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CFRTP蒙皮桁条构件感应焊接磁-热-力耦合仿真
1
作者 占小红 卜珩倡 +1 位作者 罗杰帮 李晓东 《航空材料学报》 北大核心 2025年第3期61-74,共14页
碳纤维增强热塑性复合材料(carbon fiber reinforced thermoplastic composite,CFRTP)凭借其比强度高、韧性强、可焊接,被广泛应用于航空航天领域;感应焊接是其构件制造的关键工艺,然而,感应焊接过程中多场高度复杂耦合,其演化及分布特... 碳纤维增强热塑性复合材料(carbon fiber reinforced thermoplastic composite,CFRTP)凭借其比强度高、韧性强、可焊接,被广泛应用于航空航天领域;感应焊接是其构件制造的关键工艺,然而,感应焊接过程中多场高度复杂耦合,其演化及分布特征尚不明晰,制约了构件的高效高质量生产。本研究通过耦合求解麦克斯韦方程组、傅里叶传热方程及弹塑性本构方程,构建CFRTP蒙皮桁条构件感应焊接过程磁-热-力耦合仿真模型,研究焊接过程磁、热及力的分布与演化特征。结果表明:在交变电磁场作用下,构件边缘区域磁场强度达1.45mT,模拟所得磁场、温度场与应力场均存在显著边缘效应,焊接过程界面温度可超500℃,该现象与高频涡流引起的趋肤效应密切相关;焊接过程中蒙皮底部两侧存在非对称、近半椭圆状的高温区域,且靠近立桁区域的温度显著高于远离立桁区域的温度;当电流频率从150 kHz增加至250 kHz,焊件上应力最大值从637 MPa增加至778 MPa,焊接界面处的非对称应力集中区域不断扩大;焊接过程温度场及焊后应力测量结果与模拟结果高度吻合,这有效验证所构建模型的准确性和适用性,本研究为CFRTP复杂构件感应焊接的工艺优化与质量控制提供了理论支撑。 展开更多
关键词 热塑性复合材料 磁-热-力耦合仿真 温度场 应力场 磁场 感应焊接
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锂离子电池电化学-热-力多物理场耦合建模综述
2
作者 杨凯 杨晓光 +2 位作者 王文伟 姜久春 南金瑞 《电源技术》 北大核心 2025年第5期887-897,共11页
建立模型预测锂离子电池在不同工况下的性能以及寿命的发挥,有助于缩短电池的设计和验证周期,实现电池全生命周期高可靠运维。锂离子电池在实际使用过程中需要受到外力的约束,力对电池的性能和寿命有着不可忽视的影响,在建模过程中同时... 建立模型预测锂离子电池在不同工况下的性能以及寿命的发挥,有助于缩短电池的设计和验证周期,实现电池全生命周期高可靠运维。锂离子电池在实际使用过程中需要受到外力的约束,力对电池的性能和寿命有着不可忽视的影响,在建模过程中同时考虑电化学、温度、力场及其之间的耦合成为了近年来的研究热点。针对锂离子电池电化学-热-力耦合建模的研究现状进行分析,介绍了电化学-热、电化学-热-力耦合性能模型以及老化模型的建模方法,综述了现阶段电化学-热-力耦合模型的研究进展,并展望了未来模型发展所亟需解决的关键技术挑战。 展开更多
关键词 锂离子电池 电化学-热-力耦合建模 性能预测 寿命预测
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热-力耦合作用下乏燃料剪切机运动副干摩擦行为研究
3
作者 杨贺 董建鹏 +2 位作者 高峰 高山 谭傲霜 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第2期503-512,共10页
