- 王冬冬;
LED具有的发光效率高、耗能低、可靠性高等优势，使得其在航空、汽车、军用产品等照明领域得到了大量应用，但是其存在光电转化效率较低的不足，约80%的电能在运行过程中转换为热量，所以在LED运行过程中需要及时排出所转化的热能，否则将导致芯片结温上升，进而对可靠性和使用寿命带来较大的负面影响。随着LED光源在更高功率的飞机照明中大量应用，如何解决光源体积限制与散热性能提升之间的矛盾具有重要意义。为此，本文设计机载大功率LED水冷系统，并通过CFD计算流体力学软件Fluent对水冷系统方案进行模拟和优化。结果表明，通过合理设计和优化水冷系统使芯片内部温度有效降低，最高温度降低了10℃,并保持芯片温度的均匀性，最大和最小温度偏差值不超过10℃,有利于保障机载LED光源的高效稳定运行。
2025年04期 No.248 1-5页 [查看摘要][在线阅读][下载 405K] [下载次数：43 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：48 ] - 王安森;倪小南;赵哲;
铝基合金增材制造的熔池演化过程显著影响构件成形质量，需要分析金属熔池演化的热动力学特征。本文建立了层流两相流和相场模型，对铝基合金选区激光熔化过程中的熔池演化特征、熔池界面驱动力、能量密度的影响进行了模拟分析。研究表明，金属粉末的SLM过程经历了熔化、坍塌和凝固等变化。汽化反冲压力、Marangoni力和表面张力是熔池演化的3种主要驱动力。此外，熔池面积随激光能量密度的增加而增加，熔池寿命随扫描速度的降低而延长，过大的激光能量密度不利于熔池演化过程中的熔体稳定性。
2025年04期 No.248 6-10页 [查看摘要][在线阅读][下载 667K] [下载次数：95 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：21 ] - 朱玉雯;高腾龙;唐宁;
飞行载荷是验证飞机结构设计合理性与安全性的重要依据之一，通常采用应变法测量关键部位的飞行载荷。针对飞机机翼与翼身采用连杆连接的结构形式，首先对连杆结构进行受力分析，对翼身连杆完成应变计改装，通过地面载荷校准试验得到载荷方程，根据载荷方程计算得到连杆处的飞行载荷，并与翼面多个剖面处载荷进行分析对比，为连杆结构的载荷/强度设计提供参考。
2025年04期 No.248 11-14页 [查看摘要][在线阅读][下载 419K] [下载次数：17 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：17 ] - 豆旺;杨林;
无刷轴流风机属于风机的一种，具有体积小、风量大、效率高、噪声低、易维修等优点，被广泛应用于雷达设备散热。本文以一款无刷轴流风机为例，提出轴与叶轮一体式铸造成型、磁钢采用多极磁环、电枢绕组采用静电喷涂工艺、电枢整件浸环氧脂烘干绝缘漆的高可靠性设计方法，利用仿真软件完成风机气动、电磁、热、力学数值模拟校核，最后通过搭建高温寿命、振动及冲击试验台验证产品设计的合理性，为后续风机的设计与优化提供参考依据。
2025年04期 No.248 15-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 1173K] [下载次数：39 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：17 ] - 王炜铭;魏永合;杨华龙;
在ALD的反应过程中腔体内部的工艺参数对成膜质量有着很大的影响。针对极间距这一参数进行了一系列研究。通过Ansys Fluent软件建立了原子层沉积设备腔内流体域的模型，然后通过改变极间距分析其对原子层沉积设备腔内流速、压力以及前驱体分布的影响。仿真结果表明，随着极间距的不断增大，加热盘上方流场逐渐趋于均匀，而上方压力也不断减小，同时前驱体的分布逐渐趋于均匀。结合仿真中的参数设置对比实验，实验结果表明：极间距在不断增大的过程中，薄膜的非均匀性逐渐降低。再通过氧化铝的薄膜制备实验分析均匀性与仿真结果进行对比，验证了仿真的准确性。模拟仿真为优化原子层沉积设备中极间距这一重要的工艺参数提供了参考。
2025年04期 No.248 20-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 562K] [下载次数：61 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：14 ] - 黄幸;
