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基于田口方法与交叉效率的柔性铰链多目标稳健优化设计
1
作者
伍建军
蔡伟
万福兴
《机械设计与制造》
北大核心
2025年第6期263-267,共5页
柔度和疲劳寿命是柔性铰链的两个重要性能指标。针对倒圆角直梁型柔性铰链的两个性能指标相互矛盾,工作时受到变载荷、加工误差等复杂因素的影响,性能容易产生波动,难以同时使两个性能达到最为稳定的问题,提出一种基于田口方法和数据包...
柔度和疲劳寿命是柔性铰链的两个重要性能指标。针对倒圆角直梁型柔性铰链的两个性能指标相互矛盾,工作时受到变载荷、加工误差等复杂因素的影响,性能容易产生波动,难以同时使两个性能达到最为稳定的问题,提出一种基于田口方法和数据包络分析中的对抗型交叉效率模型的多目标稳健设计方法。该方法以田口方法为基础,通过交叉效率来反映设计变量与两个性能之间的未知关系,并根据平均交叉效率大小排列所得到的序数值来寻找最优的设计变量参数组合。结果表明,该方法与其它方法相比得到的结果更为稳健,有效的降低了性能的波动,与优化前相比柔度和疲劳寿命分别提高了8.84%、31.34%,验证了该方法的有效性。
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关键词
柔性铰链
柔度
疲劳寿命
田口方法
交叉效率
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职称材料
通电方式对稀土熔盐电解影响的数值模拟及分析
2
作者
龚姚腾
吕招东
+3 位作者
陈泽斌
逄启寿
刘胜
万福兴
《中国有色冶金》
CAS
北大核心
2024年第1期112-118,共7页
在稀土熔盐的电解过程中,不同的通电方式对槽内各物理场影响也不同,进而会对电解槽的电解效率产生一定的影响。本文以某企业8 kA稀土电解槽为原型,通过Comsol的热电耦合模块研究通电铜板单侧与多侧分布的通电方式及通电铜板的不同位置...
在稀土熔盐的电解过程中,不同的通电方式对槽内各物理场影响也不同,进而会对电解槽的电解效率产生一定的影响。本文以某企业8 kA稀土电解槽为原型,通过Comsol的热电耦合模块研究通电铜板单侧与多侧分布的通电方式及通电铜板的不同位置分布下的电解槽电解时内部各物理场的变化情况,通过对比电流密度、电势差、电解温度的大小寻找最合适的通电方式。结果表明:只考虑电解效率时,导电板四侧中位通电最优分布方式,此时电解槽内电流密度最大,电能损耗最低,电解效果最好。若考虑制造成本以及可操作性,导电板单侧中位分布是最优解,这种设计的电解槽电解效率较高,同时也留出较大操作空间。其余几种分布均存在弊端,需要进一步完善。该研究旨在为稀土电解槽的结构优化提供参考意见。
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关键词
稀土
电解槽
通电方式
结构优化
数值模拟
电流密度
电势差
电解温度
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职称材料
阴、阳极结构优化对稀土电解槽电热场的影响
被引量:
1
3
作者
龚姚腾
陈泽斌
+3 位作者
吕招东
逄启寿
万福兴
刘胜
《中国有色冶金》
CAS
北大核心
2023年第6期78-85,共8页
针对稀土电解槽中阳极消耗后变形及阴极棒底部电流密度过大导致电热场分布不合理的现象,本文以某企业8 kA稀土电解槽为研究对象,运用COMSOL多物理场耦合软件对阳极倾角和阴极结构同时优化后的模型进行了三维电热场的模拟,并对电解槽的...
