第 1 章 简介 1 1.1 简介 1 1.2 定子绕组绝缘系统 3 1.2.1 线束和匝绝缘 4 1.2.2 接地壁绝缘系统 5 1.2.3 应力分级系统 7 1.3 PWM-VSC 波形应力 8 1.3.1 非线性电压分布引起的应力 10 1.3.2 电缆长度的影响 12 1.3.3 局部放电 (PD) 侵蚀 13 1.3.4 空间电荷的后果 14 1.4 文献综述 18 1.4.1 电磁线涂层中的空间电荷积累、捕获和电荷注入 18 1.4.2 纳米填充电磁线的性能 20 1.4.3 建模 22 1.4.4 接地壁绝缘的评估 23 1.5 本研究的目的工作和论文组织 25 第 2 章 材料、实验设置和建模 27 2.1 简介 27 2.2 材料 27 2.2.1 磁线基材 27 2.2.2 磁线外涂层纳米填料 28 2.2.3 绝缘试验的匝间样本 31 2.2.4 接地壁测试样品的制备 34 2.3 统计分析 35 2.3.1 威布尔分析 37 2.4 具有匝间应力的系统建模 38 2.4.1 有限元法 (FEM) 39 2.5 固体电介质中存储电荷的表征 40 2.5.1 热刺激去极化电流 (TSDC) 方法 41 2.5.2 存储电荷和捕获能级 43 2.6 实验设置 43 2.6.1 PD 测量 44 2.6.2 使用红外摄像机进行温度测量 46 2.6.3 TSDC 测量 48 2.6.4 脉冲老化测试电路 50 2.6.5 用于表面粗糙度测量的 SEM 和图像工具软件 55
教师主页链接 研究领域 AR Harikrishnan 博士 传热和流体流动、液滴蒸发、液滴撞击动力学、润湿和界面物理、胶体和复杂流体、微纳米级热流体 Abhijeet K. Digalwar 博士 世界级制造、可持续制造、绿色制造、精益制造、机床工程、运营管理、全面质量管理、绩效测量系统 Amit R. Singh 博士 固体和结构力学、流体动力学、非线性弹性、有限元法、计算接触力学、软壳力学、定向粒子系统 Aneesh AM 博士 微型通道中流体流动和传热的计算和实验研究、多相流和流体结构相互作用的计算研究 Arun Kr. 博士Jalan 故障诊断、机械状态监测、声学、摩擦学 Prof. Bijay K. Rout 机械系统的设计优化、动态系统的建模和仿真、实验设计技术的应用和稳健设计的进化算法。 C. Ranganayakulu 教授 热/传热:紧凑型热交换器、沸腾和冷凝、设计和产品开发 Divyansh Patel 博士 使用电化学微加工对生物医学植入物进行微纹理化,先进(非传统)加工工艺 Faizan M. Rashid 博士 复合结构、生物力学、材料力学、疲劳、冲击力学、材料建模和材料特性 Gaurav Watts 博士 计算结构力学 Girish Kant 博士 制造 Jitendra S. Rathore 博士 力学、纳米技术 KS Sangwan 教授 可持续制造、精益制造、综合和绿色可持续供应链管理、单元制造系统、机械加工的资源效率、制造系统设计、网络物理生产系统/工业 4.0、人工智能技术在制造系统设计中的应用 Mani Sankar Dasgupta 教授
