DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 摘 要 分布式电源控制是实现微电网控制及可靠运行的前提。本文设计了一种分布式电源的DROOP控制方法，根据Droop典型微电源控制方法的基本原理，利用Matlab/Simulink仿真环境建立了仿真模型，通过仿真，验证了各模型的正确性和有效性。由仿真结果可知，电流内环能够实现无差跟踪调节；电压外环的动态响应能力更好，两者共同作用可使系统稳定性更好；在低频段时Z(S)呈现感性，而在高频段时呈现阻性，从而可以很好地实现Droop控制中的下垂特性，同时又会有一定抑制谐波的能力，最后通过分析，证明了本文控制参数取值的合理性以及有效性。 关键词 :分布式电源，DROOP控制，Matlab/Simulink仿真 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 微电网是一个由各种分布式电源及各类负荷组成的微型电力系统，它将分布式电源纳入了各级配电网，是解决未来能源问题及利用可再生能源、绿色能源的重要途径 [ 1 ] 。当前对于不同类型的分布式电源(DG)和控制要求，主要控制方法有：恒功率控制(PQ control)、恒压恒频控制(V/f control)和下垂控制(Droop control) [ 2 ] 。Droop控制，即调差率控制，其控制策略是在解决逆变器并联技术中提出(即在孤网模式下，类似于数个逆变器之间相互并联运行) [ 3 ] 。它是一种对逆变器进行控制的方式，它与传统电力系统一次调频的方式相似，也就是采用对有功–频率(P-f)以及无功–电压(Q-U)之间的下垂特性曲线进行解耦，从而对系统电压U和频率f进行控制调节。实际上，Droop控制的本质是：通过对逆变单元自身输出功率P、Q值的计算，按照该单元的容量将f以及输出电压幅值U 2 ，通过输出的P、Q进行解耦控制。由下垂控制得到输出的参考f、U 2 值，然后在根据所得的参考值再反向调节器输出f、U 2 ，最终达到输出P、Q平衡 [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] 。 本文设计了一种分布式电源的DROOP控制方法，根据Droop典型微电源控制方法的基本原理，利用Matlab/Simulink仿真环境建立了仿真模型，通过仿真，验证了各模型的正确性和有效性。由仿真结果可知，电流内环能够实现无差跟踪调节；电压外环的动态响应能力更好，两者共同作用可使系统稳定性更好；在低频段时Z(S)呈现感性，而在高频段时呈现阻性，从而可以很好的实现Droop控制中的下垂特性，同时又会有一定抑制谐波的能力，最后通过分析，证明了本文控制 (1) 为简化计算，针对高压输电线路来说，输电线路中的 ，则当δ比较小时，可令 ， ，代入式(1)化简得： (2) 由式(2)可知，P与δ有关，Q与电压差值有关，即输出P、Q与输出电压U 2 的幅值与相位有关(同时类似于线性耦合关系)。 如图1为f-P (频率下垂)、U-Q (电压下垂)的特性曲线。频率下垂f-P特性曲线的斜率(下垂系数)用K fp 表示，其额定频率基点为(f 0 ， P 0 )；电压下垂U-Q特性曲线的斜率(下垂系数)用K UQ 表示，其额定电压基点为(U 0 ， Q 0 )。
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user: 2. Droop控制系统内部各控制参数的设计 2.1. 功率环部分控制参数设计 如图2所示，为功率环的控制结构框图，首先功率计算模块采集到的电感电流i L 、负荷侧电压U n ，经过dq变换模块，进入瞬时功率功率计算模块( ， )得到瞬时功率 、 ，再求其均值得到平均功率P、Q (其中 ， )，所得到的P、Q在与输入的参考量P n (即DG在额定频率下的的输出有功功率)、V 0 (即额定输出电压幅值)以及f 0 (即额定系统频率)共同作用于下垂控制环节，能够获得输出电压幅值、系统频率f的指令值。再通过电压合成模块可以得到u ref (其中参考电压u ref 为三相对称电压： ； ； )，最终通过dq变换可得到参考电压的d、q分量u dref 、u qref 。 若微电网处在孤网运行模式下，则DG输出的有功功率P ≤ P max ，且电压变化 、频率变化 ，最后仿真中选取的DG2/DG3功率控制环的控制系数如表1中所示。 图1. 多个MS进行负荷分享的下垂特性曲线 图2. Droop控制功率环结构框图 Table 1 DG2/DG3 power loop control facto Pn/kW 1/a V 0 /V f 0 /Hz 1/b 16 3e−5 324.1 50 5e−4 表1. DG2/DG3功率环控制系数 2.2. 电压电流双环控制参数设计 图3中所示为DG2/DG3中电压电流双环控制部分在dq坐标轴下的原理框图。 此处取 ， ，知 ， ， ，仿真中DG2/DG3的电压/电流环控制所取参数如表2所示。 下图4为仿真中得到的电流内环电流比例增益传递函数G i (S)，电压外环电压比例增益传递函数G u (S)的单位阶跃响应曲线。 图5为仿真所得电流内环电流比例增益传递函数G i (S)，电压外环电压比例增益传递函数G u (S)的频域响应曲线。 图3. DG2/DG3电压电流双环控制框图 图4. 单位阶跃响应曲线 Table 2 DG2/DG3 voltage current loop control parameter 2 1 0.5 表2. DG2/DG3电压电流环控制参数 图5. 频域响应曲线 图6. Z(S)频域特性 图6为仿真中逆变器等效阻抗传递函数Z(S)的频域响应曲线。
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user: 3. 结论 由仿真结果可知，电流内环能够实现无差跟踪调节；电压外环的动态响应能力更好，两者共同作用可使系统稳定性更好；在低频段时Z(S)呈现感性，而在高频段时呈现阻性，从而可以很好的实现Droop控制中的下垂特性，同时又会有一定抑制谐波的能力，最后通过分析，证明了本文控制参数取值的合理性以及有效性。
