摘要：针对高频大功率应用场合,提出了一种基于中心抽头变压器的倍频式感应加热电源。采用结构对称的两个半桥、共用谐振电容、抽头变压器耦合的方式,使得负载工作频率为功率开关管工作频率的两倍,达到倍频的目的。功率开关管具有软开关特性,且导通时间为其开关周期的25%,相对于传统的桥式逆变器来说,明显降低了开关管的功耗。详细分析了8个不同的工作模式及相应的系统参数关系,给出了电路参数的设计方法。最后以IGBT为功率开关管,设计了一台小型样机,通过实验验证了所提出的电源拓扑、理论分析及参数选取方法的正确性。

摘要：传统架车机设计方法往往趋于保守,为了充分发挥地坑式架车机材料的承载性能,将响应面近似模型法与优化技术相结合,提出一种以地坑式架车机结构自重为优化目标的优化方法.该方法基于多学科优化软件ISIGHT和ANSYS,通过最优拉丁超立方试验设计方法分析设计变量对响应的灵敏度,获得最终设计变量,并建立响应面近似模型,利用多岛遗传算法对近似模型进行优化.结果表明,该方法能极大提高优化效率,同时使地坑式架车机结构自重降低20.64%,轻量化效果显著.研究结果可为地坑式架车机的设计提供理论指导.

摘要：针对横向振动引起的扩眼器过早失效、钻进速度缓慢等问题,基于弹塑性力学和岩石力学,以Drucker-Prager准则作为岩石的屈服准则,建立钻具-岩石互作用非线性动力学有限元模型,分析了领眼钻头和扩眼器之间的钻铤数量对钻进时领扩眼钻具的钻压分配、横振强度和机械钻速的影响。研究表明,在领扩眼钻具间连接适当数量的钻铤能够有效减小扩眼钻压的占比、降低扩眼器的横振强度、提高钻进效率;将扩眼器设计在中和点下方并使其远离中和点,有利于降低扩眼器失效的风险;在该工况下进行随钻扩眼时,领扩眼钻具间的最佳钻铤数量为3根。研究结果对随钻扩眼钻具组合设计和扩眼器寿命的提高具有一定的指导意义。

摘要：准光辐射器是高功率回旋管准光模式变换器的重要组成部分.采用几何光学理论分析圆波导准光辐射器,根据高斯波束(TEM00模)在辐射器切口处形成的原因,利用耦合波理论设计波纹波导准光辐射器.通过编写程序并进行数值优化完成140 GHz、TE28,8模式回旋管波纹波导准光辐射器的设计,结果表明波纹波导辐射器的总长度仅为205.2 mm,切口长度为47.2 mm,在辐射器螺旋切口Brillouin区内高斯模式标量相关系数大于98%.本文所用的方法也可用于其它频率和模式的回旋管准光辐射器设计.

摘要：针对电池管理系统采集的电流信号和电压信号往往含有有色噪声,且该噪声会明显影响电池状态估计性能的问题,把噪声看成扰动,提出了具有偏置电流估计功能的H_∞观测器用于电池SoC的在线估计。首先,建立具有电流偏差和噪声扰动的电池状态模型,其次设计具有偏置电流估计功能的H_∞观测器,并且通过仿真深入分析该观测器对SoC估计效果、去偏功能对估计性能的影响以及观测器对模型偏差的鲁棒性和参数适配性,最后通过实验分析验证了该方法的有效性。

摘要：采用有限元软件Ansys对桥式起重机轻量化设计存在以下问题:大多以静态指标为设计准则,忽略了动态性能;整个过程耗时较长;且优化后常要对参数进行圆整,弱化了优化效果。以20 t—22.5 m桥式起重机为例,综合利用Ansys和多学科设计优化软件Isight,以拉丁超立方设计、BP神经网络、Hooke-Jeeves算法为理论基础,提出一种效果较好且计算成本较低的桥机主梁优化设计方法。通过这种方法,缩短了优化时间,主梁质量减少了14.84%。

