大容量抽水蓄能发电机断路器发热特性仿真与散热优化方法 被引量：4

1

作者 朱琦琦 王海燕 +3 位作者 张洋 朱彦卿 孙晋茹 杨飞 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2623-2634,共12页

过高的温升会加速真空断路器结构老化、降低机械强度,基于温升仿真分析的断路器散热优化设计对断路器性能提升具有重要意义。为此通过建立大容量抽水蓄能发电机断路器电磁仿真模型,计算不同通流情况下的电磁损耗,并基于各端面接触电阻损... 过高的温升会加速真空断路器结构老化、降低机械强度,基于温升仿真分析的断路器散热优化设计对断路器性能提升具有重要意义。为此通过建立大容量抽水蓄能发电机断路器电磁仿真模型,计算不同通流情况下的电磁损耗,并基于各端面接触电阻损耗,获得总发热损耗参数。在此基础上,建立包含对流、传导、辐射热传递模式的断路器自然对流仿真模型,从增强自然对流、辐射两方面对断路器散热结构进行优化设计。研究结果表明,在通流12.5 kA情况下,断路器监测点最高温升为133.7 K,辐射功率占比约23%。通过增加散热片及热管,最高温升能够降低至109.5 K。增大断路器部件表面发射率能够低成本实现辐射功率提升,从而将最高温升进一步降低至96.9 K。通过断路器稳态通流温升实验,验证了仿真可靠性,监测点温升的仿真与实验平均误差小于2.1 K。 展开更多

关键词 抽水蓄能断路器 稳态温升特性 自然对流 热辐射 多物理场有限元仿真

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ANSYS在滚动轮胎稳态温度场分析中的应用 被引量：8

2

作者 赵子亮 王庆年 +2 位作者 李幼德 李杰 初亮 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第2期15-17,20,共4页

根据轮胎尺寸、材料性质和工作条件 ,对滚动轮胎进行了合理假设 ,建立了滚动轮胎热平衡状态下的简化传热数学模型。利用有限元处理方法和 ANSYS5 .3版大型非线性有限元软件 ,建立了滚动轮胎稳态温度场的二维有限元模型。以 9.0 0 - 2 0 ... 根据轮胎尺寸、材料性质和工作条件 ,对滚动轮胎进行了合理假设 ,建立了滚动轮胎热平衡状态下的简化传热数学模型。利用有限元处理方法和 ANSYS5 .3版大型非线性有限元软件 ,建立了滚动轮胎稳态温度场的二维有限元模型。以 9.0 0 - 2 0 12 PR尼龙斜交胎为例 ,进行了温度场初步模拟计算 ,获得了轮胎内部稳态温度场分布。通过回归建立了稳态时轮胎内部最高温升随车速变化的简便计算公式 ,分析了车速对最高温升的影响。计算结果较真实地反映了轮胎的热状况。 展开更多

关键词 卡车 轮胎 温度场 稳态 有限元法 滚动轮胎 温升特性

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高速滚动汽车轮胎稳态温度场分布的数值研究 被引量：6

3

作者 李杰 王庆年 +2 位作者 赵子亮 姜立勇 赵伟强 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2003年第3期256-259,共4页

建立了滚动轮胎热平衡状态下的简化传热数学模型。应用自行开发的传热和热弹性力学分析有限元软件对中型载货车用 9 0 0 - 2 0 ( 12P R)尼龙斜交胎进行了稳态温度场仿真计算 ,获得了胎体内部的稳态温度场分布。分析了轮胎的速度、几何... 建立了滚动轮胎热平衡状态下的简化传热数学模型。应用自行开发的传热和热弹性力学分析有限元软件对中型载货车用 9 0 0 - 2 0 ( 12P R)尼龙斜交胎进行了稳态温度场仿真计算 ,获得了胎体内部的稳态温度场分布。分析了轮胎的速度、几何结构参数及材料特性参数对轮胎最高温升的影响 。 展开更多