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user: 摘 要 本文对微型燃气轮机并网系统的仿真与建模进行研究。选用综合控制方式对微网并网进行控制，对相关的参数进行了设定。对开关K5 (PCC)处的电流、各个DG输出有功功率、各个DG输出无功功率、母线上电压幅值、微电网系统频率变化情况进行了仿真分析。仿真结果表明，当微电网在并入到主电网的时刻，其冲击电流的产生，可能是处于孤网运行状态时的微电网频率与主电网的频率之间略有差异等原因造成。主电网在向微电网输送有功功率，同时也说明了由于DG2、DG3采用Droop控制方式，因而可以通过合理地调节输出功率，为微电网提供电压以及频率支撑。Droop控制中的Q-U解耦控制(目的为微电网提供电压支撑)，则母线的电压幅值会有相应的增加。Droop控制中的P-f解耦控制(目的为微电网提供频率支撑)，则微电网系统频率会相应上升。 关键词 :微型燃气轮机，并网，综合控制，Droop控制 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 目前为止，针对DG的控制方式主要包括：PQ控制策略(主要应用在并网运行模式下)、Droop控制和U/f控制策略(主要应用在孤网运行模式下) [ 1 ] 。微电网的运行控制方法主要包括：主从控制(master-slave operation)、对等控制(peer-to-peer operation)、综合控制 [ 2 ] 。当微网选用主从控制方式(master-slave operation)时，其中主控DG的控制方式选择U/f控制，而从属的DG的控制方式选择PQ控制 [ 3 ] 。当微网处于并网运行模式下，全部DG的控制策略均使用PQ控制方式；当在出现故障等情况，微网进入孤网运行模式，此时主控DG的控制方式将迅速变为U/f控制，在为从属DG提供U ref 、f ref 的同时，也承担由负荷变动引起的扰动 [ 4 ] 。当微网选用对等控制方式(peer-to-peer operation)时，系统内各个DG之间的关系是对等的，即没有第一种控制方式中的主控、从属的区别 [ 5 ] 。微电网的综合控制方式，适用于在一个微网中，含有多个不同类型的DG的情况，对于能够输出比较稳定的电能的MS选用Droop控制方式，对于那些输出为间歇性能源的MS选用PQ控制方式，这种微电网的控制方式可以有效保证输出电能质量的稳定性以及可靠性 [ 6 ] [ 7 ] 。 本文对微型燃气轮机并网系统的仿真与建模进行研究。选用综合控制方式对微网并网进行控制，对相关的参数进行了设定。对开关K5 (PCC)处的电流、各个DG输出有功功率、各个DG输出无功功率、母线上电压幅值、微电网系统频率变化情况进行了仿真分析。
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user: 2. 微网仿真模型搭建 如图1所示的微电网的仿真模型。其各部分的主要参数如表1所示。
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user: 3. 微网由孤网运行到并网运行过程分析 3.1. 断路器动作设置 令微电网在0~5 s时处于孤网运行状态，5~10 s时处于并网运行状态。断路器(Breaker)动作设置如表2所示。 图1. 微电网仿真模型 Table 1 Main parameters of microgrid integrated control mode DG1 V dc = 750 V， R f = 0.01 Ω， L f = 2.8 mH， C f = 25 μF， P 1ref = 12 kW， Q 1ref = 0var， f n = 50 Hz， V 0 = 380 V DG2 V dc = 750 V， R f = 0.01 Ω， L f = 2.8 mH， C f = 25 μF， f n = 50 Hz， V 0 = 380 V DG3 V dc = 750 V， R f = 0.01 Ω， L f = 2.8 mH， C f = 25 μF， f n = 50 Hz， V 0 = 380 V DG4 V dc = 750 V， R f = 0.01 Ω， L f = 2.8 mH， C f = 25 μF， P 4ref = 10 kW， Q 4ref = 0var， f n = 50 Hz， V 0 = 380 V PQ控制 f s = 8000 Hz， K pP = 0.5， K iP = 20， K iQ = 20 Droop控制 功率环 P n = 16kW， 1/a = 3e−5， E 0 = 324.1V 电压电流环 K 1 = K 2 = 2， K pv1 = 1， K pv2 = 1， K iv1 = 0.5，K iv2 = 0.5 线路 380 V线路 R = 0.64 Ω/km， X = 0.101 Ω/km 10 kV线路 R = 0.347 Ω/km， X = 0.2345 Ω/km 负荷 R 1d = 5 Ω， X 1d = 0.628 Ω R 1d = 5 Ω， X 2d = 0.628 Ω R 3d = 10 Ω， X 3d = 1.57 Ω 变压器 Dyn11：10 kV/0.4 kV， S N = 150 kV∙A， X T = 4%， P K = 4.26 kW 配电网 三相对称， e a = 10 4 sin(100πt)V 表1. 微电网综合控制模型主要部分参数 Table 2 Circuit breaker action settin 运行时间/s 开关状态 运行状态 0~5 K1、K2、K3、K4闭合，K5断开 孤网运行模式 5 K1、K2、K3、K4、K5闭合 由孤网到并网的过渡状态 5~10 K1、K2、K3、K4、K5闭合 并网运行模式 表2. 断路器动作设置 3.2. 仿真分析 如图2(a)所示为开关K5 (PCC)处的电流仿真结果。如图2(b)所示为各个DG输出有功功率的仿真结果。如图2(c)所示为各个DG输出无功功率的仿真结果。图2(d)所示为母线5上电压幅值的仿真结果。图2(e)所示为母线6上电压幅值的仿真结果。如图2(f)中所示为微电网系统频率变化情况的仿真结果。 图2. 仿真结果
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user: 4. 结论 1) 当微电网并入到主电网的时刻，其冲击电流的产生，可能是处于孤网运行状态时的微电网频率与主电网的频率之间略有差异等原因造成的。 2) 主电网在向微电网输送有功功率，同时也说明了由于DG2、DG3采用Droop控制方式，因而可以通过合理地调节输出功率，为微电网提供电压以及频率支撑。 3) Droop控制中的Q-U解耦控制(目的为微电网提供电压支撑)，则母线的电压幅值会有相应的增加。Droop控制中的P-f解耦控制(目的为微电网提供频率支撑)，则微电网系统频率会相应上升。
