摘要：目的:准双曲面齿轮副在实际装配过程中不可避免地存在安装误差。本文旨在建立考虑多种安装误差的准双曲面齿轮啮合模型,对齿轮副啮合印痕特征(齿面分布位置、大小和方向)进行参数化建模,精确评价印痕对安装误差的敏感性,以及研究降低接触性能对安装误差的敏感度的方法,为准双曲面齿轮副的加工和安装提供理论依据。创新点:1.对准双曲面齿轮齿面接触印痕进行精确的参数化建模;2.建立考虑轴交角误差、偏置距误差以及大小轮轴向误差的齿轮副啮合分析模型;3.建立准双曲面齿轮副安装误差敏感度综合评价模型;4.通过优化齿轮加工参数,在齿轮副设计环节实现齿轮副安装误差敏感度的降低。方法:1.对准双曲面齿轮副安装误差和齿面接触印痕进行参数化建模,推导出表示接触印痕大小、方向和齿面分布位置的解析表达式(公式(1)^(3));2.建立考虑4种安装误差的准双曲面齿轮副啮合分析模型(公式(4)^(11)),得到不同安装误差对啮合印痕的影响(图5~7);3.建立准双曲面齿轮副安装误差综合敏感度优化模型(公式(15)),并基于改进的多种群遗传算法(图14)实现齿轮副安装误差敏感性的降低(图8)。结论:1.四种安装误差对准双曲面齿轮啮合质量的影响程度不同;其中轴交角误差的影响最大,其次是偏置距误差,而大小轮的轴向安装误差的影响最小,因此安装齿轮副必须注重轴交角及偏置距的安装精度。2.通过降低齿轮副安装误差综合敏感度,可在一定程度上降低系统对装配误差的敏感性;在齿轮副设计环节加入安装误差敏感度分析,优化机床加工参数,对装配后的啮合质量控制具有积极意义。3.考虑安装误差的轮齿接触分析模型能够得到不同安装误差对啮合印痕及传动误差的影响规律,是一种对失配状态下的准双曲面齿轮副进行无载啮合分析的有效工具。

摘要：超2000 m级悬索桥已超过现行桥梁设计规范的适用范围,传统安全系数法仅从均值或标准值角度反映设计安全度,未能真实反映抗力小于荷载导致失效的概率或风险。基于荷载、抗力以及设计关键参数的数据统计特征与变异性,利用可靠度分析理论,对悬索桥重力式锚碇滑移构建承载能力极限状态设计方程,重点计算基于目标可靠度的抗力项分项系数合理取值,并推导目标可靠度等效的抗滑安全系数表达式。最后以主跨2300 m世界第一跨径悬索桥为背景工程,构建超大跨径悬索桥重力式锚碇抗滑实用设计表达式,并与传统安全系数设计方法进行安全度对比分析。结果表明:利用极限状态(分项系数)设计方法,与现行规范锚碇设计方法相比,可显著降低超大跨径悬索桥重力式锚碇抗滑设计等效安全系数取值,大幅提升其安全设计的科学性与经济性,并为编制超2000 m级悬索桥设计规范提供基础理论与技术支撑。

摘要：针对甲醇作为船舶替代燃料的特点,提出一种适用于大型集装箱船的甲醇燃料舱设计方案,以一艘大型集装箱船为例,采用有限元方法来验证甲醇燃料舱区域的结构强度,同时探讨燃料舱端部节点设计对船体结构强度的影响。为大型集装箱船甲醇燃料舱的结构设计提供参考。

摘要：为准确评估高速公路环圈匝道不同交通状况下碰撞护栏和追尾的风险,改善出口环圈匝道行车安全不足现状,提出一种基于航拍数据的行车风险评估方法。首先,通过分析3个实际案例的车辆速度和轨迹数据,总结高速公路互通式立交出口环圈匝道的车辆行驶特征,并定义2种主要的事故类型(车辆进入匝道后与左侧护栏相撞、由于跟驰状态导致的追尾)。其次,介绍如何计算安全评估指标(横向距离和碰撞时间),并根据出口环圈匝道特点选择合适的评估阈值,建立行车安全性评估方法。最后,通过实际案例的分析,验证该方法的有效性。研究结果表明:车辆在匝道内的速度和轨迹控制呈现一致性,车辆需要约135 m的距离从变速到稳定;为避免与左侧护栏相撞,车辆在匝道内会有向右偏移的趋势,偏移长度与初始车速相关;在减速车道上,车辆几乎没有撞击护栏的风险,但在跟驰状态下,前车进入匝道可能导致追尾事故;车速过快可能导致在匝道入口处与左侧护栏相撞;所提出方法与历史事故数据的预测结果相符。研究提供了一种新的出口环圈匝道行车安全性分析方法,将行车特征与安全性分析量化,可为立交出口的管理和设计提供理论支持。

摘要：为了提高智能车辆路径跟踪控制器的可靠性和控制精度,提出一种基于误差动力学模型的路径跟踪控制方法.基于车辆运动学模型和动力学模型建立系统误差动力学模型,并在此基础上推导出车辆路径跟踪控制的稳态控制律,利用李雅普诺夫稳定性理论验证稳态控制律的正确性.为了减小外部干扰对控制性能的影响,提高控制器的可靠性,进一步设计基于车辆侧向位移误差的瞬态控制律,并利用李雅普诺夫稳定性理论验证闭环系统的稳定性.稳态控制律和瞬态控制律构成了非线性的路径跟踪控制器.通过与车辆路径跟踪常用的线性控制器和非线性控制器对比验证所提出控制方法的有效性,线性控制器选用LQR控制器,非线性控制器选用Stanley控制器.仿真结果表明,与LQR控制器相比,所提出控制方法的路径跟踪控制精度、抗干扰性和可靠性更好.与Stanley控制器相比,所提出控制方法具有更好的路径跟踪控制精度和控制收敛速度,且在大曲率路径跟踪过程中具有更好的可靠性.