针对稀土电解槽中阳极消耗后变形及阴极棒底部电流密度过大导致电热场分布不合理的现象,本文以某企业8 kA稀土电解槽为研究对象,运用COMSOL多物理场耦合软件对阳极倾角和阴极结构同时优化后的模型进行了三维电热场的模拟,并对电解槽的电热场分布进行分析研究。结果表明:在阴极棒底部优化成半球形结构后,阴极底部电流密度降低,且电解槽的下半部分电场分布更为均匀,改善了电解槽的局部过热的情况;阳极倾角适当增大,可以使槽内电压降低,高温区域向槽底转移;在阴极底部半球形结构条件下,当阳极倾角为8°、插入深度为320 mm时,电热场分布最为合理。
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关键词
稀土电解槽
阴、阳极
结构优化
电热场分布
阴极底部结构
阳极倾角
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职称材料
不同保温层厚度下稀土电解槽电热场分析
被引量:
2
4
作者
逄启寿
刘胜
万福兴
《中国有色冶金》
CAS
北大核心
2023年第1期68-74,共7页
目前,稀土熔盐电解法是制取稀土金属的主要工业生产方法之一,其中电解槽保温层是影响电解温度的重要条件之一。以赣州某企业8 kA稀土电解槽为研究对象,利用COMSOL软件进行模拟仿真,研究电解槽保温层厚度不同的情况下电解槽的温度场和电...
目前,稀土熔盐电解法是制取稀土金属的主要工业生产方法之一,其中电解槽保温层是影响电解温度的重要条件之一。以赣州某企业8 kA稀土电解槽为研究对象,利用COMSOL软件进行模拟仿真,研究电解槽保温层厚度不同的情况下电解槽的温度场和电场参数,得到不同保温层厚度下电解槽温度场与电场的分布情况。结果表明:电解槽在电解过程中保温层壁面的温度差要远大于石墨坩埚壁面温度差,表明保温层在电解槽电解过程中起着主要的保温作用;随着保温层厚度的增大,电解区域的温度逐渐增加,温度梯度逐渐减小,温度场分布更均匀;电解槽的阴极表面电流密度先增大后减小,在保温层厚度为78 mm时,阴极表面电流密度达到最大值,即3.568×10^(4)A/m^(2),阴极表面电流密度越大则电解槽电解效率越高。结合电场和温度场分布结果得出,当电解槽保温层的厚度为78 mm时,电解槽的电解效率最高。
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关键词
稀土电解槽
保温层
厚度
数值模拟
电场
温度场
电解效率
钕
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职称材料
档板结构对重稀土圆筒式萃取槽三维流场的影响
5
作者
逄启寿
万福兴
王高平
《厦门大学学报(自然科学版)》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第2期207-214,共8页
在稀土萃取的过程中,萃取槽混合室主要用于混合水相和有机相萃取剂P507,以便于传质.其内部结构对槽内流体流动与料液的混合也有着重要影响.本研究主要针对萃取槽内档板结构对槽内流场的影响进行分析,利用计算流体动力学(CFD)软件对不同...
在稀土萃取的过程中,萃取槽混合室主要用于混合水相和有机相萃取剂P507,以便于传质.其内部结构对槽内流体流动与料液的混合也有着重要影响.本研究主要针对萃取槽内档板结构对槽内流场的影响进行分析,利用计算流体动力学(CFD)软件对不同档板宽度与倾角下的槽内流场进行模拟,分析各流场的流体速度与湍动能,发现:档板的宽度从10 mm增加至15 mm时,流体的混合效果得到改善;继续增加档板宽度至20 mm时,流体混合效率反而会降低;当档板的倾斜方向与叶片转动方向一致时,有利于料液的流动,从而有利于料液混合与两相传质.