第 1 章 简介 1 1.1 简介 1 1.2 定子绕组绝缘系统 3 1.2.1 线束和匝绝缘 4 1.2.2 接地壁绝缘系统 5 1.2.3 应力分级系统 7 1.3 PWM-VSC 波形应力 8 1.3.1 非线性电压分布引起的应力 10 1.3.2 电缆长度的影响 12 1.3.3 局部放电 (PD) 侵蚀 13 1.3.4 空间电荷的后果 14 1.4 文献综述 18 1.4.1 电磁线涂层中的空间电荷积累、捕获和电荷注入 18 1.4.2 纳米填充电磁线的性能 20 1.4.3 建模 22 1.4.4 接地壁绝缘的评估 23 1.5 本研究的目的工作和论文组织 25 第 2 章 材料、实验设置和建模 27 2.1 简介 27 2.2 材料 27 2.2.1 磁线基材 27 2.2.2 磁线外涂层纳米填料 28 2.2.3 绝缘试验的匝间样本 31 2.2.4 接地壁测试样品的制备 34 2.3 统计分析 35 2.3.1 威布尔分析 37 2.4 具有匝间应力的系统建模 38 2.4.1 有限元法 (FEM) 39 2.5 固体电介质中存储电荷的表征 40 2.5.1 热刺激去极化电流 (TSDC) 方法 41 2.5.2 存储电荷和捕获能级 43 2.6 实验设置 43 2.6.1 PD 测量 44 2.6.2 使用红外摄像机进行温度测量 46 2.6.3 TSDC 测量 48 2.6.4 脉冲老化测试电路 50 2.6.5 用于表面粗糙度测量的 SEM 和图像工具软件 55
混凝土路面已广泛用于机场跑道、滑行道和停机坪的修建。航空业通过开发更长、更宽、更重的飞机来应对日益增长的航空旅行需求,并增加机轮数量以支撑地面运行时的飞机。许多研究人员基于有限元法 (FEM) 开发了用于分析接缝混凝土路面的模型。尽管取得了显著的进步,但重要的考虑因素却被忽视了。这些简化可能会影响所开发模型的结果并使其不切实际。本研究进行了敏感性研究,以调查载荷参数对载荷传递效率 (LTE) 指标的影响,其中 LTE 概念是机场设计程序的基础。三维计算模型的开发由一组技术要求指导,所有技术要求都在使用有限元代码 ABAQUS (6.13) 的最终模型中得到满足。研究了不同车轮配置下主起落架载荷大小与正负热梯度相结合的影响。验证过程旨在增强模型结果的可信度。了解刚性机场道面在这种情况下的响应对于制定新的道面设计程序以及对现有道面实施合适的补救措施非常重要。研究结果表明,利用动态载荷可以研究道面在不同车轮配置下可能承受的疲劳循环。这可以检查由于车轮载荷引起的拉伸-压缩循环,这可能会降低混凝土的强度并产生比考虑仅在一个方向施加的静态载荷(即不涉及应力反转)更多的疲劳损伤。此外,热梯度从正到负的变化显著改变了板的曲率形状。在车轮载荷和正热梯度的结合下发现了应力的临界情况。
隧道施工引起的建筑物损坏评估是一个复杂的土壤-结构相互作用 (SSI) 问题,受土壤和结构的众多几何和材料参数的影响,具有强烈的非线性行为特征。目前,人们倾向于使用机器学习 (ML) 开发数据驱动模型来捕捉这种复杂行为。鉴于真实数据(通常来自特定案例研究)的稀缺性,许多研究人员已转向通过复杂且经过验证的数值模型(如有限元法 (FEM))创建大量合成数据集。然而,这些数据集的开发和高级 ML 算法的训练带来了重大挑战。带来了重大挑战。仅依赖案例研究得出的参数域和范围可能会导致数据分布不平衡,从而导致模型在人口较少的地区表现不佳。在本文中,我们介绍了一种通过迭代过程设计最佳高置信度数据集的策略。这个过程从系统的文献综述开始,以确定参数、它们的范围和依赖关系对 SSI 引起的建筑物损坏的重要性。从数百次 FEM 模拟开始,我们生成初始数据集,并通过敏感性分析 (SA) 研究、统计建模和在统计显著区域重新采样来评估其质量和影响。通过这种评估,我们可以改进模型的输入空间,寻找缓解输出分布不平衡的方案。重复该过程,直到数据集达到训练元模型的令人满意的平衡,从而有效地最大限度地减少偏差。我们的研究结果突出了这种方法在确定最佳和可行输入空间方面的成功,从而显著减少了输出特征的不平衡分布。这种方法不仅在我们的研究中被证明是有效的,而且还提供了一种通用的方法,可以适用于旨在生成高质量合成数据集的其他学科。
