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适用于未来太空应用的动磁式自由活塞斯特林制冷机的设计
自由活塞斯特林制冷机在空间技术中的应用越来越广泛，特别是用于冷却卫星和其他空间相关设备上的红外传感器。本研究重点是使用 SAGE 12 软件设计和优化一体式自由活塞斯特林制冷机。该设计采用电磁驱动谐振机构和间隙密封装置，以确保最佳效率、COP 和最小系统振动。设计的一体式自由活塞斯特林制冷机在 80 K 时可产生 1.58 W 的制冷效果，COP 为 0.0424。对设计的制冷机进行了全面评估，以评估不同设计特性和操作参数的影响。随后，使用 Ansys Maxwell 软件设计了制冷机所需的动磁式线性电机。在研究的最后阶段，原始制冷机设计进行了修改，将单网格再生器替换为多网格再生器。确定了多网格再生器的最佳组合，以提高系统性能。分析表明，在具有多网格再生器的整体式低温冷却器中，当较粗的网格位于再生器管的热侧而较细的网格位于再生器管的冷侧时，系统性能会得到改善。
PPS活塞和用于高压氢应用的填料材料的表征
摘要：可再生能源在氢的有效运输上的广泛采用。在非润滑操作中，往复活塞压缩机技术将发挥关键作用，确保高流量和压缩比。这些系统依赖于使用高级纤维增强聚合物的高级高强度密封解决方案，用于活塞和杆填充环。聚苯乙烯硫（PPS）聚合物基质复合材料已在摩擦学应用中使用，并有望高机械强度和耐磨性。提出的工作描述了碳和玻璃纤维增强的PPS矩阵聚合物，其特征是在非润滑操作下研究其特性和在往复式压缩机中应用的互补方法。使用高级X射线和电子成像技术的微观结构分析支持热力学和摩擦学测试。给出了有关纤维材料，界面强度和纤维增强聚合物的定向的新见解。得出了不同PPS基质复合材料对高压氢压缩应用的适用性的结论。
空间火箭发动机的活塞泵：评论和设计
高性能空间推进系统通常使用压力喂养系统，这些系统可以推动推进剂储罐质量并限制空间发动机性能和设计品种。在本文中，演示了火箭发动机燃油泵应满足的特定规格和设计因素，并根据适合与火箭发动机一起使用的所有必要泵的适用性形成了比较研究。此外，本文描述了低成本和高性能泵技术。该新活塞泵已改进了空间应用。根据该泵的身体类型，应在所需的压力和温度以及流体处理的速度，体内泄漏以及零件的强度下评估其各个部位。我们的审查结果表示为使太空火箭的不同情况完全认识。
铝合金在活塞制造中的应用综述
博帕尔。摘要- 近年来，铝合金在活塞制造中的应用引起了广泛关注，因为它比铸铁等传统材料具有许多优势。本综述旨在全面分析铝合金在活塞制造中的应用，重点介绍其机械性能、性能和潜在挑战。铝合金活塞的主要优势在于其重量轻，有助于减少往复质量并提高发动机效率。这一特性可以提高发动机转速、降低油耗并提高车辆整体性能。此外，铝合金活塞具有出色的导热性，有助于高效散热并最大限度地降低热膨胀相关问题的风险。关键词-铝合金、活塞、强度、综述、变形、温度分布。1. 简介铝活塞重量轻，因此与铸铁活塞相比，惯性力可以降低到更大程度。在 Al-Si 活塞合金中添加超过 12% 的硅以在高温下工作，因此由于添加 Si，活塞的热强度可以提高。发动机运转时活塞顶部的温度达到约 300°C，在此温度范围内膨胀程度超过铁，因此，为了将铝活塞与铸铁气缸正确配合，活塞在室温下必须松配合。添加硅会使活塞变硬，不易磨损，因此增加了基于纤维和基质成分百分比可实现的优势。MMC 的缺点是 a) 生产系统昂贵，b) 技术仍然相对不成熟，c) 生产过程复杂（尤其是长纤维 MMC），d) 专门生产服务的经验有限，e) 在颗粒 MMC 的情况下难以实现纤维颗粒的适当扩散，f) 颗粒分布不一致，g) 长纤维充当应力集中器，h) 不均匀性质和 i) 各向异性材料。这些缺点限制了金属基复合材料在汽车应用中的使用。除了用于活塞的先进材料外，还采用一些涂层来改善活塞性能。这些涂层技术将在下一节中讨论。过去几十年的研究和创新催生出复合材料，从用于汽车车身的玻璃纤维发展到用于航空航天和其他各种应用的颗粒复合材料。有些复合材料表现出更高的耐磨性、抗氧化性和抗腐蚀性。这些设计和特性机会是传统单片（非增强）材料无法实现的。复合材料在 20 世纪 70 年代被引入工程应用时被称为“未来材料”。由两种或两种以上可明显识别的成分组成的材料在日常生活中被用作天然复合材料。天然复合材料包括木材、土壤骨料、矿物、岩石等。复合材料是最具创新性的材料，由于材料性能的增强，它取代了航空航天、汽车、结构工程等领域的传统材料。这些复合材料是通过传统的金属生产和加工现场生产的。碳化物含量高的钢或石墨以及含有金属粘合剂、碳化钨和碳化物也属于这类复合材料。2. 现有文献综述在文献综述的基础上，重点介绍了研究空白。此外，本章最后还提出了研究目标。Singh 等人 [1] 本文的目的是研究铝和镁合金活塞的应力分布和热分析。