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user: 摘 要 本研究基于学校视角，以在校大学生为研究对象，通过对12名在校大学生的访谈，120名在校大学生的调查，采用统计学的方法研究影响在校大学生积极压力的因素。结果显示，影响在校大学生的积极压力因素包括学校因素、学院因素、辅导员因素、老师因素、人际关系五个维度。并从学校、学院、以及氛围三方面提出建议，使在校大学生积极压力的改善工作更加科学化、高效化。 关键词 :积极压力，在校大学生，影响因素 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 长期以来，压力聚焦于压力源给个体心理、生理带来的消极作用方面，积极压力的作用受到忽略。积极压力是人在压力事件面前表现出积极的情感和积极的应对方式包括积极情绪、富有意义、易于管理、富有希望等。西方学者首次提出“积极压力”(eustress)概念，在理论构建和实证研究方面取得重要进展，拓宽了人们研究压力的视野。积极压力是个体在压力源作用下产生的积极反应，表现为积极的心理状态。受积极心理学的影响，积极压力逐渐引起国内外学者和实践者的重视，积极压力的研究具有重大的理论和现实意义。在校大学生面临着来自就业、恋爱等各方面的压力，在学校受到的积极压力也与生活中的不同，其影响因素也不同。文章主要基于学校的视角研究大学生积极压力的影响因素 [ 1 ] [ 2 ] 。
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user: 2. 文献综述 2.1. 积极压力的概念 加拿大生理学家，应急(stress)研究的先驱Hans Selye (1976)首次提出“积极压力(eustress)”的概念。他认为从健康和医学的角度来看，压力有积极压力和消极压力之分，积极压力产生于人对外界环境做出有效应对后产生的自信、成就感等，有助于提高个体的健康水平以及帮助个体更出色地完成工作任务 [ 3 ] 。 2.2. 积极压力的维度 袁少锋和高英(2007)在其研宄中采用了组织承诺、工作满意度、工作参与感和自我效能感等常见的心理指标来表示积极压力 [ 4 ] 。 Simmons (2007)在“Eustress at work: Accentuating the Positive”《工作中的积极压力：提升积极性》一文中，提出了测量工作积极压力的四个维度，分别是：① 积极情绪：是个体的一种愉快的投入状态，体现个体感觉热情、活跃、警觉等心理状态的程度；② 富有意义：体现工作对一个人情感的影响程度，一个人愿意花很多精力去解决问题达到要求，并且觉得值得去做，以及愿意迎接挑战的程度；③ 易于管理：个体在某种程度上认为自己所拥有的资源能够应对环境的要求；④ 富有希望：是一种基于成功的决心和计划达到目标的认知感。认为，这四个变量都能很好地代表“投入”，这是工作积极压力反应的主要指标之一，投入的员工总是很积极并且乐于做手头的事情 [ 5 ] 。
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user: 3. 访谈研究 3.1. 访谈提纲 本次研究访谈了12人，其中男女各6人；其中大一学生3人，大二学生3人，大三学生3人，大四学生3人。这就保证了访谈对象在性别、年级级别占比的均衡性，使研究就有代表性。本次访谈遵循的是STAR访问法，具体思路如下： 1、在最近的学习中有没有遇到令您感到有压力但是能促使你积极的事件？请详细阐述一下。 2、就该事件而言，当时是什么情况？(Situation) 3、该事件发生时您的想法是什么？有什么感觉？当时您想完成什么，出于什么背景考虑的？(Task) 4、事件发生时，您想采取什么行动？而您实际是采取的什么行动？(Action) 5、事件的结果如何？产生了什么样的影响？你得到什么样的反馈？(Results) 3.2. 访谈结果 访谈结束后对访谈记录进行整理，并总结前人积极压力影响因素的四个维度：工作本身、激励机制、领导方式、个性特征。结合访谈的结果，提炼出影响大学生积极压力的5个维度：学校、学院、辅导员、老师、人际关系 [ 6 ] [ 7 ] 。
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user: 5. 总结 5.1. 研究总结 文章借鉴参考了以往学者对于积极压力的研究，基于学校视角，以访谈为基础，以问卷调查方式获得样本数据，用统计学的方法对数据进行分析，结果显示，影响在校大学生的积极压力因素包括学校因素、学院因素、辅导员因素、老师因素、人际关系五个维度。学校因素主要体现在制度和奖励方面；学院因素主要体现在讲座和培训方面；辅导员主要体现在学习生活方面的心理辅导和信息的提供；老师因 Table 5 The results of each factor’ reliabilit 因子名称 题目数量 Cronbach’s Alpha值 学校因素 7 0.801 学院因素 7 0.814 辅导员因素 6 0.894 老师因素 5 0.908 人际关系 5 0.857 表5. 各因子的信度分析结果 素主要体现在个人魅力对其的影响方面；人际交往主要体现在与同学的相处和信息的互动方面。 5.2. 建议 文章上述的各种影响大学生积极压力的各种因素是相互作用的，对大学生的学习生活造成一定程度的影响。结合第三部分的数据分析和得出的相关结论，文章的建议体现在以下几个方面： (1) 学校加强完善制度建设 学校应该充分考虑满足学生的需求，加强学校的教学管理水平，加强资源建设，制度建设；还要完善各种学生奖惩制度，构建完善的学习的激励机制，激发学生的学习热情；学校应积极组织各种校级、市级和国家级的学科竞赛活动；应积极组织学生参与大学生创新项目，培养学生专业兴趣；除此之外，学校也应该完善教师考核制度，不仅仅关注教师的科研成果，还应包括与学生的沟通。 (2) 学院加强学风、专业建设 为了激发在校大学生学习的积极性，学院应该注重学风建设，专业建设，使学科的设置更加科学合理；学院也应该针对性地加强组织讲座，提高学生学习的积极性。学院经常组织学术性讲座，重视培养学生的专业兴趣；学院定期举办心理辅导讲座；注重对辅导员与学生的交流。 (3) 营造良好的氛围 氛围对在校学生的影响是不可估量的。辅导员应该多关注学生的心理，多关心学生的日常生活，包括宿舍关系，文化，了解学生，有针对性的对学生进行相关的辅导；任课老师应该提高自己的教学水平和人格魅力，重视开拓学生视野，重视学生的心理感受 [ 8 ] [ 9 ] 。