极端工况下乏燃料剪切机不锈钢滚轮运动副会出现卡死现象,滚动摩擦变为滑动摩擦,加之高辐照工况下难以润滑,导致轮轨运动副磨损严重。本文通过对经典Archard模型进行修正,建立了不锈钢干摩擦磨损的热-力耦合模型。对比试验表明,磨损预... 极端工况下乏燃料剪切机不锈钢滚轮运动副会出现卡死现象,滚动摩擦变为滑动摩擦,加之高辐照工况下难以润滑,导致轮轨运动副磨损严重。本文通过对经典Archard模型进行修正,建立了不锈钢干摩擦磨损的热-力耦合模型。对比试验表明,磨损预测的最大相对误差为9.34%,验证了所建立模型的有效性。利用本文所建模型研究了极限滑动工况下剪切滑车滚轮的摩擦行为。结果表明,随着滑动距离的增加,温度和Mises应力都呈先下降后上升的趋势,且对接触区域的影响范围逐渐扩大。本研究得到了滚轮磨损深度与滑动距离之间的定量映射规律,为提高乏燃料剪切机的可靠性提供理论依据。 展开更多
关键词 不锈钢运动副 干摩擦 Archard模型 热-力-磨损完全耦合
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热-力耦合对HTCC气渗性能及孔结构的影响
4
作者 张登祥 曾喆 蒋中明 《长江科学院院报》 北大核心 2025年第6期177-184,218,共9页
为探究高韧性水泥基复合材料(HTCC)在热-力耦合作用下的气渗特性,试验制备HTCC并测试其轴向拉伸力学性能,根据CAES运行工况在压强10 MPa、温度150℃以内选取9个试验方案,对10组HTCC试件做温压同步循环加载后进行高压气体渗透及微结构试... 为探究高韧性水泥基复合材料(HTCC)在热-力耦合作用下的气渗特性,试验制备HTCC并测试其轴向拉伸力学性能,根据CAES运行工况在压强10 MPa、温度150℃以内选取9个试验方案,对10组HTCC试件做温压同步循环加载后进行高压气体渗透及微结构试验,测试热-力耦合作用对HTCC气渗性能及孔结构的影响。试验结果表明:HTCC拉压比可以达到0.16以上,峰值拉伸应变为0.7%以上,平均裂缝宽度为41~49μm,具有很好的抗拉韧性与裂缝控制能力;HTCC气体渗透率为10-18 m^(2)数量级,温压同步循环加载后渗透率均有明显增长,且温度与压强对渗透率的影响效果不同,渗透率对压强的变化更加敏感;气体渗透率随进气口压力的增加而逐渐减小,但当进气口压力超过3 MPa后,渗透率基本趋于稳定;当压强<7.5 MPa、且温度<100℃时,温压循环后HTCC渗透率能保持在10-18 m^(2)数量级以内,可以满足CAES抗渗性能要求。当压强达到10 MPa时,HTCC临界孔径增大,孔径粗化,抗渗性能迅速劣化。 展开更多
关键词 高韧性水泥基复合材料 热-力耦合 气渗性能 渗透率 孔结构
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热-水-力耦合作用下裂隙砂岩渗流和破坏特性研究
5
作者 刘新荣 张馨元 +2 位作者 周小涵 张吉禄 王䶮 《重庆大学学报》 北大核心 2025年第3期66-80,共15页
研究热-水-力耦合作用下粗糙裂隙岩体渗流和破坏特性对探究水热型高地温隧道施工期温度场分布具有重要意义。通过室内热-水-力耦合三轴加荷试验和多物理场耦合数值模拟,分析不同初始岩温(25、50、75℃)和裂隙粗糙度(JRC)影响下砂岩的破... 研究热-水-力耦合作用下粗糙裂隙岩体渗流和破坏特性对探究水热型高地温隧道施工期温度场分布具有重要意义。通过室内热-水-力耦合三轴加荷试验和多物理场耦合数值模拟,分析不同初始岩温(25、50、75℃)和裂隙粗糙度(JRC)影响下砂岩的破坏模式及渗流传热特征。结果表明,1)在热-水-力耦合作用下,完整和裂隙砂岩的应力-应变曲线变化规律和破坏模式基本相同,应力-应变曲线经历初始压密阶段、弹性变形阶段、裂纹稳定扩展阶段、裂纹迅速扩展阶段以及峰后应力5个阶段,且渗透率-应变曲线变化规律与应力-应变曲线规律相呼应。2)预制裂隙的存在使砂岩的峰值强度降低了约7%,峰后应力阶段随JRC值的增加而减小,岩样由延性破坏转变为脆性破坏,而破裂面角度随JRC值的增加而增加,且粗糙裂隙试样从正弦曲线极值点产生剪切破坏。3)裂隙试样的渗透率在加载初期先降低到最小值,经历2阶段增长后渗透率达到最大值,前增长阶段主要渗流路径为岩石基质及预制裂隙,后增长阶段预制裂隙及衍生的细-宏观裂纹进一步拓宽了渗流通道,后阶段渗透率增速是前阶段的3倍。4)在此温况下,温度升高对渗透率初始值和最小值影响显著,对试样强度特性影响较小。 展开更多