本研究的首要目标是探讨天然纤维复合材料在航空结构中的应用潜力,尤其是直升机结构。将使用亚麻纤维复合材料作为环氧预浸料的各种实证研究来实现这一目标。进行并评估结构力学分析试验,包括拉伸、弯曲、冲击和碰撞试验。在有限元法框架内进一步开发和应用现有材料模型,研究超轻型直升机的尾翼和机舱门在高度生物基混合设计中的机械性能。元素、子组件和组件级别的迭代验证支持零件的混合和开发。拉伸试验表明,亚麻纤维复合材料的应力-应变行为呈非线性,被描述为双线性。这一发现以失效准则的形式纳入设计中。此外,将织物编织的结构机械性能与连续单向纤维复合材料进行了比较。编织亚麻复合材料的机械性能低于预期,单向增强层压板的应用被认为是更好的选择。对最终制造的部件也进行了实证分析,同时验证了它们的模拟和派生的材料模型。其他研究涉及亚麻纤维复合材料的吸湿性,以及对无损检测方法的适用性。亚麻广为宣传的优越的阻尼性能也可以得到验证。关于使用天然纤维复合材料的动机,通过比较生产和报废时所体现的能量与使用寿命内与质量相关的排放,评估了设计部件的生态效率。可以看出,节省原材料生产可以弥补小幅额外的质量损失,并且仍然可以带来整体有益的生态效率。总之,与传统纤维复合材料相比,分析了亚麻纤维复合材料的几种特性。研究结果和确定的趋势为进一步详细调查研究和为航空及相关行业的应用提出建议提供了基础。
AFRP ARAMID纤维增强塑料一种基于Tri的化合物,具有钙钛矿结构,例如Bazro 3,Basno 3和Bahfo 3,短BAMO 3(M:METAR)化合物的芳香纤维纤维增强塑料的化合物。通过将这些BMO相掺入Rebco层作为杂质(人造固定中心),可以比平常获得更高的磁场特性。在PLD方法的情况下,RebCO和BMO相可以合作生长,通过沉积已提前与BMO掺杂的固体目标,并在RebCO层中形成了纳米棒形BMO相。顺便说一句,通过更改掺杂量和膜形成过程条件,可以在一定程度上更改BMO的形状和密度。 CFRP一种FRP,代表碳纤维增强塑料。 FRP是一种结合两种或多种材料的复合材料,通过将塑料(树脂)作为基础材料并将纤维添加为增强材料,可以将塑料的轻质和高成型自由结合起来,以及纤维的高刚度和强度特性。在FRP中,添加为加固材料的碳纤维称为CFRP。 FEM分析有限元法(FEM)分析。将连续对象分为有限的“元素”,使用简单的数学模型近似于每个元素的属性,并形成同时分析整体行为的方法。 FFD的电线面对面双堆叠的缩写。两条基于RE的超导电线的超导侧与焊料或类似相连。即使一根电线杆缺陷,电流也可以通过稳定层传递到另一根钢丝杆,从而增加了基于RE的超导线的产率。此外,应力中心是两条电线的中心,这使得具有高弯曲强度。 GFRP玻璃纤维增强塑料
目的:橡胶广泛用于轮胎、机械零件和需要弹性的用户产品。一些基本特性仍未解决,主要是它们在过度机械性能中发挥作用。需要研究弹性橡胶在高动态压力和高拉伸强度下的性能。这些弹性体旨在增加应力断裂并保持高压拉伸强度。设计/方法/方法:本研究对炭黑聚合物基质对不同橡胶拉伸特性的影响进行了数值研究。使用每百份橡胶 (pphr) 三种不同百分比(80%、90% 和 100%)的炭黑填料部分来测量橡胶的材料特性。结果:本研究发现,随着炭黑填料比例增加 30%,拉伸强度和伸长率会增强。实际意义:本研究在四种超弹性模型中对橡胶进行了实验测试:Ogden 模型、Mooney-Rivlin 模型、Neo Hooke 模型、Arruda-Boyce 模型,使用有限元法 (FEM) 获得模拟材料响应的参数,以供比较。这四种模型已广泛应用于橡胶研究。超弹性模型已用于预测拉伸试验曲线——弹性体橡胶模型的准确描述和预测。对于四种模型,Abaqus 的 FEA 包中使用了弹性体材料拉伸数据。在预测选择合适模型的适应性时计算了相对百分比误差——弹性体橡胶模型的准确描述和预测。对于四种模型,Abaqus 的 FEA 包中使用了弹性体材料拉伸数据。在预测选择合适模型的适应性时计算了相对百分比误差。数值 Ogden 模型结果表明,大应变情况下的相对适应性误差为 1% 至 2.04%。原创性/价值:相比之下,其他模型估计参数的拟合误差从 2.3% 到 49.45%。这四个超弹性模型是拉伸试验模拟,目的是