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user: 摘 要 针对疏排圆形胞元蜂窝面内结构，建立了圆形胞元蜂窝结构一种新的等效力学理论模型。通过结构力学等相关理论知识，提出了一种求解结构面内力学参数的新思路，得出该结构面内等效力学参数的理论近似解；并通过Ansys有限元软件对该结构进行建模，并施加适当载荷，计算结构在载荷作用下的形变，进而得到相应的数值模拟仿真结果。理论数值结果与有限元仿真结果表明，该近似等效力学模型具有一定的精度和合理性，可为疏排圆形蜂窝夹芯结构的面内力学特性分析研究提供新的理论分析方法。 关键词 :疏排圆形蜂窝，等效力学模型，数值模拟，有限元建模，面内力学参数 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 由于蜂窝夹芯结构有着轻质、高强度及良好隔声性能等特点，其广泛应用于航空、航天、汽车等结构中 [ 1 ] 。蜂窝夹芯结构根据芯格形状，可分为正六边形、方形、圆形、皱褶形材等蜂窝结构。工程常见的是传统正六边形蜂窝夹芯结构。 然传统正六边形蜂窝夹芯结构仍存在不足之处：如加工工艺复杂，存在尖角易产生较大的集中应力，加速了结构的疲劳损伤，降低了结构的稳定性。因此有人提出通过改变蜂窝夹芯胞元的形状来弥补传统蜂窝结构的缺点，比如采用圆形孔代替正六边形。相比正六边形蜂窝结构，主要特点是：圆形孔蜂窝结构夹芯耗材量少，比强度更高，承载能力更强，同时还可避免产生由于六边形孔角部应力集中而造成的结构裂纹、断裂、失稳等问题。针对蜂窝夹芯结构在力学、振动、声学、控制优化等方面的研究很多 [ 2 ] [ 3 ] ，如徐胜今等，利用等效理论对正交各向异性蜂窝夹层板的静、动力学问题进行了相关研究 [ 4 ] ；卢天健等，也从轻质蜂窝夹层板的制备方法到其振动、声学特性进行了深入研究 [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] ；王义柏等，利用有限元方法研究了单向加筋双层板的隔声性能 [ 8 ] 。蜂窝夹芯结构性能分析的关键就是建立结构模型，并得到相关结构的等效参数 [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] ，如等效刚度及等效质量。而对圆形蜂窝的研究也有很多，有学者针对圆形夹芯蜂窝，基于有限元方法，研究了蜂窝结构参数与强度极限之间的关系 [ 13 ] ；针对圆形蜂窝夹芯板梁结构的临界应力进行了理论研究 [ 14 ] ，还有利用数值模拟软件来对圆形蜂窝的力学弹性参数进行了相关的研究 [ 15 ] 。 上述研究成果中多数是利用近似公式进行分析，但其存在一定应用范围。于是有必要对疏排圆形蜂窝结构的等效力学参数进行理论推导与求解，才能确定出一个近似数值范围，与数值模拟得到的结果进行比对分析验证。为此，本文提出一种新的思路，针对疏排蜂窝夹芯结构的等效模拟，通过建立半径为 、厚度为 、高度为 的圆形胞元的理论模型，结合其结构的受力特点，利用等效理论、结合力学等相关理论知识，得到其等效模型，对等效后模型的弹性力学参数进行推导。此研究为圆形蜂窝夹芯结构的发展提供了新的理论思路，具有重要的借鉴性意义。
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user: 2. 疏排圆形蜂窝夹芯结构 疏排圆形蜂窝夹芯结构如图1所示，可以看出，圆形胞元均匀分布，彼此外切，每个圆形胞元周围对应有四个相同的圆形胞元与之相接触，这里用字母 、 、 来分别表示圆形夹芯的半径、壁厚、高度；从而有助于下一步的公式推导、计算。
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user: 3. 圆形胞元等效模型的建立 从蜂窝结构中取出一个单元，作为研究对象，即如图2所示，分析单元由五个圆形胞元组成，中心胞元与上下左右四个胞元所围成；该分析单元组成了整个蜂窝夹芯层结构。根据这五个圆形胞元接触特点，用直线将接触点相连，即组成一个规则的正方形等效模型。明显得到，疏排圆形夹芯层结构均可由这样的正方形胞元所围成，且满足两个基本等效要求：(1) 其面积和疏排圆形蜂窝面积相等；(2) 圆形胞 元间接触受力形式及受力方向，近似等同该正方形胞元的受力特性。 等效力学弹性参数推导 (1) 、 比的推导，首先建立如图所示直角坐标系，当蜂窝夹芯层受到 方向的单向应力 时，等效模型受力如图(a)所示，图(b)为等效模型中正方形胞元受力图，可以得到： 图1. 疏排圆形蜂窝夹芯结构 图2. 等效模型 由于结构在 点处的转角为0，据力学相关知识可得： ， ， 分别对模型中 、 的轴向变形和弯曲变形进行分析， 、 关于竖直方向对称，故有： ， ( )边由 力和弯矩 所引起的垂直 于方向的挠度为： ，其中 ； ( )的轴向变形为： ； 方向的等效应变为： ； 方向的等效应变为： ； 则 方向的 比和等效面内弹性模量为： ； ，这里 ；同理，可推出 和 的计算公式。 (2) 、 比的推导，分析方法与上述类似如图(c)、图(d)所示，则有 ，其中 ； ； 此时， 方向的等效应变为： ； 方向的等效应变为： ； 则 方向的 比和等效面内弹性模量为： ； ，这里 ； (3) 比的推导，等效模型的受力分析如图(e)、(f)所示，为满足各个节点受力平衡， 故做如下假设： 1) 假设A、B、C三个节点之间无相对位移； 2) 各节点转角相等； 3) 模型中每条边的剪切变形分别由其自身转动和弯曲变形所产生。 首先对节点 竖直投影到 连线上的 点取矩，有 ，可得 由图(e)中等效体剪应力互等定理可得 也可以推出 ； 图(g)取自于图(f)的左半部分，对 点取矩， ，可得 ； 故只有弯曲变形，则 ； ； 所以有 ，其中 ，则有 ； 综上所述，可以看出结构面内力学参数：弹性模量 、泊松比 、剪切模量 均与圆形胞元的厚度 、半径 以及等效长度 有关。在结构材料基本参数给定的情况下，利用得到的理论推导公式便可计算出疏排圆形蜂窝夹芯结构面内等效力学参数的近似值。
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user: 4. 数值模拟计算 取部分蜂窝夹芯层建立了 三维实体有限元模型，并设定结构为铝合金材料，为了方便载荷的施加， 图3. 三维有限元模型图 图4. 三维模型网格图 图5. 三维拉伸形变图 图6. 三维剪切形变图 Table 1 Comparison of theoretical and simulation value Theoretical data 0.145 0.979 0.073 FEM simulation results 0.144 0.946 0.070 Error (%) 0.694 3.488 4.285 表1. 理论值与仿真值比较 特在圆形夹芯左右两侧各添加一块薄板如图3，各圆形胞元间、薄板与胞元间均为固连形式，根据力的传递特性，这两块薄板不会对整体变形情况造成很大影响，故忽略不计；设置该模型网格类型为正六面体，网格尺寸0.5 mm，节点数353，465个，网格数75，484个，如图4。首先在模型的左侧设定一个固定端约束，右侧施加 方向均匀分布的拉应力，设定该拉应力为1 MPa，进行静力学分析，得到拉伸形变图5；接着在右侧壁板施加一个剪力，对模型产生一个 面内的侧向切应力，进行静力学分析，得出剪切形变图6。
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user: 5. 理论结果与仿真结果对比验证 本文所建模型中，圆形胞元的内径14 mm，外径16 mm，故取半径r为7 mm，厚度为1 mm，高度h为8 mm，模型材料为铝合金，其弹性模量是 ，泊松比 ，通过拉伸、剪切实验测出疏排圆形蜂窝夹芯面内弹性模量及面内剪切模量，并进行结果对比分析见表1。 通过比较可以看出，本文的建模思路及理论推导方法与仿真实验数据结果偏差较小，从而验证该近似等效力学模型具有一定精度和合理性，理论结果的误差主要是等效近似所导致的，可根据具体实际问题进行合理范围内的修正，以达到较好的精度。