关键词 汽车 滚动轮胎 温度场 数学模型 有限元法 导热系数 对流换热系数 速度 断面宽度 材料

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双渐开线齿轮传动稳态温度场模拟分析 被引量：11

4

作者 樊智敏 王瑞雪 周万峰 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期198-203,共6页

双渐开线齿轮传动是一种新型齿轮传动。融合摩擦学、传热学和齿轮啮合原理,将轮齿之间摩擦接触所释放的热能视为热源,计算出稳态条件下双渐开线齿轮的摩擦热通量和对流系数;利用Ansys有限元软件,对双渐开线齿轮传动进行稳态温度场有限... 双渐开线齿轮传动是一种新型齿轮传动。融合摩擦学、传热学和齿轮啮合原理,将轮齿之间摩擦接触所释放的热能视为热源,计算出稳态条件下双渐开线齿轮的摩擦热通量和对流系数;利用Ansys有限元软件,对双渐开线齿轮传动进行稳态温度场有限元分析;通过对不同阶梯参数下双渐开线齿轮的温度场仿真计算,得到轮齿最大温度值变化规律。 展开更多

关键词 双渐开线齿轮 稳态温度场 摩擦 有限元法 热分析

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笼型感应电动机三维全域温度场计算 被引量：28

5

作者 谢颖 辜承林 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第36期96-101,8,共6页

笼型感应电动机额定负载运行时,电机转子温度较高,且热应力在各个方向的分布不均匀,这将直接影响到电机的使用寿命,并且是转子导条发生断裂故障的主要原因之一。该文以Y802-2型感应电机为研究对象,建立了样机三维温度场计算模型,基于有... 笼型感应电动机额定负载运行时,电机转子温度较高,且热应力在各个方向的分布不均匀,这将直接影响到电机的使用寿命,并且是转子导条发生断裂故障的主要原因之一。该文以Y802-2型感应电机为研究对象,建立了样机三维温度场计算模型,基于有限元方法,对电机三维全域稳态温度场进行了仿真研究,计算结果的准确性通过与样机实测温度值的对比得到证实。研究发现,电机转子导条与端环的连接处的热流密度值较大,说明此位置极易发生断裂故障,这一结论与电机实际情况相符。 展开更多

关键词 笼型感应电机 三维温度场 有限元 稳态

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基于Ansys的机械密封环温度场分析 被引量：35

6

作者 单晓亮 胡欲立 《润滑与密封》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期116-119,共4页

在合理的假设条件下,建立了机械密封环温度场的数学模型,利用有限元分析软件Ansys 8.0计算了特定工况下的机械密封环的温度场,得到了端面温度的分布规律及密封环内温度沿轴向的变化趋势,并讨论了几个重要参数,发现导热系数对端面温度影... 在合理的假设条件下,建立了机械密封环温度场的数学模型,利用有限元分析软件Ansys 8.0计算了特定工况下的机械密封环的温度场,得到了端面温度的分布规律及密封环内温度沿轴向的变化趋势,并讨论了几个重要参数,发现导热系数对端面温度影响显著,密封端面温度随密封介质压力和主轴转速近似呈线性变化。 展开更多

关键词 机械密封 稳态温度场 数学模型 有限元法

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车用电机冷却系统热仿真及其优化 被引量：19

7

作者 田玉冬 王潇 +1 位作者 张舟云 刘庆龙 《机械设计与制造》 北大核心 2015年第2期238-242,共5页

随着电动汽车驱动电机功率密度不断增加、电机安装位置的狭小,常造成电机工作时内部温升过高。水冷电机的温升不仅取决于电机内部复杂的传热网络,也与冷却介质的流动特性密切相关,而冷却水路结构对于冷却介质的流动特性起关键性作用。... 随着电动汽车驱动电机功率密度不断增加、电机安装位置的狭小,常造成电机工作时内部温升过高。水冷电机的温升不仅取决于电机内部复杂的传热网络,也与冷却介质的流动特性密切相关,而冷却水路结构对于冷却介质的流动特性起关键性作用。针对高功率密度电动车用驱动电机存在严重的温升问题,研究了一种C型环槽水路结构。依据计算流体动力学(CFD)原理,采用有限体积法,对电机水冷系统及电机三维温度场进行了计算分析,得到了水路内流体的流动特性和电机温度场分布。研究表明:在该种水路结构下,各水路支路间流场分布均匀,水路与机壳的耦合传热性能匹配良好。 展开更多