关键词 热-水-力耦合 裂隙粗糙度 单裂隙砂岩 渗透率 破坏特征
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热-水-力多场耦合下高放废物处置库核心处置单元间距设计研究
6
作者 张奇 王驹 +3 位作者 刘江峰 曹胜飞 谢敬礼 成建峰 《岩土力学》 北大核心 2025年第8期2626-2638,共13页
高放废物核心处置单元在热-水-力耦合条件下的长期性能对于现场试验及处置库概念设计具有重要意义。以核心处置单元为研究对象,构建了相应热-水-力多场耦合模型,借助有限元数值模拟软件COMSOL Multiphysics,开展了不同处置方式下高放废... 高放废物核心处置单元在热-水-力耦合条件下的长期性能对于现场试验及处置库概念设计具有重要意义。以核心处置单元为研究对象,构建了相应热-水-力多场耦合模型,借助有限元数值模拟软件COMSOL Multiphysics,开展了不同处置方式下高放废物核心处置单元三维数值模拟研究。模拟结果表明,当竖直处置1个、2个和3个废物罐时,单场传热模拟下处置单元最小处置间距比热-水-力耦合下更大,这是因为单场传热模拟,不考虑缓冲材料吸水饱和度升高,缓冲材料热传导系数偏小所致,但单场传热模拟得出的处置间距,对于处置单元是偏安全的。随着处置坑内废物罐个数的增加,废物罐的平均处置面积略有增加,热场分析结果表明,一个处置坑处置一个废物罐时最能节省处置面积。当采用水平处置时,处置单元内热量向外传输比竖直处置时要慢,热场分析结果表明,竖直处置更能节省处置面积。 展开更多
关键词 高放废物地质处置 处置库概念设计 热-水-力耦合 数值模拟 传热
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考虑热-力耦合影响的陶瓷基复合材料涡轮导向叶片热应力分析
7
作者 刘晗霄 尤超 +2 位作者 吴奇宇 高希光 宋迎东 《推进技术》 北大核心 2025年第7期313-326,共14页
在陶瓷基复合材料(CMC)涡轮导向叶片的结构设计中,降低热应力水平是重要设计目标,需要开展CMC热、力学性能的综合调控。本文针对2.5D斜纹机织CMC(SiC/SiC),建立了能够反映真实细观结构特征的代表性体积单元(RVE)模型,开展了CMC等效热、... 在陶瓷基复合材料(CMC)涡轮导向叶片的结构设计中,降低热应力水平是重要设计目标,需要开展CMC热、力学性能的综合调控。本文针对2.5D斜纹机织CMC(SiC/SiC),建立了能够反映真实细观结构特征的代表性体积单元(RVE)模型,开展了CMC等效热、力性能(包括各向异性导热系数、线热膨胀系数和弹性模量)预测并加以试验验证。而后,基于参数化代表性体积单元模型开展了CMC热、力性能受编织参数影响的敏感性分析,筛选了影响CMC各向异性热、力性能的敏感设计参数。结果表明,对于2.5D机织CMC,等效热膨胀系数对编织参数的影响较小;而纱线厚度则是影响CMC面内导热系数及弹性模量的主要因素。在此基础上,选取了四组代表性2.5D机织参数,将其分别作为CMC涡轮导向叶片的叶身预制体方案,并分别针对无冷却和采用对流冷却的CMC叶片开展气热耦合与热应力分析,研究CMC各向异性热、力性能参数对叶片温度及热应力水平的耦合影响关系。研究表明,在对流冷却条件下,通过调整编织参数以增大叶身厚度方向导热系数,使叶身内外表面平均温度差降低24%,叶身内外表面平均周向热应力分别降低31%和38%。 展开更多