摘要：为解决大位移井钻杆接头剪切失效的突出问题,根据钻杆接头受扭时的变形协调关系,设计出一种高抗扭双台肩钻杆接头,其结构特征为:主、副台肩长,螺纹锥度小以及牙底圆角半径大。首先基于虚功原理、Von Mises屈服原则以及接触非线性理论,建立该钻杆接头的三维数值仿真模型;然后利用正交优化方法,对其关键结构参数进行正交优化,获得了该钻杆接头关键结构参数的最优组合为:锥度1︰16、螺距6.55 mm、导向面角度29°、承载面角度28°、牙高3.755 mm。进而采用Abaqus和Fe-safe对比计算了该钻杆接头与API钻杆接头的承载性能和疲劳性能。结果表明:①该钻杆接头与API钻杆接头相比,抗拉性能提高10.65%,抗扭性能提高62.5%,抗弯性能提高2.75%,抗压性能提高52%;②该钻杆接头比API钻杆接头的拉压疲劳寿命提高1.19倍,弯曲疲劳寿命提高1.74倍,扭转疲劳寿命提高550倍,复合疲劳寿命提高28.79%。结论认为,该钻杆接头在不降低抗拉能力、抗弯能力和抗压能力的前提下可以大幅提高抗扭能力,可更好地满足大位移井的钻井条件。

摘要：高频扭转冲击钻井作为一种新兴钻井技术,由于其在硬地层钻进中具有显著的提速效果以及能够较好抑制黏滑振动的发生而得到极大关注。但由于对其破岩机理以及提速机理认识不够清楚,使得高频扭转冲击钻井技术在推广应用时尚未发挥其最佳性能。基于有限元法建立了单齿扭转冲击切削岩石的拟三维数值仿真模型,研究了扭转冲击作用下钻齿切削岩石过程中的裂纹扩展、岩屑形成、损伤演化以及破岩比功等问题。研究结果表明:扭转冲击切削作用下岩石相比常规切削更易发生脆性破碎(体积破碎)形成大块岩屑;扭转冲击切削作用下的破岩比功要明显小于常规切削,且岩石单元从损伤萌生到刚度完全退化的时间同样要小于常规切削作用;在软地层中扭转冲击切削几乎没有提速效果。研究结果可为扭转冲击器及钻头设计、钻井参数优选提供依据。

摘要：双馈风电机组中存在较多与次同步振荡频率范围耦合的控制环路,容易引发控制环路与线路串联电容补偿之间的次同步控制相互作用(SSCI)。其中双馈风电机组转子侧内环比例参数对SSCI影响显著,但由于其稳定阈值较小,在抑制SSCI时的可调范围有限,因此有必要探寻控制环路中的其他参数对SSCI的影响。在建立完善的含双馈风电机组控制环路的并网系统阻抗模型的基础上,通过波特图与灵敏度分析详细对比控制参数对系统阻抗的影响大小,采用频率扫描法揭示了控制参数对系统阻抗的影响机理。结果表明:转子侧内环积分参数直接影响系统的谐振频率与线路的临界串联电容补偿度大小,积分参数的减小能够增加比例参数的可调范围,从而有利于降低并网系统发生SSCI的风险。

摘要：研究了将回旋管及其他高功率微波器件的振荡输出模式转换成准高斯波束的准光模式变换器,实现了准高斯模TEM00的横向输出。利用几何光学分析了模式在波导中的传播,进一步分析了伏拉索夫(Vlasov)辐射器的工作机理,运用矢量绕射理论计算出辐射场;通过编程设计了将94GHz、模式为TE62的毫米波转化为准高斯波束的准光模式变换器。结果表明:通过设计Vlasov辐射器和两级反射镜,可以在窗口处得到准高斯波束,整个系统的功率效率达到87.5%。