关键词 永磁电机 三维温度场 流场 有限元 稳态

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内齿轮传动啮合齿面稳态温度场分析 被引量：8

8

作者 张跃明 张皓 +1 位作者 纪姝婷 周天宇 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期157-162,共6页

以2K⁃V行星传动机构中齿轮为研究对象,以齿轮啮合原理、传热学等为理论依据,分析了齿轮在不同啮合位置的相对滑动速度和齿面的接触应力的变化规律。精确计算了稳态温度场边界条件,包括齿轮一个啮合周期内的平均摩擦热流量和不同齿面的... 以2K⁃V行星传动机构中齿轮为研究对象,以齿轮啮合原理、传热学等为理论依据,分析了齿轮在不同啮合位置的相对滑动速度和齿面的接触应力的变化规律。精确计算了稳态温度场边界条件,包括齿轮一个啮合周期内的平均摩擦热流量和不同齿面的对流换热系数。建立单齿三维模型并导入ANSYSWorkbench进行温度场的有限元分析。通过将啮合齿面划分成多个沿齿宽方向的条形区域来实现不同啮合位置摩擦热流量的加载,得到齿轮稳态温度场分布,并分析了条形区域的数量对温度场的影响。结果表明,当条形区域数量多于50时,温度场基本趋于稳定。 展开更多

关键词 渐开线行星齿轮 平均热流量 稳态温度场 有限元 条形区域

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滚针轴承工作温度场仿真及实验分析 被引量：5

9

作者 张跃明 周天宇 +1 位作者 纪姝婷 张皓 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2021年第11期156-159,163,共5页

为分析滚针轴承在运行过程中的热特性对RV减速器精度的影响,根据实际工况建立了RV减速器滚针轴承的有限元热分析模型,研究摩擦生热量的计算方法和对流换热系数的选取,基于Ansys Workbench对滚针轴承进行稳态热分析,得到了实际工况下的... 为分析滚针轴承在运行过程中的热特性对RV减速器精度的影响,根据实际工况建立了RV减速器滚针轴承的有限元热分析模型,研究摩擦生热量的计算方法和对流换热系数的选取,基于Ansys Workbench对滚针轴承进行稳态热分析,得到了实际工况下的轴承的温度场分布,并分析不同转速和负载对温度场分布的影响,通过试验验证了有限元分析模型的准确性。结果表明:滚针轴承运行时,内滚道温度最高,滚针次之,外圈温度最低;径向力和转速都会影响滚针轴承的温度场,且转速影响更大;仿真结果与试验结果误差在5%以内,可以有效预测滚针轴承的温度场。 展开更多

关键词 RV减速器 滚针轴承 稳态温度场 有限元

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新型膨胀螺栓锚固下外保温墙体的有限元分析 被引量：1

10

作者 陈四利 冯慧慧 +1 位作者 安跃军 孙利云 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 2010年第2期217-221,共5页

为了探讨温差作用对新型膨胀螺栓强度的影响以及被锚固的外墙外保温板空鼓、开裂的原因,采用有限元方法,分析了温度荷载作用下膨胀螺栓及保温板的温度分布,并通过热-结构耦合分析,得到其位移场、应变场和应力场.有限元分析结果表明,被... 为了探讨温差作用对新型膨胀螺栓强度的影响以及被锚固的外墙外保温板空鼓、开裂的原因,采用有限元方法,分析了温度荷载作用下膨胀螺栓及保温板的温度分布,并通过热-结构耦合分析,得到其位移场、应变场和应力场.有限元分析结果表明,被锚固外保温板空鼓、开裂主要是由于锚栓盘的限制及外保温防护体系的性能差异所造成;在热应力作用下新型膨胀螺栓满足强度要求.在实际工程中保温层各相邻层的弹性模量、线膨胀系数等性能应逐层渐变,并应提高抗裂砂浆柔韧性.该研究有利于新型膨胀螺栓的推广及外墙外保温技术的应用与完善. 展开更多

关键词 外保温墙体 空心砖 膨胀螺栓 稳态热分析 瞬态热分析 温度场 应力场 有限元法

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全钢丝载重子午线轮胎的有限元分析 被引量：2

11

作者 束永平 曹桂华 《东华大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2008年第2期224-229,共6页