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user: 6. 结论 本文的创新之处是针对疏排圆形蜂窝板夹芯层面内等效力学参数计算问题，提出一种新的理论计算推导思路，得出的理论结果可以为仿真结果提供一个很好的参考。利用这种思路和方法，分别对其面内等效力学参数 、 、 、 、 进行了数值理论推导，并得到了各自的理论计算公式，以及圆形胞元的半径、厚度是影响该型蜂窝结构夹芯面内力学等效参数的主要因素的结果。
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user: 摘 要 针对高压电流互感器抗震能力较为薄弱的问题，以某型电流互感器为研究对象，开展其抗震及减震性能分析研究，旨在确保高压电流互感器在地震发生时的无破坏性。文中基于ANSYS开展电流互感器模态分析研究，获得电流互感器的固有频率和模态振型，确定电流互感器易损坏的部位；根据美国变电站抗震设计推荐规程IEEE Std-693-2005和高压开关设备抗地震性能试验GB/T13540-2009要求，选用天然Elcentro波和Taft波对高压电流互感器进行水平激励，开展易损坏部位的位移和应力时程分析，确定其最大位移和最大应力，为电流互感器的抗震设计优化提供技术支撑。 关键词 :高压电流互感器，抗震能力，模态分析 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 电力系统是我国重要的生命线工程，电力系统若遭到破坏，会造成严重的灾害和经济损失。我国是地震灾害比较严重的国家之一，如2008年发生于四川汶川的5.12地震，据不完全统计，仅四川电网就产生约72亿元的经济损失，500 KV及以下电力设备受到了严重的破坏 [ 1 ] [ 2 ] 。因此提升电力系统设备的抗震性能，深入探索电力设备的抗震理论及抗震性能计算具有重要意义。 在电力设备抗震性能研究方面，国内外学者做了一些研究，如Amir M.等人对高压断路器进行了有限元仿真和地震振动台试验，并比较了两种分析方法，获得了断路器易破坏的位置及破坏形式，为后续断路器的设计、布置形式、布置位置等选择提供了技术支持 [ 3 ] ；Robin-Jouan等人使用Computational Fluid Dynamics Tool对SF 6 气体进入瓷柱各腔体后的流动性进行了仿真，模拟从300 K升至3000 K时腔室的应力变化，更好地理解SF 6 气体在腔体中的流动情况及其对腔室应力的影响 [ 4 ] 。Mosalam等人实时混合仿真模拟了高压断路器的抗震性能，并且这种实时混合仿真可以与小型振动台搭建使用，使试验结果更加接近人们的预想结果，使断路器抗震性能的模拟结果更加精确 [ 5 ] 。吕红山等提出不同场地的地震动反应谱放大系数分析研究 [ 6 ] ；赵灿晖等针对地震时程有限元分析时存在的计算效率低的问题，提出时程分析快速计算方法 [ 7 ] ；徐龙军等对地震反应谱进行了总结并对后期发展进行了论述 [ 8 ] ；刘晓明等人针对SF6电流互感器开展抗震性能研究 [ 9 ] 。 针对高压电流互感器重心位置高，耐地震性能较差的特点，本文以某型高压电流互感器为研究对象，开展抗震性能分析，确定地震发生时易发生破坏的关键点和部位。
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user: 2. 电流互感器模态分析 2.1. 断路器外形简图及有限元模型 图1是电流互感器外形简图，通过厂家提供的详细零件图进行绘制。图2是相应的有限元模型。三 图1. 电流互感器的结构简图 图2. 电流互感器有限元模型 维模型在UG中进行装配，导出扩展名为x_t文件，导入ANSYS中进行有限元分析。 在有限元模型中，各部分主要材料的力学性能参数如表1所示。 在电流互感器有限元模型中，单元类型主要为beam189三维梁单元和mass21质量单元(传感头以及复合绝缘子套管的内部结构采用集中质量进行等效)，底部支架与复合绝缘子套管采用胶装连接，在ANSYS中采用Glue布尔运算进行定义。根据文献 [ 2 ] 中的理论公式，可以计算出子套管与支架连接处的弯曲刚度为2.8 × 106 Nm/rad，梁单元的界面惯性矩为1.5 × 10 −6 m 4 ，同时在有限元模型增加重力载荷(-Y方向)，将上述各值赋予有限元模型。 2.2. 模态分析 将电流互感器底部的支架完全约束，采用分块法提取模态参数，分析模态阶数设定为10，扩展模态阶数设定为10，分析频段为0~100 Hz。表2是断路器在X，Y两方向的固有频率，图3是相应的模态振型图。 由图3模态振型可知，第一阶模态振型主要为复合绝缘子套管绕底部支架的左右摆动(底部支架位移 Table 1 Mechanical performance parameters of the main materia 部件名称 材料名称 弹性模量(N∙m −2 ) 泊松比 底部支架 Q235A 2.1 × 10 11 0.3 法兰 ZL101A 0.7 × 10 11 0.3 复合绝缘子套管 环氧玻璃丝管 0.21 × 10 11 0.3 部件名称 质量密度(kg∙m − 3 ) 许用应力(MPa) 底部支架 7850 210 法兰 2700 170 复合绝缘子套管 5720 325 表1. 主要材料的力学性能参数 Table 2 The first two order of current transforme 模态阶数 坐标方向 自振频率值 第1阶 X 6.1774 Z 6.1865 第2阶 X 44.075 Z 44.577 第3阶 X 61.978 Z 62.251 表2. 电流互感器前两阶固有频率 图3. 电流互感器在不同方向固有频率对应的模态振型；(a) 第1阶X、Z 方向的模态振型；(b) 第2阶X、Z 方向的模态振型；(c) 第3阶X、Z方向的模态振型 图4. 电气设备的加速度地震反应曲线 [ 3 ] 很小)；第二阶模态振型除了第一阶模态振型的运动外，支架上半部分围绕固定端左右摆动；第三阶模态振型主要为复合绝缘子套管饶自身中点的弯曲运动。从电气设备地震反应谱统计曲线(图4)可以发现，加速度响应的最大幅值一般发生在结构1~15 Hz范围内，即15 Hz之下的频率会对电气设备产生较大影响。鉴于此，文中重点分析断路器的第一阶阵型对应的危险部位。 第一阶模态阵型的运动类似于悬臂梁结构，根据材料力学理论可获得如下结论：在高斯白噪声激励 图5. El-centro波和Taft波的波形图 Table 3 The peak stress and displacement of key part 地震波 顶端位移峰值 A点应力峰值 B点应力峰值 El-centro 33.97 (mm) 37.97 MPa 153.83 MPa Taft 31.69 (mm) 36.49 MPa 149.59 MPa 表3. 关键部位的位移和应力峰值 下，电流互感器顶端部位的位移最大，易破坏的部位主要集中在：1) 复合绝缘子套管与底部支座的连接处；2) 底部支架与固定端的连接处。
