发动机机油滤清器滤层强度分析及优化

针对机油滤清器工作工况下进出口压差、机油滤层强度及导流桩高度等问题,通过试验测试与仿真相结合,对滤清器初步设计进行了评估及优化,以确保滤清器在工作工况下进出口压降及滤层强度能满足要求.首先进行滤层性能试验,得到滤层的惯性阻力系数和黏性阻力系数;再通过滤层多孔介质CFD分析,对滤清器进出口压降进行分析计算.结果表明:在-18℃、25℃和70℃的工况下,进出口压降都小于10 kPa,满足相关要求.针对滤层的最大主应力超过其抗拉强度的问题,通过CAE仿真分析,优化滤层与导流桩间隙,将滤层最大主应力由110.1 MPa降至36.99 MPa,小于其抗拉强度42.8 MPa.     

大桥独立墩柱防船撞方法计算分析

提出了一种采用独立墩柱作为大桥防船撞设施的设计方法.基于弹性地基梁法及"m法"假定,以平潭海峡大桥47号桥墩设防为例,在给定船舶撞击力的两种工况下,采用Midas Civil2006软件对独立防撞墩结构的抗撞能力进行了有限元模拟分析.计算分析结果表明:在给定工况下,钢管桩的最大压应力和最大拉应力均小于结构材料的屈服极限,独立防撞墩的强度均满足抗撞要求,即独立防撞墩可以选作为大型桥梁主桥桥墩和引桥桥墩防船撞设施.     

用于双向水流发电的导流罩增速性能研究

为提高水平轴水轮机用于双向水流发电时总输出功率, 对一种导流罩的增速性能进行了研究. 以流速比作为导流罩的性能指标, 利用有限元仿真计算不同几何参数时导流罩流速比且对其进行优化, 分析了增速导流罩的安装对水平轴水轮机双向发电性能的影响, 并通过水下拖拽发电试验对仿真优化后的导流罩性能加以验证. 结果表明 增速导流罩长度和角度是影响其性能的关键因素, 在导流罩长度保持不变时, 随着导流罩角度的增加, 流速比呈现先增后减的变化趋势; 当水流速度为1m·s-1时, 加装增速导流罩后发电装置的双向发电功率提高了37%.     

超细不锈钢微丝拉拔过程中显微组织及力学性能

在不锈钢微丝拉拔过程中,当直径小于20 μm后很容易出现断丝,为此采用光学显微镜、SEM、XRD和万能电子拉伸机等手段,对拉拔过程各阶段不同直径(Φ18～Φ180)μm的不锈钢微丝以及不同退火温度下力学性能、显微组织及结构变化进行了分析,结果表明:拉拔过程中微丝强化的原因主要是由于形变强化、晶粒细化、马氏体析出.不同直径的微丝在低于800 ℃退火时抗拉强度变化不大,在退火温度达到850 ℃时抗拉强度陡降,延伸率大大增加,但强度过低对拉丝不利.     

周期性冲击载荷下冲床调模计数器的隔振研究

针对冲床工作时滑块受周期性冲击载荷大的工况特点,对安装在冲床滑块上的电子式调模计数器进行了减振研究.在电子式计数器结构的基础上,建立了冲击载荷作用下计数器隔振系统的动力学模型;利用傅里叶级数将冲床周期性冲击激励展开并施加到该模型上,并通过分析该模型的动态响应得到隔振系统的传递率.以光电传感器的抗振度为减振指标,采用遗传算法完成了该隔振系统的隔振参数优化.最后在Simulink软件环境下建立了系统的隔振仿真模型,并进行了力和位移传递率的仿真分析.仿真结果显示:计数器的力与位移的传递率明显减小,隔振后计数器承受的冲击加速度小于光电传感器规定的抗振度,达到隔振指标.     

新型固体氧化物燃料电池连接件的结构设计与数值仿真

离散型连接件构成的固体氧化物燃料电池结构中存在反应气体容易产生涡流和较小压降等问题, 影响电池的输出功率. 本文基于COMSOL Multiphysics仿真平台, 建立离散型连接件的固体氧化物燃料电池的三维模型进行数值仿真模拟. 考虑其气体流量、组成、质量以及电化学反应过程, 研究离散型连接件电池阳极和阴极内反应气体的流速、流道阻力和浓度对电池工作性能的影响, 并与相同工况下的平直流道型连接件的固体氧化物燃料电池三维模型进行比较. 结果表明: 离散型连接件的固体氧化物燃料电池流道内的气体流速较大, 气体浓度下降较慢, 有较强的流道传质能力, 与平直流道型连接件的固体氧化物燃料电池相比, 离散型连接件电池的最大输出功率提升了61.27％.     

铝合金非等界面复合板的轧制可行性分析

基于ANSYS LS/DYNA仿真软件, 探究不同压下率、轧制温度对铝合金非等界面复合板的影响规律, 并通过热轧实验对非等界面复合加以验证. 结果表明: 随着压下率的增大, 垂直压应力也随之增大, 同时垂直压应力呈现流道附近最大, 两端边部最小; 轧制过程中的上下板垂直应力变化趋势一致, 通过最大垂直应力与变形抗力比值分析得出边部区域复合较为困难. 热轧温度在400℃、430℃时, 边部界面在压下率为30%时就能完全复合, 此温度利于复合板复合; 热轧温度在460℃时, 边部界面在压下率为50%时才能完全复合, 不利于复合. 选用仿真优化参数组, 通过实验对比取样发现, 在微观下看到明显的复合界面与非复合界面的交界处, 说明非等界面复合板成功复合, 这为其他金属非等界面复合判断分析提供了理论基础.     