某1000 MW汽轮机完成通流优化改造项目，通过改造高压缸前三级隔板静叶角度实现节能降耗目标，改造后汽轮机轴向推力变化较大，导致运行中推力轴承温度超标。本文深入剖析汽轮机轴向推力增大后对推力轴承的影响，对比分析国内常用固定瓦式及可倾瓦式推力轴承在大推力下的承载表现，通过建模从功耗水平、承载水平、冷却水平方面探索各型式推力轴承适用特性。结果表明：在无法消除汽轮机轴向推力，不减小推力轴承发热量的情况下，通过增加推力轴承冷却水平，提高推力轴承的冷却油量同样能实现大推力下汽轮机的安稳运行。通过实践论证，在常规LEG式推力轴承的基础上，对其进油结构进行改造，将其换型为直喷式推力轴承，可以很好地适用于汽轮机通流改造后导致的轴向推力变大情况，该进油结构能够大幅提升推力轴承冷却水平，为汽轮机通流改造后推力轴承选型及温度异常处理提供借鉴。
2025年04期 No.248 25-29+46页 [查看摘要][在线阅读][下载 718K] [下载次数：24 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：18 ]
- 欧珂;魏晗;
W型封严环是一种静子封严零件，广泛应用于航空发动机气体封严。本文以某型发动机为例，根据接口尺寸、环境温度，设计了W型封严环的结构，并利用有限元的方法对其结构强度、回弹特性、疲劳寿命进行了计算分析，为该型发动机的W型封严环的结构设计提供参考。
2025年04期 No.248 30-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 698K] [下载次数：20 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：14 ] - 高洋洋;
发动机飞轮壳是发动机的重要结构部件，其疲劳强度对发动机的可靠性和寿命至关重要。通过搭建整个动力总成系统有限元模型，得到总成弯曲扭转振型，并获取飞轮壳体固有频率，从而识别出飞轮壳体结构设计的薄弱点，避免因共振导致飞轮壳体的破坏。运用abaqus和FEMFAT进行联合仿真，综合考虑平均应力、应力梯度及表面粗糙度的影响，研究飞轮壳疲劳强度分析方法，并与实际案例对比，验证了仿真方法的可靠性，为发动机的可靠性提升提供参考。
2025年04期 No.248 36-40页 [查看摘要][在线阅读][下载 486K] [下载次数：25 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：15 ] - 李玉刚;张宇;杨林;
牙科磨牙诊疗因使用旋转器械驱动车针磨削患牙，将产生大量牙齿磨屑颗粒，释放到空气中造成悬浮颗粒气溶胶污染，对牙科人员构成了潜在的健康风险。本文通过开展牙齿纳米压痕和纳米划痕实验，模拟真实牙科诊疗过程中的车针磨牙过程，探究了磨粒与牙齿材料之间的相互作用，揭示了牙齿磨削成屑机理，以期为牙科诊疗环境中磨屑颗粒气溶胶污染的治理提供理论支撑。
2025年04期 No.248 41-46页 [查看摘要][在线阅读][下载 631K] [下载次数：74 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：15 ] - 刘天罡;申婧文;
根据某无人机起飞发射的技术要求，基于相关国家标准和流体力学中绝热膨胀理论，结合实际水火箭水喷射物理过程，构建了基于轨道滑动的水火箭助推发射装置模型。经计算，可采用碳纤维材质作为水火箭基材，设置多组不同的水火箭初始参数进行基于MATLAB软件的助推过程动力学仿真。通过仿真助推水火箭的喷水过程以及水火箭的推力，滑轨摩擦、飞机复合体自重以及风阻等主要阻力，螺旋桨的次要推力，结合牛顿第二定律得出三组初始状态下离架速度、加速过载以及滑轨长度等数据。经分析可知，采用不同气液比例水火箭装置，对无人机离架速度、加速度以及滑轨长度有不同的影响，其中水体积比例占到35%左右时能够提供最佳的无人机发射条件。研究结果可为水火箭助推装置在一定情况下取代固体火箭助推装置的优化设计、仿真以及制造与试验，提供借签。
2025年04期 No.248 47-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 503K] [下载次数：53 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：14 ] - 贾继鹏;马士海;褚磊;郑建成;张健;
对带式输送机浮动式渐开线花键副的定位配合段进行研究，通过加工花键轴定位配合段提高花键副配合精度，辅助花键副定心，从而减小不对中量对花键副的影响，达到减磨效果。考虑定位配合段的间隙、定位配合段的长度、花键副齿侧间隙、花键副接触长度、花键副轴向浮动距离5个因素对渐开线花键副不对中的影响，存在定位配合段的浮动式渐开线花键轴可降低花键副径向不对中量和轴向不对中量的大小。以本文建立的浮动式渐开线花键副为研究对象，研究结果表明，带有定位配合段的浮动式渐开线花键副相比固定式渐开线花键副最大径向不对中量减小了41%,轴向不对中量减小了33%。