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user: 3. 电流互感器危险部位的时程分析 地震波时程响应分析 为了对电流互感器进行地震波分析，根据美国变电站抗震设计推荐规程IEEE Std-693-2005和我国规范“高压开关设备抗震性能试验”GB/T13540-2009的要求进行地震波的选择，本文选择El-centro波、Taft波，波形如图5所示。 在两种地震波作用下，对电流互感器最顶端的位移、子套管与底部支座的连接处(A点)及底部支架与固定端的连接处(B点)的应力进行时程分析，获得相应物理量的峰值，如表3、图6所示。 根据表1材料的许用应力可知，电流互感器危险部位的应力峰值低于许用应力，可以达到抗震要求。 图6. El-centro波和Taft波的波形图；(a) 顶端的位移时程；(b) A点的应力时程；(c) B点的应力时程
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user: 4. 结论 1、文中以某型电流互感器为分析对象，通过有限元模型获得高压断路器在X、Z方向前三阶固有频率和模态振型，通过模态振型获得断路器易破坏的部位。 2、文中选择El-centro波和Taft波对电流互感器进行激励，开展电流互感器危险部位的时程分析，提取相应位置的最大应力峰值，结果表明该电流互感器具有较好的抗震性能。
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user: 摘 要 考虑螺纹升角建立螺栓联接的三维有限元模型，利用ABAQUS进行有限元分析，采用直接加载的方式施加预紧力，模拟螺纹联接副的承载力，并与Yamamoto解析法进行了对比验证。在此基础上施加横向动态载荷，研究了动态载荷作用下螺纹副不同的摩擦系数对应的螺纹承载力的变化情况。 关键词 :螺纹副，解析法，横向动态载荷，摩擦系数，承载力 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 塔式起重机螺栓连接松动是塔机发生倾覆事故的原因之一。目前建筑工地上多数使用的塔机是自升式塔机，标准节是依靠高强度螺栓来连接固定的。塔式起重机在进行工地作业时，各个标准节是依靠螺栓预紧力使接合面产生摩擦力来承受的，塔身起着支撑上部工作部件传来的轴向压力、水平力、弯矩和扭矩的作用，所以螺栓连接松动后，在塔机上部载荷的作用下标准节的接触面摩擦力逐渐减小直至丧失，机构间出现冲击载荷造成塔身断裂，由此可见，对于塔机标准节螺栓连接松动未及时发现以及预防是很危险的。因此，研究塔机螺栓连接具有重要的意义。 在塔机工作过程中，标准节的螺栓连接是保证被连接结构之间可以可靠的传递力运动。这些都是以标准节的接触面之间具有足够大的预紧力为前提，所以螺栓连接失效的表现方式就是螺栓张紧力的下降。北京理工大学的侯世远 [ 1 ] 提出螺栓张紧力决定了螺纹连接松动的机理，预紧力仅仅是螺栓在预紧结束时螺栓所具有的张紧力，并不能用于描述若干循环后的螺纹松动，因此在螺纹联接松动影响因素的研究中应当施加完预紧力之后观察撤掉预紧力之后的螺纹牙应变。 由于很难通过直接观测的方式来了解螺栓松动过程，研究者们往往通过有限元模拟的方法进行研究，但在建模过程中，国内的研究者们往往忽略螺纹的影响，采用简化的手段以近似等效的方式去除螺纹结构，或者通过建立二维模型，来研究螺栓松动机理以及残余预紧力的变化过程。忽略螺纹的方法无法模拟动载荷作用下螺栓联接松动过程，而建立二维模型会使结果的准确性受到一定影响。国外的研究者Junker [ 2 ] 、Nassar和Housari [ 3 ] [ 4 ] 采用有限元模拟与实验相结合的方法，通过建立特定螺栓联接的准确的三维有限元模型，分析研究横向动态载荷下的螺纹牙的应变并且加以实验证明。 基于上述研究，本文中运用了PROE、HYPERMESH以及ABAQUS软件考虑螺纹升角进行了三维建模以及有限元分析，模拟了承载力的分布与Yamamoto解析法进行了比较，并且模拟了横向动态载荷工况下接触对摩擦系数对承载力分布的影响。
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user: 2. 螺纹副的建模以及有限元分析 在工程实践中，各类通用的有限元软件可以胜任有限元分析的全过程，但是不同的软件却有不同的长处，为了做到更精确的分析，所以本文中综合运用了3种软件进行了有限元分析。 2.1. 螺纹联接副三维模型的建立 Pro/E是在国内产品设计领域占据重要位置，主要用于特征建模，因此，本文选用Pro/E来建立螺栓联接的三维有限元模型。 QTZ5510型塔式起重机标准节之间采用规格为M33 × 2高强度大六角螺栓与螺母。根据机械设计手册，计算所需三角形螺纹牙型的各参数值如表1所示。 为了减少不必要的计算量，对模型进行了简化处理，将六角螺栓头改为圆形，去掉垫片，连接件改为对称性的，装配后的三维模型如图1所示。 将建立好的螺栓螺母联接件的三维模型保存为“*.iges”格式的文件。再将其导入到HyperMesh中后可以得到效果较好的实体模型，并且没有多余的面和线覆盖在模型上。 2.2. 有限元分析的前处理 在CAE工程技术领域，Hypermesh最著名的特点是它所具有的强大的有限元网格划分前处理功能和后处理功能。使用hypermesh画网格时需要选取网格单元，采用六面体单元进行动态三维有限元仿真可以有效避免四面体网格容易出现体积锁死和过度的抗弯刚度的困难的现象同时可减少网格重划分次数，达到较高的计算精度，故六面体单元是动态三维有限元仿真的首选单元 [ 5 ] [ 6 ] ，此次六面体网格的单元类型对应于Abaqus中的C3D8R——三维实体缩减积分单元。使用这一单元可以保证位移计算的结果精确可靠，并且在冲击载荷等工况下也能保持稳定性，不会在单元变形时影响到计算结果的精度，并且发生自锁等现象。 对模型进行有限元分析的前处理，包括定义材料属性、划分网格、建立接触面和接触对等。螺栓螺母各部分材料属性选择见表2。 为了提高六面体网格质量，在Hypermesh中进行应当进行适当的实体分割并利用其所提供的solid map网格化分模式，利用Solid map对螺栓和螺母进行六面体网格划分之前，需要对螺栓螺母进行有效分割，再对分割后的各实体部分分别进行六面体网格的划分。 分割后的实体上划分网格以后，得到的螺栓螺母及装配后的三维模型如图2所示。 