在考虑轮胎的材料非线性、几何非线性、轮胎与地面接触的非线性情况下,建立轮胎稳态滚动的三维有限元模型.分析轮胎静态加载过程、加速过程、自由滚动过程,得到不同工况下胎圈和胎冠部位的应力云图以及帘线的等效Von mises应力,并进一... 在考虑轮胎的材料非线性、几何非线性、轮胎与地面接触的非线性情况下,建立轮胎稳态滚动的三维有限元模型.分析轮胎静态加载过程、加速过程、自由滚动过程,得到不同工况下胎圈和胎冠部位的应力云图以及帘线的等效Von mises应力,并进一步得出轮胎复合材料中帘线和橡胶之间的相对位移,发现在胎圈部位帘线和橡胶出现剥离现象,为进一步研究轮胎动态特性提供了参考. 展开更多

关键词 子午线轮胎 加强筋模型 稳态滚动 有限元方法 破坏分析

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600MW机组直流锅炉冷态启动汽水分离器应力场数值模拟 被引量：1

12

作者 张莹 邱杨 +1 位作者 周志磊 马春红 《热力发电》 CAS 北大核心 2015年第6期91-97,共7页

通过研究汽水分离器启动过程的应力分布,准确预测其疲劳寿命,可为锅炉设计、运行维护检修、启动过程优化提供依据。以某超临界600 MW机组锅炉汽水分离器为研究对象,运用有限元法模拟了汽水分离器在冷态启动过程中的温度场、应力场分布,... 通过研究汽水分离器启动过程的应力分布,准确预测其疲劳寿命,可为锅炉设计、运行维护检修、启动过程优化提供依据。以某超临界600 MW机组锅炉汽水分离器为研究对象,运用有限元法模拟了汽水分离器在冷态启动过程中的温度场、应力场分布,通过工质压力计算一次应力,并对热应力和一次应力进行耦合得到峰值应力。结果表明:热应力主要受分离器内外壁温差影响,随着内外壁温差的增加,热应力增大;一次应力由工质压力决定,当工质压力达到最大时,一次应力也达到最大;汽水分离器内壁靠近引入管开孔的上端区域峰值应力变化梯度较大,存在明显的应力集中现象,最大峰值应力位于该区域分离器筒体与引入管内壁的相贯线上端,该区域即为汽水分离器冷态启动过程中的危险区域,可作为锅炉运行维护检修的依据。 展开更多

关键词 超临界 600 MW 机组 直流锅炉 冷态启动 汽水分离器 有限元法 温度场 应力场

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数控车床主轴系统热特性有限元分析及验证 被引量：7

13

作者 刘启伟 《机械设计与制造》 北大核心 2013年第5期186-188,191,共4页

以某数控车床主轴系统为对象,研究了主轴系统的热态特性及其对机床性能的影响。在建立了主轴系统有限元分析模型后,仿真计算了主轴系统的稳态温度场分布情况,并利用热-结构耦合技术仿真分析了主轴系统在热和结构耦合作用下的热变形情况... 以某数控车床主轴系统为对象,研究了主轴系统的热态特性及其对机床性能的影响。在建立了主轴系统有限元分析模型后,仿真计算了主轴系统的稳态温度场分布情况,并利用热-结构耦合技术仿真分析了主轴系统在热和结构耦合作用下的热变形情况,分析确定了主轴部件和主轴箱的热变形趋势。为了验证分析结果的有效性,进行了实际的热特性测试(包括温度场和热漂移测试),研究工作为主轴系统的优化设计和热误差补偿奠定了基础。 展开更多

