摘要：机械应力会影响电机铁心材料的磁滞回环特性和磁致伸缩回环特性,进而影响电机损耗与振动等运行性能,为此需要在电工产品设计阶段有效模拟电工钢片磁滞-磁致伸缩应变-机械应力的耦合关系下的磁特性。基于磁畴能量极小值的原理,该文提出改进的磁畴结构模型(ADSM)实现电工钢片在机械应力下磁滞与磁致伸缩回环滞后特性表征。引入磁滞能量密度函数描述磁滞和磁致伸缩回环滞后效应,引入磁弹性能考虑机械应力对磁特性的影响,使用多个晶粒磁特性的平均值来表示多晶结构电工钢片的磁特性,最后通过模型结果与实验测量数据对比,验证了该改进的ADSM较传统模型更能有效地表征电工钢片的磁滞与磁致伸缩滞后特性,为准确计算铁心的损耗与振动性能奠定基础。

摘要：准确模拟电工钢片在机械应力作用下的磁滞特性是电工装备铁心优化设计的关键技术。该文首先基于原始Energetic磁滞模型,在电工钢片的总能量密度中引入由机械应力引起的能量密度附加项;其次,根据能量平衡原理,采用场分离技术实现能量密度分量向磁场分量的转换;然后,考虑Energetic磁滞模型中各参数对机械应力的依赖性,利用场叠加原理建立一种机械应力作用下的电工钢片磁滞模型;最后,以晶粒取向硅钢片为例,基于取向硅钢片在不同压缩和拉伸应力下的磁滞回线实验数据,采用粒子群优化算法对所提模型参数进行辨识,从而揭示了模型参数对机械应力的依赖关系,并在此基础上分析了机械应力对取向硅钢片矫顽力、磁滞损耗密度以及剩磁的影响规律。对比仿真和实验结果,验证了所提模拟方法的准确性。

摘要：特高压直流穿墙套管由于其结构细长,在地震中极易受损,然而其内部支柱绝缘子的受力情况未见报道。此外,新型陶瓷材料作为高机械强度的绝缘材料,具备替代环氧材料的应用潜力。为此,该文首先设计了3种基本形状的陶瓷绝缘支柱。其次,通过有限元法计算了9级地震烈度下纯SF_(6)气体绝缘直流穿墙套管中绝缘支柱的应力分布,基于静力法分析了绝缘支柱的受力情况。最后,对比了新型陶瓷支柱与现有环氧支柱的裕度。结果表明:陶瓷支柱中凹线形结构的应力最小,分布最均匀。应力主要在顶部和底部金属嵌件附近的圆弧位置处集中,分别由竖直方向和水平方向的载荷引起,最大应力为105.1 MPa。由于新型陶瓷材料具备了优异的机械强度,地震工况下陶瓷支柱的裕度显著大于环氧支柱,为2.85。因此,相比于环氧支柱,陶瓷支柱可以提供更好的机械支撑,可以为高烈度地震区中SF_(6)气体绝缘设备内部的绝缘支柱的选择和研制提供参考。

摘要：超临界二氧化碳动力循环中印刷电路板换热器所处的高温高压工况可能导致芯体材料失效和结构破坏,有必要进行应力分析以优化通道结构,保证系统长期安全稳定运行。该文利用有限元方法对印刷电路板换热器芯体热冷通道特定路径的热应力、机械应力和总应力进行分析,比较487.6~537.1℃范围内的热应力,分析半圆通道尖角圆弧半径对应力变化的影响。结果表明:芯体所受应力是工质压力和温度梯度共同作用的结果,冷通道的总应力大于热通道;芯体半圆截面通道尖角的存在导致应力集中,半圆弧中间位置因温度梯度较大产生较大热应力;增大芯体半圆截面尖角圆弧半径能有效减小应力集中处的机械应力和热应力,且机械应力减小幅度更大。最后,指出在通道结构设计时应注意改善尖角处的应力集中,并控制蚀刻深度,相同当量直径下采用圆截面的通道最大热应力、最大机械应力和最大总应力都有大幅的减小。