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关键词
稀土萃取槽
档板结构
流场分析
数值模拟
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职称材料
题名
基于田口方法与交叉效率的柔性铰链多目标稳健优化设计
1
作者
伍建军
蔡伟
万福兴
机构
江西理工大学机电工程学院
出处
《机械设计与制造》
北大核心
2025年第6期263-267,共5页
基金
国家自然科学基金资助项目(51365015,51665017)。
文摘
柔度和疲劳寿命是柔性铰链的两个重要性能指标。针对倒圆角直梁型柔性铰链的两个性能指标相互矛盾,工作时受到变载荷、加工误差等复杂因素的影响,性能容易产生波动,难以同时使两个性能达到最为稳定的问题,提出一种基于田口方法和数据包络分析中的对抗型交叉效率模型的多目标稳健设计方法。该方法以田口方法为基础,通过交叉效率来反映设计变量与两个性能之间的未知关系,并根据平均交叉效率大小排列所得到的序数值来寻找最优的设计变量参数组合。结果表明,该方法与其它方法相比得到的结果更为稳健,有效的降低了性能的波动,与优化前相比柔度和疲劳寿命分别提高了8.84%、31.34%,验证了该方法的有效性。
关键词
柔性铰链
柔度
疲劳寿命
田口方法
交叉效率
Keywords
Flexure Hinge
Flexibility
Fatigue Life
Taguchi Method
Cross Efficiency
分类号
TH16 [机械工程—机械制造及自动化]
TH112 [机械工程—机械设计及理论]
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职称材料
题名
通电方式对稀土熔盐电解影响的数值模拟及分析
2
作者
龚姚腾
吕招东
陈泽斌
逄启寿
刘胜
万福兴
机构
江西理工大学机电工程学院
出处
《中国有色冶金》
CAS
北大核心
2024年第1期112-118,共7页
文摘
在稀土熔盐的电解过程中,不同的通电方式对槽内各物理场影响也不同,进而会对电解槽的电解效率产生一定的影响。本文以某企业8 kA稀土电解槽为原型,通过Comsol的热电耦合模块研究通电铜板单侧与多侧分布的通电方式及通电铜板的不同位置分布下的电解槽电解时内部各物理场的变化情况,通过对比电流密度、电势差、电解温度的大小寻找最合适的通电方式。结果表明:只考虑电解效率时,导电板四侧中位通电最优分布方式,此时电解槽内电流密度最大,电能损耗最低,电解效果最好。若考虑制造成本以及可操作性,导电板单侧中位分布是最优解,这种设计的电解槽电解效率较高,同时也留出较大操作空间。其余几种分布均存在弊端,需要进一步完善。该研究旨在为稀土电解槽的结构优化提供参考意见。
关键词
稀土
电解槽
通电方式
结构优化
数值模拟
电流密度
电势差
电解温度
Keywords
rare earth
electrolytic cell
mode of power supply
optimization of structure
numerical simulation
current density
potential difference
electrolysis temperature
分类号
TF845 [冶金工程—有色金属冶金]
TF803 [冶金工程—有色金属冶金]
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职称材料
题名
阴、阳极结构优化对稀土电解槽电热场的影响
被引量:
1
3
作者
龚姚腾
陈泽斌
吕招东
逄启寿
万福兴
刘胜
机构
江西理工大学机电工程学院
出处
《中国有色冶金》
CAS
北大核心
2023年第6期78-85,共8页
文摘
针对稀土电解槽中阳极消耗后变形及阴极棒底部电流密度过大导致电热场分布不合理的现象,本文以某企业8 kA稀土电解槽为研究对象,运用COMSOL多物理场耦合软件对阳极倾角和阴极结构同时优化后的模型进行了三维电热场的模拟,并对电解槽的电热场分布进行分析研究。结果表明:在阴极棒底部优化成半球形结构后,阴极底部电流密度降低,且电解槽的下半部分电场分布更为均匀,改善了电解槽的局部过热的情况;阳极倾角适当增大,可以使槽内电压降低,高温区域向槽底转移;在阴极底部半球形结构条件下,当阳极倾角为8°、插入深度为320 mm时,电热场分布最为合理。
关键词
稀土电解槽
阴、阳极
结构优化
电热场分布
阴极底部结构
阳极倾角
Keywords
rare earth electrolytic cell
anode and cathode
structural optimization
electric-thermal field distribution
bottom structure of cathode
anode inclination angle
分类号
TF845 [冶金工程—有色金属冶金]
TF803.2 [冶金工程—有色金属冶金]