关键词 温度场 热漂移 有限元 稳态热分析 耦合分析

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汽车轮胎非稳态温度场的有限元分析与试验验证 被引量：4

14

作者 王泽鹏 《汽车技术》 北大核心 2010年第6期48-51,共4页

建立了滚动轮胎三维力学分析有限元模型,在对轮胎力学场有限元分析的基础上,采用傅立叶级数拟合滚动轮胎应力应变并计算轮胎节点生热率,作为节点载荷导入到温度场有限元模型中,分析了轮胎在额定工况下的温升温度场变化。通过台架试验表... 建立了滚动轮胎三维力学分析有限元模型,在对轮胎力学场有限元分析的基础上,采用傅立叶级数拟合滚动轮胎应力应变并计算轮胎节点生热率,作为节点载荷导入到温度场有限元模型中,分析了轮胎在额定工况下的温升温度场变化。通过台架试验表明,计算值与试验值基本一致,验证了该有限元分析方法的可行性。 展开更多

关键词 轮胎 非稳态温度场 有限元 试验

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换热边界下梯度功能材料板稳态温度场研究 被引量：1

15

作者 许杨健 涂代惠 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2002年第11期10-12,共3页

用有限元法分析了由ZrO2和Ti 6Al 4V组成的梯度功能材料板在对流换热边界条件下的稳态温度场问题,检验了方法的正确性,给出了对流换热边界下的稳态温度场分布。结果表明:材料组分的分布形状系数M、孔隙度P、对流换热系数和环境介质温度... 用有限元法分析了由ZrO2和Ti 6Al 4V组成的梯度功能材料板在对流换热边界条件下的稳态温度场问题,检验了方法的正确性,给出了对流换热边界下的稳态温度场分布。结果表明:材料组分的分布形状系数M、孔隙度P、对流换热系数和环境介质温度的变化对梯度功能材料板的稳态温度场分布均有明显的影响。此结果为材料设计和进一步的热应力分析提供了准确的计算依据。 展开更多

关键词 梯度功能材料板 稳态温度场 有限元法 对流换热边界

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TRT蜗壳稳态运行特性的数值模拟

16

作者 李继红 晁利宁 +2 位作者 褚巧玲 徐金 张敏 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2013年第1期136-139,145,共5页

通过有限元的方法,对大型TRT蜗壳式焊接机壳在热稳态运行条件下的温度场、应力场以及变形场的分布情况进行了数值模拟。计算结果表明,整个TRT蜗壳在热稳态运行条件下,机壳由于温度载荷的作用产生了热膨胀,机壳上的等效应力值均不大,大... 通过有限元的方法,对大型TRT蜗壳式焊接机壳在热稳态运行条件下的温度场、应力场以及变形场的分布情况进行了数值模拟。计算结果表明,整个TRT蜗壳在热稳态运行条件下,机壳由于温度载荷的作用产生了热膨胀,机壳上的等效应力值均不大,大部分区域应力在100 MPa以下,在上机壳筋板附近,等效应力值比较集中,筋板上的等效应力值在70 MPa左右,最大值为117 MPa,出现在筋板的局部尖角处。整个机壳最大等效应力为168 MPa,远小于其屈服强度,因此满足强度要求。整体机壳的轴向收缩量较大,机壳在排气室与端板处收缩1.711 mm,变形并不大。因此,在稳态运行过程中,蜗壳的刚度足够。 展开更多

关键词 TRT蜗壳 稳态运行 有限元 温度场 变形场 残余应力场

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工程车辆翻新轮胎温升特性研究

17

作者 王强 齐晓杰 +2 位作者 王云龙 杨兆 王国田 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2019年第6期953-958,共6页

为了进一步明确工程车辆翻新轮胎的温升特性,利用Creo及ANSYS Workbench软件构建了计算机几何模型及有限元分析模型,确定了稳态温度场有限元分析的边界条件,构建了工程车辆翻新轮胎滚动工况稳态温度场测试系统,获得了胎面层、缓冲层、... 为了进一步明确工程车辆翻新轮胎的温升特性,利用Creo及ANSYS Workbench软件构建了计算机几何模型及有限元分析模型,确定了稳态温度场有限元分析的边界条件,构建了工程车辆翻新轮胎滚动工况稳态温度场测试系统,获得了胎面层、缓冲层、带束层、胎体层、胎侧层、趾口胶层沿轮胎宽度方向及径向方向的温度场分布特性和热通量分布特性。仿真及试验结果均表明:胎体层胎肩两侧温度最高,带束层、缓冲层及胎面层宽度方向两侧温度最低;翻新轮胎内部温度随着车速的增加而逐渐升高,其中缓冲层和胎面层的温度增大幅度较大,胎体层次之,带束层的温度增大幅度最小;胎体层在靠近胎肩部位热通量最大,带束层和胎面层宽度方向两侧部位热通量最大,缓冲层宽度方向两侧部位热通量最大,胎侧层与胎体层交界处热通量最大,趾口胶层与胎体层交界处热通量最大,钢丝圈中间部位热通量最大。 展开更多

