器,设计一种新型的可自清洁的水下灯,能够有效防止生物附着。该系统优化了水下灯和水下摄像机的配置方案,确定了光源方向角和摄像机安装位置,跟现有的视频系统相比,显著提高了清晰度和对比度。该系统可达到2 592×1 944分辨率、25 fps帧率的摄像机视频信号和水下灯的控制信号传输效果。经过实验验证,该系统可以很好地提高水下成像效果,增强舰船水下维护能力。

摘要：深层碳酸盐岩气藏占四川盆地天然气资源的59%,已开发气藏普遍受水侵影响,气藏具有埋藏深、高温、高压、含硫、井筒条件复杂等特点,导致气举技术在该类气藏中应用时面临设计方法缺失,工具性能不足等系列问题。针对上述问题,通过优化设计方法、研制高压气举阀及排水采气工具等技术攻关,并进行实际应用,形成了高压深井气举、免修井排水采气等一系列含硫深井排水采气新技术。研究成果表明:(1)在常规气举设计基础上,引入地层吸液指数,建立基于地层—井筒耦合流动的高压深井气举设计方法,该方法增加顶阀下入深度,气举阀布阀支数减少60%,降低阀间干扰;(2)通过气举阀结构优化设计,研制了充氮压力35 MPa、抗外压90 MPa的高压耐蚀气举阀,可满足6 000 m井深范围内酸化—气举联作和井下长期工作的需求;(3)设计以单向注入通道为核心的气举封隔器构建单向工艺通道,以自验封和悬挂为核心的气举封隔器重建工艺通道,研发了预置式、隔离式、跨隔式排水采气工具,满足永久式封隔器在气井完井不同阶段开展排水的技术需求,实现免修井排水采气。在川渝地区含硫深井中现场应用300余井次,应用井深超6 000 m,最大排水量达650 m~3/d,有效地解决了川渝地区气田含硫、高压、深井排水采气问题。

摘要：由于现有的故障诊断方法存在诊断平均误差值较高、耗时较长的问题,为此设计了基于改进ABC-RBF神经网络的飞机全电刹车系统故障自动诊断方法;设计采用“USB接口+ARM+FPGA”的硬件架构方式和由上位机、信号衰减电路等构成的故障信号采集器,实施飞机全电刹车系统故障信号采集;设计基于互信息与变分模态分解(VMD)的信号降噪算法对采集到的信号实施降噪处理;采用改进后的ABC算法对RBF神经网络参数进行寻优,确保寻优参数的有效性;并引入模糊集合的概念来提高网络的性能,利用梯度下降法进行网络训练更新,降低诊断结果误差;由此将降噪信号输入,利用优化训练后的RBF神经网络实现飞机全电刹车系统的故障自动诊断;结果表明,该方法的偏离因子值最低达到0.08×10^(-3),3种故障的平均诊断迭代时间均较短,其中主起落架“走步”故障的平均诊断迭代时间最短。

摘要：煤气化渣提炭分质是实现其减量化、资源化、高值化利用的关键。基于此,提出研磨破碎-气流分级的干法提炭工艺,利用研磨使气化渣中炭灰结合物解离,再利用气流分级机内离心力和气体曳力作用,将解离所得的细颗粒进行高效分离。通过设计均匀试验并对各影响因素进行回归分析,获取优选试验条件并对该试验条件下的提炭效果进行验证。结果表明,气流分级提炭受多因素耦合作用影响,其中分级机频率和引风机频率是影响提炭效果的关键。均匀试验优选条件为分级机频率175 Hz、引风机频率5 Hz,喂料螺旋频率5 Hz,二次风口全开;该条件下所得富炭产品的收率为25.86%,烧失量49.76%,较原气化渣烧失量提高了26.91%,与试验预测值(49.64%)较一致,且试验效果明显优于未研磨破碎直接气流分级的气化渣。优选条件下气流分级得到的富炭产品的平均粒径(Dav)为5.95μm,满足橡胶补强填充料的粒度要求,其热值为16.73 MJ/kg,亦可作为细粉燃料等使用。同时,气流分级可实现较好的气化渣脱炭效果,所得脱炭渣烧失量低于10%,有利于其在建材等领域应用。研磨破碎-气流分级方法可实现气化渣的提炭分质,有利于其下游利用。

摘要：铁路营业线施工具有参与专业多、组织规模大、作业交互环境复杂等特点,对施工安全防护提出了很高要求,需以体系化视角对营业线施工安全防护开展系统研究。从铁路营业线施工作业实际出发,基于国防部体系结构框架(DoDAF),以实现铁路营业线施工安全防护为目标,构建铁路营业线施工DoDAF模型,涵盖全景视图、能力视图、作战视图及系统视图下多个模型,明确施工防护目标、能力、任务、功能等核心要素,形成完整的施工安全防护体系,为铁路营业线施工安全防护顶层设计提供新的借鉴思路。