摘要：为了研究磨削加工过程中机械应力的大小和分布,建立了磨削机械应力理论模型。针对40Cr材料进行小切深磨削试验,基于磨削力在磨削弧上的三角形分布计算了加工过程中的机械应力,研究了工件磨削区内沿着磨削方向上机械应力的变化趋势。结果表明:工件表面沿着磨削方向上的机械应力在砂轮切入点处为拉应力,并在磨削弧上先增大后减小,靠近砂轮切出点时急剧变化产生压应力,在切出点时达到最大值;在小切深磨削中,沿着磨削方向上的机械应力作用深度有限,随着深度方向衰减较快;根据小切深磨削的试验结果,建立了磨削后工件表面的残余应力与磨削深度和工件进给速度的经验公式,这对残余应力的预测研究具有一定的参考意义。

摘要：准确快速模拟磁性材料在不同应力下的磁滞特性对设计承受机械应力的电气设备铁心有重要意义。用BROCKHAUS-MPG200电工钢测试系统,测量了电工钢片样本在不同应力下的磁滞回线,发现其在应力作用下,磁滞回线会产生局部畸变的现象,且磁密越高,这种畸变越严重。为此,首次将2种常用的简化Preisach模型拓展至应力下的电工钢片磁滞特性模拟,发现仅有一种Priesach模型适用。根据该模型的基本特征,仅需利用具有畸变特性的实测极限磁滞回线,即可辨识不同应力值下的Everett函数。提出立方插值法提取以应力为变量的逆Everett函数,建立了应力下电工钢片的静态逆Preisach模型。实验及仿真结果表明,该模型计算精度较高,可用于实际工程中应力下磁性材料的磁滞特性模拟及磁滞损耗计算。

摘要：在同心式磁齿轮的设计中,采用互连型调制环能够有效降低制造难度并提高结构的机械强度,调制环的设计需要综合考虑电磁性能、机械强度和制造成本等多种因素。以同心式磁齿轮中的互连型调制环为研究对象,通过改变连接桥厚度、调制块占比、紧固杆的数量和直径等设计变量,重点分析了磁齿轮的最大转矩和调制环结构的应力受这些设计变量影响而变化的规律,并提出了一种互连型调制环的设计方法。

摘要：机械应力是影响高压大功率压接型IGBT器件电气特性、热特性以及可靠性的关键因素之一。首先,从芯片与封装结构设计的角度,介绍单芯片以及多芯片并联机械压力分布均衡特性的研究现状及其关键设计技术。其次,从封装工艺的角度,分别对比弹性压接、刚性压接等不同焊接形式对芯片机械应力分布的影响规律。最后,结合压接封装结构特点,基于一种新型芯片终端结构,提出一种新型封装技术方案,可以有效提升单芯片以及并联芯片压力的均衡特性,为高压大容量压接型IGBT器件的设计提供参考依据。

摘要：复合套管在运行过程会长期受到热胀冷缩、风以及振动等机械应力的作用,这些都可能对复合套管的电晕老化特性造成一定影响。为了分析机械应力对复合套管用硅橡胶材料电晕老化特性影响,对不同机械应力下(0 N,10 N,50 N,100 N)复合套管用硅橡胶材料的电晕老化特性进行了研究,研制了一套能够模拟复合套管用硅橡胶材料不同受力情况的电晕加速老化试验系统,并采用FTIR,SEM和憎水性等测试方法对电晕老化后的试样状态进行了评估分析。研究结果表明机械应力的存在很大程度上加剧了试样电晕老化的进程,对其微观形态、化学结构等产生很大的影响,同时为硅橡胶复合套管的设计提供一定的参考。

摘要：选取电缆附件用硅橡胶材料为研究对象,研究了不同机械应力(0~0.5 MPa)下硅橡胶材料内部电树枝的起始特性。测量了硅橡胶材料的应力应变曲线,结合Mooney-Rivlin模型进行仿真计算。结果表明:随着外施压力的增加,电树枝的起树电压单调下降,出现单枝状电树枝的概率增加,密集形态电树枝(松枝状和丛状)的出现比例下降。当压强大于0.3 MPa时,丛状和松枝状电树枝消失。硅橡胶材料在承受外施压应力时,在内部的正交方向上将产生拉伸应力,解释了硅橡胶电树枝的起始特性。在电缆设计过程中,需要综合考虑机械应力对电树枝特性的影响,以保证电缆绝缘的有效运行。