关键词 运载工程 工程翻新轮胎 稳态温度场 有限元分析 温升特性

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木材运输车辆翻新轮胎热-结构耦合场数值模拟分析

18

作者 齐晓杰 于建国 《东北林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第6期104-105,108,共3页

林区木材运输车辆翻新轮胎经常因为轮胎温升产生胎面和胎体的脱层、撕裂,为翻新轮胎的失效分析及合理使用,建立了翻新子午线轮胎滚动状态下稳态热学分析模型,并进行了温度测定试验。在此基础上进行了热-结构耦合场的数值模拟、仿真计算... 林区木材运输车辆翻新轮胎经常因为轮胎温升产生胎面和胎体的脱层、撕裂,为翻新轮胎的失效分析及合理使用,建立了翻新子午线轮胎滚动状态下稳态热学分析模型,并进行了温度测定试验。在此基础上进行了热-结构耦合场的数值模拟、仿真计算及试验分析,较真实地反映了翻新轮胎的热应力状况。 展开更多

关键词 木材运输车辆 翻新轮胎 有限元 稳态温度分析 热-结构耦合分析

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9CrSi双曲线管材矫直辊淬火残余应力有限元分析

19

作者 石巨岩 陈明伟 +1 位作者 候增寿 焦正音 《兵器材料科学与工程》 CSCD 北大核心 1995年第1期30-34,44,共6页

采用有限元法计算了两种工艺淬火的９ＣｒＳｉ双曲线管材矫直辊残余应力分布。结果表明，与常规淬火相比，差温加热淬火能降低残余应力峰值，并使内孔表面呈压应力状态，有助于减小淬火开裂倾向．计算所得的常规淬火工件残余应力峰值位... 采用有限元法计算了两种工艺淬火的９ＣｒＳｉ双曲线管材矫直辊残余应力分布。结果表明，与常规淬火相比，差温加热淬火能降低残余应力峰值，并使内孔表面呈压应力状态，有助于减小淬火开裂倾向．计算所得的常规淬火工件残余应力峰值位置，与实际生产中工件开裂部位相同，表明本文所用计算方法可行。 展开更多

关键词 有限元法 淬火 残余应力 双曲线管材 轧辊

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高压直流电缆接头稳态温度场分布及其影响因素 被引量：24

20

作者 李昭红 阳林 +3 位作者 田野 李立浧 傅明利 卓然 《中国电力》 CSCD 北大核心 2016年第2期48-53,共6页

温度是反映电缆中间接头运行状态的重要参数。与交流不同,高压直流电缆中间接头绝缘层温度的变化影响着电场分布和空间电荷的积累,因此不仅要关注接头线芯的温度,更要研究绝缘层温度和绝缘层内外表面温差的变化。建立了高压直流XLPE绝... 温度是反映电缆中间接头运行状态的重要参数。与交流不同,高压直流电缆中间接头绝缘层温度的变化影响着电场分布和空间电荷的积累,因此不仅要关注接头线芯的温度,更要研究绝缘层温度和绝缘层内外表面温差的变化。建立了高压直流XLPE绝缘电缆中间接头的简化模型,利用有限元软件进行仿真,得到了接头绝缘层稳态温度分布,并研究了不同线芯电流和电缆接头外表面温度分别对接头导线芯温度、XLPE主绝缘和硅橡胶(SIR)增强绝缘层温度分布以及绝缘层内外表面温差的影响。结果表明:直流高压下,线芯电流对三者影响较为显著;接头外表面温度对接头导线芯最高温度、绝缘层最高温度和绝缘层温度分布有影响,而对绝缘层内外表面温差的影响可忽略不计。 展开更多

关键词 高压直流电缆 中间接头 稳态温度场 有限元 线芯电流 外表面温度

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