关键词 陶瓷基复合材料 涡轮导向叶片 热应力 代表性体积单元 热-力耦合
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高速永磁电机的磁-热双向耦合冷却系统设计优化
8
作者 柳浩浩 赵金星 孙宇行 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第3期521-529,共9页
为了提升燃料电池空压机用高速永磁同步电机的功率密度和安全性,提升散热性能,设计了复合冷却系统,基于有限元和CFD软件建立了电磁-热双向耦合平台,在此基础上优化了高速永磁电机冷却系统,保证其在适宜温度工作并同时提升电机性能。优... 为了提升燃料电池空压机用高速永磁同步电机的功率密度和安全性,提升散热性能,设计了复合冷却系统,基于有限元和CFD软件建立了电磁-热双向耦合平台,在此基础上优化了高速永磁电机冷却系统,保证其在适宜温度工作并同时提升电机性能。优化后的高速永磁电机最终电流幅值为25 A,提升66.7%;电机最大功率为17 kW,提升70%;转矩最大达到1.48 Nm,提升66.3%;绕组最高温度约为381.8 K,降低52.4%;永磁体最高温度约为404.9 K,降低32.3%。 展开更多
关键词 磁-热双向耦合 高速永磁电机 复合冷却 电机性能 设计优化
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套筒式永磁涡流调速器磁-热耦合有限元温度场分析
9
作者 姜盼 夏少军 +2 位作者 孙坤 陈华伟 谭佩钰 《海军工程大学学报》 北大核心 2025年第3期52-57,共6页
为研究套筒式永磁涡流调速器各部件温升特性对其安全性和可靠性的影响,首先,基于磁-热耦合方法对温度场进行了三维有限元分析,并建立了调速器的温度分布模型;然后,计算了不同转速差、耦合长度下调速器的涡流损耗及各部分的温度分布,揭... 为研究套筒式永磁涡流调速器各部件温升特性对其安全性和可靠性的影响,首先,基于磁-热耦合方法对温度场进行了三维有限元分析,并建立了调速器的温度分布模型;然后,计算了不同转速差、耦合长度下调速器的涡流损耗及各部分的温度分布,揭示了各结构参数对其温升特性的演变规律,并结合输出扭矩优化各参数范围,提高了调速器的安全性和可靠性;最后,开展了实验分析,验证了模型的有效性,为套筒式永磁涡流调速器的温度优化和性能预测奠定了基础。 展开更多
关键词 套筒式永磁涡流调速器 温度场 磁-热耦合 有限元分析
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热-力耦合作用下花岗岩粗糙裂隙渗透率演化规律 被引量：1
10
作者 袁益龙 唐佳伟 +3 位作者 李鹏 何瑞敏 郭强 钟承昊 《吉林大学学报(地球科学版)》 北大核心 2025年第1期179-187,共9页
为研究热-力耦合作用对增强型地热系统热储裂隙渗透率演化的影响,利用含粗糙单裂隙的花岗岩试样,分别在加卸载围压为5~30 MPa,室温(25℃)、高温(150和180℃)条件下进行了流动-应力加卸载耦合实验,分析了应力加卸载引起的弹-塑性变形与... 为研究热-力耦合作用对增强型地热系统热储裂隙渗透率演化的影响,利用含粗糙单裂隙的花岗岩试样,分别在加卸载围压为5~30 MPa,室温(25℃)、高温(150和180℃)条件下进行了流动-应力加卸载耦合实验,分析了应力加卸载引起的弹-塑性变形与裂隙渗透率演化规律。结果表明:花岗岩粗糙裂隙渗透率与围压呈对数负相关关系。当温度分别为25、150和180℃时,加载阶段裂隙渗透率分别减小78%、90%和92%,卸载阶段裂隙渗透率仅分别恢复63%、26%和19%;这表明加卸载过程粗糙裂隙面在应力作用下发生了塑性变形,导致裂隙渗透率出现永久性衰减。当温度由25℃增加到150℃和180℃时,加卸载过程塑性变形导致粗糙裂隙的渗透率衰减率由15%分别上升至64%和73%;这表明塑性变形与裂隙表面接触微凸体发生的矿物颗粒破碎有关,高温条件下其影响更为显著。 展开更多