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职称材料
题名
不同保温层厚度下稀土电解槽电热场分析
被引量:
2
4
作者
逄启寿
刘胜
万福兴
机构
江西理工大学机电工程学院
出处
《中国有色冶金》
CAS
北大核心
2023年第1期68-74,共7页
文摘
目前,稀土熔盐电解法是制取稀土金属的主要工业生产方法之一,其中电解槽保温层是影响电解温度的重要条件之一。以赣州某企业8 kA稀土电解槽为研究对象,利用COMSOL软件进行模拟仿真,研究电解槽保温层厚度不同的情况下电解槽的温度场和电场参数,得到不同保温层厚度下电解槽温度场与电场的分布情况。结果表明:电解槽在电解过程中保温层壁面的温度差要远大于石墨坩埚壁面温度差,表明保温层在电解槽电解过程中起着主要的保温作用;随着保温层厚度的增大,电解区域的温度逐渐增加,温度梯度逐渐减小,温度场分布更均匀;电解槽的阴极表面电流密度先增大后减小,在保温层厚度为78 mm时,阴极表面电流密度达到最大值,即3.568×10^(4)A/m^(2),阴极表面电流密度越大则电解槽电解效率越高。结合电场和温度场分布结果得出,当电解槽保温层的厚度为78 mm时,电解槽的电解效率最高。
关键词
稀土电解槽
保温层
厚度
数值模拟
电场
温度场
电解效率
钕
Keywords
rare earth electrolyzer
insulation layer
thickness
numerical simulation
electric field
temperature field
electrolytic efficiency
neodymium
分类号
TF845 [冶金工程—有色金属冶金]
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职称材料
题名
档板结构对重稀土圆筒式萃取槽三维流场的影响
5
作者
逄启寿
万福兴
王高平
机构
江西理工大学机电工程学院
出处
《厦门大学学报(自然科学版)》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第2期207-214,共8页
文摘
在稀土萃取的过程中,萃取槽混合室主要用于混合水相和有机相萃取剂P507,以便于传质.其内部结构对槽内流体流动与料液的混合也有着重要影响.本研究主要针对萃取槽内档板结构对槽内流场的影响进行分析,利用计算流体动力学(CFD)软件对不同档板宽度与倾角下的槽内流场进行模拟,分析各流场的流体速度与湍动能,发现:档板的宽度从10 mm增加至15 mm时,流体的混合效果得到改善;继续增加档板宽度至20 mm时,流体混合效率反而会降低;当档板的倾斜方向与叶片转动方向一致时,有利于料液的流动,从而有利于料液混合与两相传质.
关键词
稀土萃取槽
档板结构
流场分析
数值模拟
Keywords
rare earth extraction tank
baffle structure
flow field analysis
numerical simulation
分类号
TF804.2 [冶金工程—有色金属冶金]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于田口方法与交叉效率的柔性铰链多目标稳健优化设计
伍建军
蔡伟
万福兴
《机械设计与制造》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
通电方式对稀土熔盐电解影响的数值模拟及分析
龚姚腾
吕招东
陈泽斌
逄启寿
刘胜
万福兴
《中国有色冶金》
CAS
北大核心
2024
0
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职称材料
3
阴、阳极结构优化对稀土电解槽电热场的影响
龚姚腾
陈泽斌
吕招东
逄启寿
万福兴
刘胜
《中国有色冶金》
CAS
北大核心
2023
1
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职称材料
4
不同保温层厚度下稀土电解槽电热场分析
逄启寿
刘胜
万福兴
《中国有色冶金》
CAS
北大核心
2023
2
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下载PDF
职称材料
5
档板结构对重稀土圆筒式萃取槽三维流场的影响
逄启寿
万福兴
王高平
《厦门大学学报(自然科学版)》
CAS
CSCD
北大核心
2022
0
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职称材料
已选择
0
条
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参考文献
引证文献
统计分析
检索结果
已选文献
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