Table 1 Parameters of thread M33x 参数名称 参数值/mm 参数名称 参数值/mm 螺距P 2 外螺纹的基本中径d 2 31.701 内螺纹的基本大径D 33 内螺纹的基本小径D 1 30.835 外螺纹的基本大径d 33 外螺纹的基本小径d 1 30.835 内螺纹的基本中径D 2 31.701 原始三角形高度H 1.732 表1. M33x2的螺纹参数 图1. 螺栓螺母及装配后的三维模型 Table 2 Material and properties of bolt， nut and clamper 零件 材料牌号 弹性模量 泊松比 密度 螺栓 40Cr 2.09 0.295 7.85 夹紧件 Q345 2.09 0.2 7.85 螺母 40Cr 2.09 0.295 7.85 表2. 螺栓、螺母与夹紧件的材料及属性 图2. 螺栓螺母及整体模型的网格划分 2.3. 螺纹连接副的有限元分析及后处理 经过Hypermesh前处理后的三维有限元模型带入Abaqus中进行载荷步的设置以及边界条件的设置，模型的预紧力是采取的直接施加的方式，通过查阅机械设计手册可得出螺栓预紧力计算公式： (1-1) 在ABAQUS中选取预紧力的一半最后提交计算，后处理中得到螺栓螺母联接件的等效应力分布云图，如图3所示。 2.4. 螺栓联接有限元模型准确性的验证 Yamamoto法是一种广泛应用的计算螺纹副承载力分布的计算方法，该方法将螺纹牙视为平面应变梁，忽略螺纹升角，根据螺栓螺母体变形协调条件求出在预紧力的作用下螺纹牙根处受力的解析值，依据Yamamoto法 [ 7 ] ，螺纹牙的载荷分布可利用下式求得 (1-2) 为螺栓受到的轴向力， 为螺母高度。由式可得到螺栓的合扣部分螺纹截面上的轴向力F的分布，将每层螺纹对应的距离螺母自由端面的位置x代入式中，得到螺栓螺纹各扣截面轴力及轴力系数的解析值。 通过将模型采取直接施加预紧力方式受到的预紧力作用时螺纹扣部分承载力的分布情况的结果与Yamamoto解析法得到的结果输入到MATLAB中做成曲线图作比较，对模型的准确性进行验证如图4。 从图4中可以看出，靠近螺母接触端面的几扣螺纹拟合结果较为理想，但在螺母自由端的几扣螺纹因为受力变形的影响以及解析法考虑了螺纹升角，所以导致了承载力分布与解析值拟合有偏差。但从总体来说，两种方法得到的螺纹副承载力分布的大体趋势基本趋于一致，前几扣螺纹承受的接触力是最大的，说明采用本文方法模拟螺栓螺母模型的受力情况是正确的，确定了联合建模法的可靠性。
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user: 3. 横向动态载荷下塔机螺栓连接中螺纹副摩擦系数的影响 本文在Abaqus中采用有限元的显式动态分析，来施加横向循环载荷激励下，研究不同的螺纹副摩擦 图3. 螺栓螺母以及联接件的等效应力分布云图 图4. 螺栓联接螺纹旋合部分的承载力分布比较图 图5. 不同螺纹接触面摩擦系数下螺母螺纹受力变化曲线 系数对承载力分布的影响。 在完成预紧力施加和设置好相应的边界条件之后，对下层夹紧件施加了循环横向激励z模拟动态分析。z的计算公式为： (2-1) 式中： 为激励幅值； 为角频率。 在有限元模型上设置各接触面的摩擦因数，分别为螺纹接触面μ，螺栓头与夹紧件的接触面μ 1 ，夹紧件之间的接触面μ 2 ，螺母与夹紧件的接触面μ 3 。这次施加了200 MPa的预紧力，其中μ 1 ，μ 2 ，μ 3 保持0.14不变，改变μ的数值，分别取0.1，0.2，0.3进行有限元动态载荷分析，根据图4得出的结论，取了第一层的螺纹接触力数值，并将得出的数值放入MATLAB中作拟合处理，得出结果如下图5。 由图5可以看出，在预紧力的施加完成之后，即0.2 s时，不同的螺纹接触面的摩擦系数下该层螺纹受到的作用力随螺纹面摩擦系数的增大而减小，由此可以看出螺纹接触面的摩擦系数越大，预紧力的施加效果越差。在横向载荷作用的前两个周期中，预紧力作用效果下降最快，但是摩擦系数从0.1增至0.2的时候，残余预紧力增加，而在摩擦系数从0.2增至0.3的时候，残余预紧力却又发生了降低，因此可以看出摩擦系数有一个平稳值，大于和小于这个数值都会导致预紧效果变差。 Hess的研究结果也证明，比较大的摩擦系数会使得在拧紧过程中螺栓螺纹产生更大的弹性扭转变形，在外载的作用下弹性应变能将会释放，释放会导致螺栓产生较大的初始松动，即较大的螺纹接触面摩擦系数对螺栓松动的影响较大 [ 8 ] 。
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user: 4. 总结 1) 以M33 × 2三角形螺纹的螺栓螺母作为对象用Proe建立三维模型，用Hypermash进行了高质量网格分析，最后用Abaqus进行了分析计算。 2) 将建立的有限元模型所得到的螺纹副承载力与Yamamoto解析法计算得到的螺纹副承载力，进行了对比验证。 3) 在横向动态载荷这一工况下，将螺栓连接模型在不同的摩擦系数下受到的接触力进行了拟合分析，得出 的时候预紧力下降最慢。
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user: 摘 要 在−20℃、−10℃、0℃、20℃的温度条件下对A6N01铝合金焊接接头进行焊接，测试不同环境温度条件下焊接接头的拉伸强度，冲击韧性，硬度以及显微组织。研究结果表明，温度对A6N01铝合金对接接头的抗拉强度的数值影响不大，但是接头断裂的位置发生了变化，这可能需要引起重视。温度对A6N01铝合金对接接头的冲击韧性的数值影响较大。在常温情况下的焊缝中可以观察到较多的析出相，而随着温度下降，析出相逐渐减少，气孔和夹渣也较少。 关键词 :A6N01铝合金，环境温度，力学性能，微观组织 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 我国国土面积辽阔，气候环境多样，高速列车无论是在生产过程还是在运行过程中均要经受复杂气候变化的考验。在铝合金车体MIG焊接过程中，环境温度、温度、风速等均对焊接接头的微观组织、常规力学性能以及疲劳性能等产生不可低估的影响。工厂采用控制环境条件，采用进口焊接装备与焊接材料，优化熔化焊接工艺等措施控制车体铝合金的焊接质量。但是还是存在焊接变形和应力严重，气孔较多，接头强度系数低等问题，制约了铝合金车体向更高速度的设计及运用。生产实践表明，车体铝合金焊接质量与焊接生产环境条件密切相关 [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] 。 本文对动车组常用车体铝合金材料A6N01焊接接头在不同的环境温度条件下进行焊接，研究在不同的环境温度条件下，焊接接头力学性能以及微观组织的变化，从而研究环境温度对焊接接头性能的影响。