摘要：地下储氢是实现氢能大规模存储的最具潜力的方式,氢气压缩机是氢气注采过程中的核心设备,其中离心压缩机与往复压缩机是较适应于地下大规模储氢的压缩机类型。本文从压缩机设计配置、流量压比、润滑与排气温度限制、安全与泄漏等多个角度比较了离心与往复压缩机的特点,梳理了这2种压缩机的研究及应用现状。分析了应用于地下储氢时离心与往复压缩机目前还存在的技术问题,这主要为往复圧式缩机难以实现大流量运行,而离心压缩机压缩氢气时不易实现高压比,因此均需做出优化与改进。本文面向氢能领域前沿发展方向,为我国进一步发展大规模地下储氢的地上设备提供建设性意见。

摘要：针对反应堆用锆合金渗氢后易发生蠕变-疲劳失效问题,采用频率修正应变寿命法和频率修正滞回能法研究了再结晶状态的锆合金在320oC、不同渗氢含量下的蠕变-疲劳行为。结果表明:随保持时间增加,无渗氢试样的抗蠕变-疲劳性能降低,但保持时间30 s以上时无明显影响;保持时间对渗氢试样的抗蠕变-疲劳性能无影响。不同保持时间下,未渗氢试样的抗蠕变-疲劳性能最好,0.04%氢含量试样的性能最差,0.005%氢含量在高应变水平(高滞回能)下的抗蠕变-疲劳性能弱于0.02%氢含量试样,而在低应变水平区域优于0.02%氢含量试样。氢含量的影响机理为:固溶氢可提高蠕变-疲劳寿命,氢化物可降低蠕变-疲劳寿命;0.04%氢含量试样中氢化物起主导作用,导致其蠕变-疲劳性能最差。

摘要：为了进一步提高25Cr3Mo3NiNbZr钢的室温力学性能,对其进行成分优化,设计制备了25CrMo3NiTiVNbZr钢。利用场发射扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、电子背散射衍射(EBSD)技术以及拉伸试验机等研究了两种试验钢经1050℃淬火及640℃回火2 h后的室温力学性能、析出相特征和强化机理。结果表明:25Cr3Mo3NiNbZr钢主要析出相为纺锤状富Mo的M_(2)C相,其平均直径为18 nm,25CrMo3NiTiVNbZr钢中析出了更加细小的M_(2)C和MC碳化物,其平均直径为7.93 nm。25CrMo3NiTiVNbZr钢的室温抗拉强度达到1412 MPa,屈服强度达到1279 MPa,相比25Cr3Mo3NiNbZr钢分别提高了283和336 MPa。通过理论计算,两种试验钢室温下的强化机制均以析出强化、细晶强化和位错强化为主,其中25CrMo3NiTiVNbZr钢的位错强化增量和析出强化增量较25Cr3Mo3NiNbZr钢明显增加,分别增加了174和205 MPa。

摘要：CORC(Conductor On Round Core)型电缆在高场下具有高载流和良好的机械性能,是制备聚变堆高场CS磁体最具潜力的电缆结构之一。但在制备过程中的穿缆拉力与运行过程中电磁力在电缆上的轴向分力会导致电缆性能发生衰退。为了研究CORC型电缆在液氮、自场环境下临界电流与拉力、应变的关系,设计并搭建了一套电缆轴向拉伸通电测试装置,对基于上海超导YBCO带材制备的CORC哑缆进行测试,研究结果表明,在0~9 kN递增的轴向拉力下,n值呈均匀减小趋势。以95%IC0点作为临界电流衰退点,样品1的临界拉力为5 kN、临界应变为2.70%;样品2的临界拉力为7.4 kN、临界应变为7.20%。研究结果将为CORC型电缆穿缆工艺与运行工况提供数据支持。

摘要：为降低气体放电间隙直流条件下自击穿电压分散性,尽可能不影响其自击穿电压,基于环形电极放电间隙,设计了一种在阴极中心植入辅助放电针的辅助放电电极结构。通过电场仿真,研究了辅助放电针直径、长度和顶部倒角对放电间隙场畸变的影响。实验研究了放电间隙无辅助放电针和植入辅助放电针后,其在干燥空气和SF_(6)气体中的直流自击穿特性。结果表明:辅助放电针直径越小、长度越长,电极环对其电场屏蔽作用越弱,放电间隙场畸变强度越大;辅助放电针对SF_(6)气体放电间隙直流自击穿电压影响较小,随着场畸变系数的增大,同一气压下干燥空气自击穿电压下降百分数为SF_(6)气体自击穿电压下降百分数的2~3倍;辅助放电针对直流条件下干燥空气和SF_(6)气体放电间隙自击穿电压稳定性具有有益作用,分散性减小百分数较无辅助放电针结构均提高约25%。