关键词 增强型地热系统 地热裂隙 热-力耦合作用 流动实验 裂隙渗透率
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磁致热质耦合调控NO_(3)^(-)的树脂富集机制
11
作者 付鹏 李汶函 +5 位作者 张雪 何秋杭 吴琦 双陈冬 柴文波 金正宇 《环境污染与防治》 北大核心 2025年第7期50-56,I0020,共8页
利用交变磁场下磁性树脂内部局域升温效应,实现磁致热质耦合调控,从微观尺度强化废水NO_(3)^(-)低耗高效吸附资源化。通过批式实验和热力学、动力学拟合发现:较常温条件,磁致热质耦合调控可提升NO_(3)^(-)吸附率至87.1%,准二级吸附速率... 利用交变磁场下磁性树脂内部局域升温效应,实现磁致热质耦合调控,从微观尺度强化废水NO_(3)^(-)低耗高效吸附资源化。通过批式实验和热力学、动力学拟合发现:较常温条件,磁致热质耦合调控可提升NO_(3)^(-)吸附率至87.1%,准二级吸附速率常数可提升34.2%;较40℃全局加热条件,磁致热质耦合调控将树脂的NO_(3)^(-)平衡吸附容量提升至29.01 mg/g,相对吸附率提升16.7%,准二级吸附速率常数提升25.8%。经综合影响评估及COMSOL场模拟分析,磁致热质耦合调控无需材料复杂改性即可灵活、精简地减少热量损耗,实现无药耗树脂功能位点活化,加速平衡阴离子游离,强化静电作用、界面传质和吸附效率,具有技术稳定性。 展开更多
关键词 磁致热质耦合调控 NO_(3)^(-)吸附 资源化 磁性树脂
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随机复合材料结构非线性热-力耦合模拟的统计高阶多尺度方法
12
作者 董灏 崔俊芝 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期153-166,共14页
对于具有复杂随机细观构造的复合材料结构的非线性热-力耦合问题的随机多尺度建模和计算仍是一个具有挑战性的问题。本文发展了一个新的统计高阶多尺度方法,克服了随机多尺度问题直接模拟时巨大的计算量,实现了具有随机复合材料结构非... 对于具有复杂随机细观构造的复合材料结构的非线性热-力耦合问题的随机多尺度建模和计算仍是一个具有挑战性的问题。本文发展了一个新的统计高阶多尺度方法,克服了随机多尺度问题直接模拟时巨大的计算量,实现了具有随机复合材料结构非线性热-力耦合问题的数值模拟。借助统计多尺度渐近分析和泰勒级数方法,本文严格推导了可以精确分析随机复合材料结构宏-细观尺度非线性热-力耦合响应的统计高阶多尺度计算模型。然后,通过局部误差分析证明了统计高阶多尺度计算模型中高阶校正项在保持计算模型局部能量和动量守恒的重要意义。进一步,建立了可以高效模拟随机复合材料结构非线性热-力耦合行为的具有离线和在线两阶段的时空多尺度算法。最后,通过数值实验验证了统计高阶多尺度方法的计算高效率和高精度。 展开更多
关键词 随机复合材料结构 非线性热-力耦合模拟 统计高阶多尺度计算模型 时空多尺度算法 局部误差分析
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偏心影响的电主轴磁-热耦合振动特性研究
13
作者 王展 祁登红 +1 位作者 王子男 张珂 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第5期177-181,共5页
