随着电气化在农村的逐步推进,农用电气柜所承载的用电功率逐渐增加,内部的散热条件对电气元件的寿命和可靠性有着显著影响。针对农用配电柜的结构特点,对其物理模型进行了适当简化,利用Fluent软件分析了其温度场和流场,对其散热进行优化设计,结果表明在自然对流条件下,母线表面平均温度高达363.75 K,采用2 m/s的风速进行强制冷却后,其表面平均温度为350.75 K,采用4 m/s的风速进行强制冷却后,其表面平均温度为339.15 K,符合母线安全工作温度要求。

电气柜的虚拟装配离不开装配信息建模和装配信息提取技术,装配信息模型的合理性和准确性是实现电气柜虚拟装配的前提和基础。通过分析电气柜中零件的基本信息和装配信息,研究了电气柜数字模型拓扑层次结构,提出了物元-关系模型结构,建立了面向虚拟装配的电气柜物元-关系模型。最后,基于电气柜的物元-关系模型,以抽屉柜中的一层抽屉为例,实现了在装配模型中零件的调用、组装、替换,模型的可拓推理特性为后续装配和拆卸序列求解打下了基础。

提高轨道列车电气柜焊缝的疲劳强度是确保电气柜安全性的关键。基于EN 12663-2010标准和BS 7608标准,文中选取焊缝的类型并确定出相应的S-N曲线对焊缝进行评估。其次,利用APDL语言对关键焊缝进行参数化建模,选取最危险焊缝并根据BS 7608标准中的S-N曲线建立可靠性方程。利用蒙特卡洛拉丁超立方抽样方法对危险焊缝的最大主应力进行随机抽样,得到最大主应力的概率分布特征、焊缝可靠度,以及焊缝厚度、密度、泊松比、弹性模量对最大主应力的敏感程度。结果表明焊缝5的总累计损伤比最大为9.65×10-4;焊缝疲劳可靠度为1。灵敏度分析结果对焊缝疲劳设计有指导意义,建议对焊缝厚度进行优化以得到经济适用的焊缝厚度。

针对现有机床电气柜内部元件器的布局,依据功能划分为多个模块组合,以模块的纵、横坐标位置为设计变量,分别建立连线长度与占有面积的数学模型,在满足彼此空间距离和基本尺寸的条件下,分别求解单目标优化结果值,引入评价权系数和权重系数,建立多目标优化的数学模型。采用蚁群算法进行求解,改进蚁群算法的转化概率公式,把搜索方向作为转移概率的解空间,结合信息素挥发率,多次迭代求解。优化后模块连线体积减小了12.8%,面积减少了20%,节省生产成本,降低了电气柜的面积占有率。

在有限元分析软件ANSYS Workbench中建立了长春高速轨道客车CRH380C型动车的电气柜有限元模型。应用有限元法对电气柜进行了静强度分析,从而得到电气柜整体结构的应力分布和形变。通过模态分析,得到低阶固有频率、相应的振型和振型动画,找出了结构的薄弱部位,并根据实际情况进行了结构优化。

机床电气柜温度过高会影响机床的稳定性和使用寿命。文中介绍了机床电气柜热交换装置的类型选择依据及规格计算方法,为热交换装置选择提供理论依据。

电气柜所处的工作环境中总是不可避免地存在着尘(沙)和水(汽)等,这些因素是引起电气设备失效的重要诱因,然而传统的电气柜故障防护中未进行系统的方法研究。为了能够系统地对电气柜故障防护方法进行研究,从防尘防水设计的标准出发,引用实际案例进行探讨。研究表明给出的电气柜故障维护方法具有工程可行性。该研究能够从理论角度获得电气柜故障防护方法,并对于拓宽电气产品设计人员的设计思路和提升技术水平具有参考价值。