2025年04期 No.248 53-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 441K] [下载次数：9 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：9 ] - 谭鑫;
某大型电机轴伸出端滑动轴承因散热环境影响，存在温度过高的问题，经综合分析，将轴瓦更换为椭圆形轴瓦来降低轴承运行温度，并对椭圆形轴瓦的重要参数(间隙比、预负荷)进行优化仿真分析，获得了最佳性能参数。采用优化后的轴承进行试验，结果相较于优化前的轴瓦平均温度降低了8～10℃,解决了电机轴伸出端轴承温度过高的问题。
2025年04期 No.248 57-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 775K] [下载次数：19 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：15 ] - 殷彦强;张龙;刘阳;刘士萌;
为了方便物品转运及有效区分脏污区和洁净区，开发了一种双门的环氧乙烷灭菌器。运用SolidWorks进行三维建模，并以SolidWorks simulation根据不同工况进行受力分析，根据图解进行应力强度校核。之后进行样机制作与试验，验证其在不同工况下设计的安全性，证实了有限元分析的可靠性，同时也为企业开发系列化产品奠定了基础。
2025年04期 No.248 62-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 682K] [下载次数：27 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：18 ] - 刘彭宽;孙丽萍;王玉艳;
根据司机室通风系统的结构建立有限元模型，并利用fluent软件对通风系统进行仿真分析，得出司机室内温度分布和速度分布情况。基于仿真结果对通风系统中的管道形状、送风口位置和样式进行了优化。编写udf程序，利用PID控制器根据室内温度变化自动调节送风温度，以实现室内温度的自动控制。本次仿真分析结果可为今后优化司机室的通风系统，实现室内温度的自动控制，提高司机室内环境质量等方面的进一步研究提供一定的参考。
2025年04期 No.248 66-70+92页 [查看摘要][在线阅读][下载 811K] [下载次数：26 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：12 ] - 李辉辉;周健;黄廷勋;熊立贵;李丽珠;彭海辉;
为安全地开展电梯实训教学，以日常生活使用的电梯为参考，设计出一款高仿四层楼PLC曳引电梯。机械方面，使用不锈钢条搭建电梯井框架结构，曳引机通过蜗轮传动方式牵引轿厢上下运动，抱闸装置、限速器和安全钳可有效应对电梯坠落风险。电气方面，通过多个行程开关和光电传感器串联的方式，共同构建安全回路、抱闸回路和门机回路，以提高电梯安全性能。试验结果表明，本研究仿真电梯能平稳、有效地实现楼层判断、呼梯决策和最远运行时间保护等一系列功能。该电梯实训装置的亮点是：电梯构造和功能与真实电梯高度吻合，帮助学生全面掌握电梯知识，避免民用电梯维修现场的安全事故隐患。
2025年04期 No.248 71-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 428K] [下载次数：103 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：10 ] - 黄闪闪;郭辉;
针对现有的横切物料装置仅能切削小规格尺寸物料、不能自动升降的问题，设计了一种基于西门子S7-200 SMART的横切物料装置，适用于横切大规格尺寸的匀质自保温砌块毛坯。本研究主要包括自动升降机构和横切物料机构的结构设计、参数选择、控制系统设计等。自动升降机构中采用普通电机、增量式编码器、变频器取代伺服电机，节约成本；选用PLC内部高速计数器实现精准定位。横切物料机构选用从高到低的切削方式，锯带偏位角γ:5°,电机功率：11 kW,锯轮转速：792 r/min,切削质量好，工作性能稳定；控制系统中变频、工频运行过程中的延时设置实现其稳定运行。
2025年04期 No.248 76-80页 [查看摘要][在线阅读][下载 478K] [下载次数：13 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：13 ]