转子偏心会引起电主轴离心力和磁拉力变化,是导致电主轴振动的主要因素之一,进而影响数控机床的加工精度。因此开展了转子偏心影响下电主轴单元多场耦合振动特性的研究,首先利用有限元法建立电主轴的磁场模型和温度场模型,然后仿真分析... 转子偏心会引起电主轴离心力和磁拉力变化,是导致电主轴振动的主要因素之一,进而影响数控机床的加工精度。因此开展了转子偏心影响下电主轴单元多场耦合振动特性的研究,首先利用有限元法建立电主轴的磁场模型和温度场模型,然后仿真分析转子偏心下磁场、转子温升的变化情况以及多场耦合下电主轴振动特性。最后搭建电主轴振动测试试验台对电主轴转子偏心影响下的振动性能进行对比测试,结果表明随着偏心量的增加电主轴的磁密、温升和振幅会逐渐升高,仿真结果和实验的结果相差9%,误差较小,为研究不同故障影响下电主轴多场耦合的动态性能奠定一定的理论基础。 展开更多
关键词 电主轴 磁-热耦合 转子偏心 振动
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弥散型核燃料的辐照-热-力耦合断裂相场法
14
作者 尹耀得 于红军 《力学学报》 北大核心 2025年第1期173-182,共10页
弥散型核燃料作为第4代核电技术的重要组成部分,以其反应均匀、温度梯度小及高燃耗等显著优势,在核电领域展现出重要应用前景.随着核电站设计服役年限的延长,为防止核裂变产物的泄露,弥散型核燃料元件断裂和失效行为的预测更加重要.断... 弥散型核燃料作为第4代核电技术的重要组成部分,以其反应均匀、温度梯度小及高燃耗等显著优势,在核电领域展现出重要应用前景.随着核电站设计服役年限的延长,为防止核裂变产物的泄露,弥散型核燃料元件断裂和失效行为的预测更加重要.断裂相场法是近年发展起来的计算断裂力学方法,并在多物理场作用下的复杂介质断裂行为预测上取得了成功.首先基于连续介质热力学建立了辐照-热-力耦合断裂相场方法用以预测弥散型核燃料在辐照、热应力和机械载荷共同作用下的断裂及传热行为.随后,分别对压水堆坏境下的弥散型核燃料代表性单元及整板的断裂行为进行了数值仿真计算,获得了弥散型核燃料内部的温度场、裂纹相场和静水压力场.结果显示:均匀颗粒分布的弥散型核燃料具有较小的温度梯度;基体中未发现裂纹,结构损伤形式以燃料颗粒断裂为主,裂纹在燃料颗粒边缘萌生并向内部扩展.本研究可为弥散型核燃料元件的断裂行为预测提供有效的计算模拟方法和数值分析依据. 展开更多
关键词 断裂相场法 辐照-热-力耦合 弥散型核燃料 有限元模拟
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薄膜天线航天器刚-柔-热耦合动力学建模与复合控制研究
15
作者 陈呈 刘翔 《应用数学和力学》 北大核心 2025年第3期283-297,共15页
大型空间薄膜天线在深空探测、天基预警、对地观测等领域具有广阔的应用前景.由于薄膜天线具有大、轻、柔的显著特征,其动力学与控制问题十分复杂且突出.与此同时,由于天线工作性能的需求,天线在轨运行时必须保持极高的指向精度和形面精... 大型空间薄膜天线在深空探测、天基预警、对地观测等领域具有广阔的应用前景.由于薄膜天线具有大、轻、柔的显著特征,其动力学与控制问题十分复杂且突出.与此同时,由于天线工作性能的需求,天线在轨运行时必须保持极高的指向精度和形面精度.这就要求我们对薄膜航天器进行精细的动力学分析与有效的主动控制设计.该文针对一类平面张拉式薄膜天线进行刚-柔-热耦合动力学建模与复合控制问题的研究.首先,基于非线性有限元方法建立了薄膜天线结构的非线性动力学模型,并对该模型进行了模型降阶.然后,基于非线性降阶模型并考虑空间热环境的影响,采用混合坐标法建立了航天器的刚-柔-热耦合动力学模型.最后,采用合力合成控制方法结合拉索作动的非线性振动控制策略,对航天器的姿态运动和非线性振动进行了同步、复合控制. 展开更多