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user: 2. 试验材料与方法 实验采用4 mm厚A6N01铝合金板材进行焊接，采用ER5356铝镁合金焊丝，焊丝的直径为φ1.2 mm，选用氩气保护，纯度为99.99%。焊接后试件的尺寸为350 mm × 220 mm × 4 mm，焊缝宽度为20 mm，焊接工艺参数见表1所示。根据工厂的现场环境条件进行设计，设计焊接环境温度为−20℃、−10℃、0℃、20℃。 采用HV-10B维氏硬度计测量焊接接头各区域的硬度值，测量载荷为10 kg，载荷持续时间为15秒。采用WDW3100微机控制电子万能试验拉伸机上进行拉伸实验，拉伸速率为1 mm/min，试验机自动记录载荷位移曲线，测量接头的屈服强度、抗拉强度和延伸率。采用JBN-300摆锤式冲击试验机进行冲击试验。采用1%氢氟酸(HF) + 1.5%盐酸(HCl) + 2.5%硝酸(HNO3)的混合酸溶液进行腐蚀，腐蚀时间为20~30秒，室温。然后在Zeiss A1M光学显微镜下观察母材、HAZ和焊缝的组织。
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user: 3. 试验结果与讨论 3.1. 不同温度条件下的焊接接头的拉伸强度 表2是不同温度条件下A6N01铝合金焊接接头的拉伸强度。 Table 1 Welding parameter 材料厚度(mm) 道次 焊接电流(A) 焊接电压(V) 焊接速度(mm/min) 4 1 134~151 20.2~21.9 460~490 表1. 焊接工艺参数 Table 2 Tensile strengths of A6N01 Aluminum alloys at different temperature 板厚/mm 接头形式 环境因素 抗拉强度/MPa 平均抗拉强度/MPa 断裂位置 温度 4 对接 −20℃ 210 207 热影响区 210 热影响区 200 焊趾 −10℃ 198 192 热影响区 190 热影响区 188 热影响区 0℃ 205 203 热影响区 200 热影响区 205 熔合线 20℃ 210 205 熔合线 200 熔合线 205 热影响区 表2. 不同温度条件下A6N01铝合金焊接接头拉伸强度 由表2分析可知，当焊接环境温度 ≤ 0℃时，以0℃为参考，−10℃时的抗拉强度下降了4.78%，−20℃时抗拉强度升高了1.97%。当焊接环境温度 ≥ 0℃时，以0℃为参考，20℃时抗拉强度升高了0.99%。因此，总体分析，温度对A6N01铝合金对接接头的抗拉强度的数值影响不大，但是接头断裂的位置发生了变化，这可能需要引起重视。 3.2. 不同温度条件下的焊接接头的冲击韧性 表3是不同温度条件下A6N01铝合金焊接接头的冲击性能。 由表3分析可知，当焊接环境温度 ≤ 0℃时，以0℃为参考，−10℃时的冲击韧性下降了9.77%，−20℃时冲击韧性下降了20.56%。当焊接环境温度 ≥ 0℃时，以0℃为参考，20℃时冲击韧性升高了14.61%。。因此，总体分析，温度对A6N01铝合金对接接头的冲击韧性的数值影响较大。 3.3. 不同温度条件下的焊接接头的硬度 图1是不同温度条件下A6N01铝合金焊接接头的硬度分布曲线。 由图1可以看出，焊缝部位的硬度较低，随着远离焊缝中心的距离的增加，硬度上升。到最大值以后硬度开始下降，由于拉伸实验试件的断裂都在热影响区，所以推断软化区的硬度值会略低于焊缝。这是由于焊接热影响区是由于受到焊接热输入的影响而产生的，A6N01铝合金焊接接头的热影响区分为淬火区和软化区。在淬火区，化合物大部分固溶到基体中，析出相较少；而在过时效区，出现了很多粗大的析出相，降低了接头的强度和塑性。 Table 3 Tensile strengths of A6N01 Aluminum alloys at different temperature 板厚/mm 接头形式 环境因素 冲击吸收功/J 冲击韧性/(J/cm 2 ) 温度 4 对接 −20℃ 20.14 20.17 22.20 18.16 −10℃ 22.37 22.91 23.50 22.87 0℃ 27.41 25.39 25.35 23.40 20℃ 30.11 29.10 28.67 28.51 表3. 不同温度条件下A6N01铝合金焊接接头的冲击性能 图1. 不同温度条件下A6N01铝合金焊接接头的硬度分布曲线 总体来说，当温度高于0℃，即20℃时，硬度的分布比较均匀。而当温度低于0℃，硬度的变化起伏比较大，尤其是0℃和−10℃的起伏比较大。 3.4. 不同温度条件下的焊接显微组织 图2是不同温度条件下焊接接头熔合区和焊缝的显微组织。 图2. 不同温度条件下焊接接头熔合区和焊缝的显微组织 从图2中可以看出，焊缝区为铸态等轴晶组织。热影响区的晶粒粗大，晶界不清晰，有Mg2Si强化相和少量杂质相析出，随着温度的下降焊缝晶粒越细小。这与之前硬度实验得出的结论：随着温度的降低焊缝区的硬度越低相符合。在常温情况下的焊缝中可以观察到较多的析出相，而随着温度下降，析出相逐渐减少，气孔和夹渣也较少。
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user: 4. 结论 1) 温度对A6N01铝合金对接接头的抗拉强度的数值影响不大，但是接头断裂的位置发生了变化，这可能需要引起重视。 2) 温度对A6N01铝合金对接接头的冲击韧性的数值影响较大。 3) 在常温情况下的焊缝中可以观察到较多的析出相，而随着温度下降，析出相逐渐减少，气孔和夹渣也较少。
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user: 摘 要 本文介绍了抗震分析载荷组合和评价标准及方法，并通过workbench的ANSYS模块对核级蝶阀的抗震性能进行验证。通过抗震分析，本文不但验证了阀门的结构完整性，还使得在设计阶段就可验证和优化阀门的薄弱区域。这降低了企业成本，缩短了产品开发周期。 关键词 :Workbench，抗震分析，核级蝶阀，验证 Copyright © 2017 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 前言 核电站用核级蝶阀作为核电站管道控制介质的重要设备，其可靠性对于核电站的正常运行具有重要的意义。最终产品需要经过核电标准的地震鉴定试验，若此时核级蝶阀地震试验不通过再去优化设计方案，这样就会增加制造企业的成本，workbench的仿真分析此时就显的非常具有必要性和实际意义。 Workbench仿真分析的应用可在产品生产之前，就对其进行验证并对设计方案进行优化，降低企业生产成本。
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user: 2. 核级蝶阀载荷组合和评价标准 核级蝶阀是特殊类承压设备，属于复杂的压力容器结构。需要根据管道安装方式完成核级蝶阀的载荷组合 [ 1 ] ，分别对不同的载荷情况进行仿真分析，并对其进行评价。 核级阀门具体载荷组合和评价标准 [ 1 ] 详见NB/T20010.10-2010。