研究超声速气流作用下复合材料层合板的气动弹性失稳问题,通过求解气动弹性特性的广义特征值问题进行分析。通常通过计算不同来流速度下层合结构的固有频率,得到层合板在气流作用下的临界失稳速度,这是由于层合结构刚度减小,导致结构失稳。应根据复合材料壁板所处的力学环境合理设计结构参数,避免在气流作用下出现结构失稳问题。活塞理论最初由Lighthill在Hayes对Tsien高超声速相似理论的扩展基础上发展起来。在壁板颤振研究中,为了更好地模拟实际的气动变化过程,许多研究者提出了各种气动计算模型,但这些气动模型的不足之处在于考虑了较为复杂的边界条件,因此方程的求解过程相当复杂。在结构力学的框架下,利用二维模型,利用活塞理论推导了能够预报超声速范围内先进结构壁板颤振的精细气动弹性模型。活塞理论被广泛应用于许多气动模型,它提供了体表某点处表面下洗流与气动压力之间的准定常点函数关系。这使得活塞理论成为一种计算成本低廉的空气动力学模型。在本论文中,CUF工具的高效性允许推导任意阶模型,Carrera统一公式允许使用紧凑统一的公式推导任何模型。强形式解和提出的CUF模型的有限元近似。本文推导了二维模型的FEM特征矩阵,基本核允许使用自动程序推导矩阵。有限元法(FEM)由于其多功能性和数值效率而仍然值得关注。已经解决了力学的各种问题,包括静态,自由振动和动态响应问题。通过求解气动弹性特性的广义特征值问题对其进行分析,并考虑了许多参数来研究它们对颤振边界的影响。关键词:有限元方法、活塞理论、气动弹性不稳定性、气动弹性、Carrera 统一公式、超音速、复合层压板。
本论文的目的是评估在之前的论文和科学文章中研究的柔性航天器模型与在 MSC Adams 软件中实施的相同航天器之间的比较,旨在验证该模型。借助这一创新工具,可以评估用户可能希望获得的几个功能,进行非线性多体分析,从而提供更真实的数据集。法国航天局 (CNES) 的 Picard 卫星被用作航天器的主体,其动力学用刚体的欧拉方程表示。太阳能电池板和反作用轮的配置在位置和尺寸方面相对于 Picard 进行了修改,以便在 MSC Adams 中建造航天器时具有优势并拥有更通用的卫星类型。特别是,考虑了四个对称的太阳能电池板和位于航天器质心的三个反作用轮系统。这项工作最重要的方面是卫星的柔性部分,由四个太阳能电池板表示。使用 MSC Patran/MSC Nastran 进行有限元法 (FEM) 分析,以获得模型所需的自然模式和频率,并评估刚性和柔性部分之间的耦合矩阵。论文的第二部分是关于在 MSC Adams View 中实现航天器设计以及通过 MSC Adams 和 MATLAB/Simulink 环境进行的模拟阶段。在机动过程中,为姿态控制实施了一个简单的比例-微分 (PD) 控制器,目的是实现所需的欧拉角,旨在模拟指向特定目标的新指向方向的命令。对这两个模型进行了比较,以便更好地了解太阳能电池板柔性的影响以及 MSC Adams 中更复杂的分析与通过数学模型线性化、更近似的分析之间的可能差异。还评估了三块太阳能电池板发生故障时的姿态控制。 PD 控制器确保在操纵过程中具有良好的性能和稳定的响应,尽管系统受到外部(仅考虑重力梯度)和内部(太阳能电池板的振动)干扰。不过,如果太阳能电池板发生故障,这种基本控制器仍会出现一些问题。