关键词 薄膜天线 刚-柔-热耦合动力学建模 非线性振动 复合控制
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大型柔性空间结构热-动力学耦合系统的非线性有限元分析 被引量：12
16
作者 范立佳 段进 +2 位作者 向志海 薛明德 岑章志 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期299-304,共6页
针对在轨航天器柔性附件的热-动力学耦合系统,发展了一种基于更新Lagrange格式的非线性有限元分析方法。构造了一种一维温度杆单元,该单元通过增加节点自由度数能够同时得到薄壁杆件横截面的平均温度和沿杆截面周向的温差,这些温度直接... 针对在轨航天器柔性附件的热-动力学耦合系统,发展了一种基于更新Lagrange格式的非线性有限元分析方法。构造了一种一维温度杆单元,该单元通过增加节点自由度数能够同时得到薄壁杆件横截面的平均温度和沿杆截面周向的温差,这些温度直接产生相应的热轴力、热弯矩和热双力矩。利用Rodrigues公式得到薄壁梁在大转动情况下的坐标转换矩阵,并推导了非线性动力学方程。进一步考虑结构变形和热流入射角的相互影响后,就得到了高度非线性的热-动力学耦合有限元方程。首先用标准考题验证了该方法的正确性,然后利用该方法对哈勃太空望远镜太阳翼的热诱发弯扭耦合振动问题进行了分析,给出了可能导致其失效的模式。 展开更多
关键词 薄壁杆件 热-动力学耦合 非线性 瞬态温度场 有限元法
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宇称-时间对称磁耦合无线电能传输技术研究进展
17
作者 王思睿 丘东元 +2 位作者 张波 陈艳峰 谢帆 《电工技术学报》 北大核心 2025年第12期3787-3802,共16页
为解决磁耦合无线电能传输(WPT)系统传输特性易受耦合系数和负载变化影响的问题,宇称-时间(PT)对称原理被引入WPT系统。基于PT对称原理的磁耦合无线电能传输(简称PT-WPT)技术可在中等距离传输范围内实现恒功率、恒高效率的电能传输,自... 为解决磁耦合无线电能传输(WPT)系统传输特性易受耦合系数和负载变化影响的问题,宇称-时间(PT)对称原理被引入WPT系统。基于PT对称原理的磁耦合无线电能传输(简称PT-WPT)技术可在中等距离传输范围内实现恒功率、恒高效率的电能传输,自提出后受到广泛关注。该文首先分析PT-WPT系统的工作原理及特性,对比耦合模模型和电路模型两种建模方法的异同;然后分别讨论负电阻的构造、耦合机构的类型以及充电功能的实现,为PT-WPT系统的设计提供参考;最后总结PT-WPT系统的研究成果,讨论PT-WPT技术亟待研究的问题。 展开更多
关键词 无线电能传输 磁耦合 宇称-时间对称 非线性饱和负电阻
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汽轮机转子热-力耦合非线性分析及低周疲劳损伤评估 被引量：4
18
作者 黄丹 许平聪 郭乙木 《热力发电》 CAS 北大核心 2003年第7期61-64,共4页
通过对国产 30 0MW调峰汽轮机组转子在典型工况下起动过程中热力耦合场进行非线性数值分析和模拟计算 ,得出该机组起动过程中转子的应力和温度场分布 ,并运用连续损伤模型对汽轮机转子进行了低周疲劳损伤分析。考虑到多轴应力的影响 ,... 通过对国产 30 0MW调峰汽轮机组转子在典型工况下起动过程中热力耦合场进行非线性数值分析和模拟计算 ,得出该机组起动过程中转子的应力和温度场分布 ,并运用连续损伤模型对汽轮机转子进行了低周疲劳损伤分析。考虑到多轴应力的影响 ,得出转子的损伤演化方程 ,评估了转子的剩余寿命。 展开更多