在室温下，WE43A 的强度低于 Al-7Si 活塞，但在高温下，由于 WE43A 的机械和热性能优于 Al-7Si，因此可以承受更高的效率。因此，可以得出结论，对于热负荷相对较高的高性能发动机，镁合金是设计活塞的理想材料，但对于峰值压力高且作用时间较长的扭矩型发动机，铝基合金是设计活塞的理想材料。Taylor 等人 [2] 强调了汽车内燃机主要摩擦部件的摩擦学设计的重要性。可以得出这样的结论：对于热负荷相对较高的高性能发动机，镁合金是设计活塞的理想材料，但对于峰值压力高且作用时间较长的扭矩型发动机，铝基合金是设计活塞的理想材料。Taylor 等人 [2] 强调了汽车内燃机主要摩擦部件的摩擦学设计的重要性。可以得出这样的结论：对于热负荷相对较高的高性能发动机，镁合金是设计活塞的理想材料，但对于峰值压力高且作用时间较长的扭矩型发动机，铝基合金是设计活塞的理想材料。Taylor 等人 [2] 强调了汽车内燃机主要摩擦部件的摩擦学设计的重要性。
活塞销的受迫频率响应分析
本研究对活塞销进行了受迫频率响应分析。使用 Ansys Mechanical 19.2 程序对活塞销进行了振动分析。有限元分析完成后，根据模态结果可知，前 12 个模态模型的固有频率范围为 38721 至 79346 赫兹。根据模态分析结果，活塞销在工作过程中不会发生共振。因此，需要进行包括模态分析在内的频率扫描，以检测可能与模态分析中获得的前 12 个模态的固有频率一致的共振频率。因此，使用模态叠加法对谐波分析进行了求解，间隔为 50 个，步长为 1000 Hz，范围为 30000-80000 Hz。为了抑制共振频率，使用六种不同的恒定阻尼比重复进行谐波分析，并对结果进行了比较。
空间核动力反应堆自由活塞斯特林发动机设计与分析
自由活塞斯特林发动机因具有高效率、高可靠性、自启动能力强等优点，在航空航天中得到了广泛的应用。本文通过分析空间核动力反应堆的要求，提出了一种20 kW的自由活塞斯特林发动机，并基于改进的简易分析法开发了程序来评估所提自由活塞斯特林发动机的性能。与实验数据进行了对标，输出功率的最大相对误差为17.1%。数值结果表明，输出功率为21 kW，满足设计要求。结果表明：a)减小压力壳厚度可明显提高输出功率；b)系统效率随着导线孔隙率的增加而增大，当孔隙率高于80%时，系统效率的增长速度减缓，且系统效率与冷热侧温度呈线性关系； c) 系统效率随压缩比的增加而增加；压缩比增加 16.7%，系统效率增加 42%。本研究可为空间核动力反应堆 FPSE 的设计和分析提供宝贵的理论支持。© 2020 韩国核学会，由 Elsevier Korea LLC 出版。这是一篇根据 CC BY-NC-ND 许可协议开放获取的文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。
增强地下铁路隧道的活塞效应
列车在隧道中移动时产生的气流可用于地下铁路通风。这种气流的大小在很大程度上取决于列车的阻塞率（列车和隧道横截面积之比）。本研究调查了由于改变列车气动阻力而对产生的气流的影响，以此来改变阻塞率。气动阻力的改变是通过使用不同倾斜角度的机翼来实现的。开发了一种列车穿越隧道的二维计算流体动力学模型，并使用文献中的实验数据进行了验证。然后，该模型用于研究机翼对置换空气量的影响以及对列车所做气动功（列车因空气阻力所做的功）的影响。本研究结果表明，使用固定角度 10 的翼型，通风气流可增加 3%，而不会增加气动功。通过在列车运动的不同阶段使用不同角度的组合，可实现最大 8% 的空气排量增加，同时不会增加列车所做的气动功。这相当于列车产生的空气排量在列车运动期间额外提供 1:6 m3 s1 的空气供应。2016 作者。由 Elsevier Ltd. 出版。这是一篇根据 CC BY-NC-ND 许可开放获取的文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。
套筒式和提升阀式航空活塞发动机的比较
1. 序言 20 世纪上半叶，高输出飞机活塞发动机的发展代表了机械工程领域的巅峰。没有任何一种机械装置像那个时期一样，推动了其各个学科的发展；此后也没有任何一种机械装置能像那个时期一样，推动了其各个学科的发展。在动力飞行时代初期，活塞发动机无法胜任这项任务，需要付出巨大的开发努力才能满足越来越大、越来越快的飞机的需求。在其发展过程中，两次世界大战的巧合大大增加了这种努力，但也意味着政府为发动机开发的各个方面提供了巨大的支持，从而推动了机械工程领域大多数学科的发展。这些进步是发动机公司、政府机构和大学开展工作的成果。我自己的机械工程师生涯来得太晚，没有专业涉足飞机活塞发动机，但我几乎只参与了多种类型的发动机，并不局限于某一特定学科。我认为我早年在父亲管理的小型机场接触飞机的经历，以及对驻扎在附近、配备六台二十八缸发动机的巨型战略空军司令部轰炸机的密切观察，对我后来对这些发动机的兴趣产生了一定影响，但最主要的催化剂是与某些 p