关键词 汽轮机 转子 热-力耦合 非线性分析 低周疲劳损伤 评估
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土石坝护坡冻胀破坏水-热-力耦合数值模拟研究 被引量：1
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作者 李卓 姜鑫 +3 位作者 张继勋 赵昱 王虞清 方艺翔 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期136-145,共10页
针对寒区土石坝护坡普遍存在的冻胀破坏问题,选取寒区某土石坝工程为研究对象,结合土石坝工程特点,建立考虑水-热-力耦合作用的有限元计算模型。研究护坡在库水位和坝体填土水分迁移作用下冻胀破坏全过程,分析土石坝温度场、水分场和位... 针对寒区土石坝护坡普遍存在的冻胀破坏问题,选取寒区某土石坝工程为研究对象,结合土石坝工程特点,建立考虑水-热-力耦合作用的有限元计算模型。研究护坡在库水位和坝体填土水分迁移作用下冻胀破坏全过程,分析土石坝温度场、水分场和位移场的变化规律,并将位移场有限元计算结果与实测冻胀变形资料进行对比,验证有限元计算结果。研究结果表明:冻胀作用对坝坡影响深度约为2 m,坝坡浅层0~2 m范围的温度变化受外界气温影响较大,坝体内部温度相对坝坡浅层变幅小,且有一定的滞后性;负温使坝坡浅层孔隙水相变成冰,宏观上表现为未冻水体积分数的降低,坝坡浅层土石混合体孔隙水相变、坝体填土内水分向坝坡迁移和冻结峰面向坝体内部移动是护坡冻胀破坏的主要因素;大坝坝坡计算冻胀量为20~30 cm,最大值为36 cm,计算结果与实测冻胀变形资料吻合;护坡冻胀破坏主要由砂砾料垫层、坝体填土等土石混合体冻胀及冰推力共同作用引起。研究结果可为寒区土石坝护坡设计提供参考。 展开更多
关键词 土石坝 护坡 冻胀破坏 水-热-力耦合 寒区
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基于电化学-热-力耦合模型的锂离子电池热失控研究 被引量：3
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作者 张赛 汪振毅 胡世旺 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期551-559,共9页
为提升锂离子电池的安全性能,减少由热失控导致的安全事故,分析电池温升的原因并有效降低其温度,依据电化学反应中浓度、电势与热模型中温度的相互影响关系,建立电化学-热-力耦合模型。通过模拟单电池和电池组温度分布的实时情况,分析... 为提升锂离子电池的安全性能,减少由热失控导致的安全事故,分析电池温升的原因并有效降低其温度,依据电化学反应中浓度、电势与热模型中温度的相互影响关系,建立电化学-热-力耦合模型。通过模拟单电池和电池组温度分布的实时情况,分析单电池温度不均匀分布和电池组温度正态分布情况的原因,探讨换热面积和流通量对散热量的影响,研究电池组中单体电池的位置分布及不同传热介质的散热情况。研究结果显示:低温和相对高温环境下,欧姆热、极化热及电化学反应热产热占比不同,但产热最高温度未达到电极材料与电解液分解反应的临界温度420 K;高温环境下,电池温度持续升高接近临界温度,出现热失控趋势,对流换热系数对电池影响较大。电池组间隙为10 mm和20 mm时,整体温度比间隙为0时分别降低了1.1%和1.8%;与无间隙电池组相比,以铜板和铝板为传热介质的电池组温度分别降低了2.0%和1.6%。 展开更多
关键词 安全工程 电化学-热-力耦合 间隙电池组 对流换热系数 热失控
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