RV减速器行星轮系齿形修形传动啮合性能分析

为准确掌握齿形修形对RV-150BX减速器行星轮系动态啮合性能及传动性能的影响, 建立了行星轮系装配模型, 通过有限元法分析了输入轴齿轮和行星轮在动态啮合中的传动规律, 在啮合临界时刻最大和最小等效应力分别为14.47MPa和8.55MPa. 经综合考虑, 选取输入轴齿轮和行星轮齿顶修形量优化设计参数; 通过动态啮合仿真, 分析同等载荷下齿形修形后的传动性能. 结果表明, 在轮齿单、双齿交替啮合时刻, 齿轮的速度、加速度波动最大并伴随冲击振动. 经比较发现, 齿形修形后速度、加速度波动明显改善, 传动性能显著提高.     

基于集装箱倒箱和岸桥作业均衡的集装箱船配载优化

为了减少集装箱船舶装船作业所需时间,在岸桥并行作业的工况条件下,针对集装箱船舶先卸后装的作业模式,综合考虑集装箱船舶纵向强度、岸桥作业安全距离等实际约束和集装箱倒箱量对装船作业时间的影响,构建了以装船作业时间最短为目标的集装箱船舶配载优化模型,引入岸桥作业均衡参数,用以衡量岸桥作业的均衡性,并使用遗传算法对模型进行求解.实证分析结果表明,在本文假定的实验条件下,该方法能够在减少岸桥装船作业时间的同时保证集装箱倒箱量的优化和岸桥作业量的均衡.     

大型钢结构人行景观天桥的有限元分析

采用有限元方法对大型钢结构人行景观天桥进行了静力学、温度应力、动力学模态和初步的抗震能力分析,并就桥自重作用下的最大竖向位移和实际观测结果进行了比较,两者是一致的.计算结果表明:人行景观天桥在常规、温度极值改变和多遇地震荷载作用等多种工况下,现有的设计方案具有足够的强度、刚度和抗震能力.     

聚氨酯U001红油宽温域老化特性的试验研究

国内外对聚氨酯耐15号红油老化特性的研究较少, 开展不同老化温度和时间下聚氨酯密封材料性能演化的研究具有重要意义. 依据GB/T 1690-2010开展聚氨酯U001红油宽温域老化特性试验研究, 分析聚氨酯U001宏观力学性能及微观官能团随老化温度和时间的变化规律, 揭示宽温域下聚氨酯U001的红油老化机理. 结果表明, 聚氨酯U001红油老化过程伴随内部溶胀和氧化反应, 导致聚氨酯内部交联密度降低, 氢键数量减少, 质量变化率不断上升, 应力-应变特性变差, 拉伸强度、压缩永久变形等力学性能参数随之下降, 其中以压缩永久变形性能下降最为明显; 聚氨酯U001可在工作温度≤55℃时长期使用, 在工作温度为70℃时仅可短时间使用.     

一种测定伴有反应时的非均相传质系数的方法

探讨了一种在伴有反应的情况下测定非均相传质系数的方法，以汽、液相连续进、出料的搅拌釜和乙醇、乙酸在＝１％硫酸催化下的反应体系为例，建立起相应的数学模型，并用步进搜索法求得其数值解。     

预应力CFRP板平板锚具承载力评估理论与试验研究

为揭示CFRP板平板锚具的锚固机理, 建立了该锚具的承载力理论模型, 并利用该模型预测CFRP板平板锚具的临界锚固长度. 通过试验获得了模型所需的锚固界面剪应力与压应力的关系式. 该模型研究了锚固区界面剪应力的纵向折减及横向压应力分布的不均匀性, 并通过试验测得了界面剪应力的纵向折减系数. 利用上述模型就平板锚具设计参数对锚固性能的影响进行了分析. 结果表明, 界面剪应力折减率随着锚固长度的增大而增大, 横向压应力分布的不均匀性随着锚固宽度的增大而增大, 增大界面压应力和夹板厚度能有效提高横向压应力分布的均匀度; 临界锚固长度随夹板厚度的增大而减小, 且当夹板达到合适厚度后继续增大, 对临界锚固长度的影响逐渐变小; 随着界面压应力的增大, 界面剪应力增大, 临界锚固长度减小; 对于工程常用CFRP板尺寸100mm×2.0mm, 当界面压应力取100MPa, 平板锚具夹板厚度取32mm时, 所需的临界锚固长度为296mm, 对应的锚具设计承载力为480kN, 理论上能使CFRP板抗拉强度获充分发挥.     

电镀综合废水的反渗透膜法回用研究

通过单根膜组件的工作状态研究,对不同电导率的电镀废水进行了RO膜处理,得出当非高压RO膜系统进水电导率尽量低于20 000μs.cm^-1,进水压力尽量高于1.6 MPa时可取得较高的经济效能,模拟了系统中任意1支膜和整个膜系统的产水流量公式,计算结果与中试实验数据进行对比,两组数据基本吻合.通过工程实例考察了膜处理电镀废水的回用效率.     

植被护坡中植物根系的阻裂增强机理研究

本文从复合材料的角度对植物根系的加固机理进行了分析,将含根系的岩土体看成一特殊的复合材料,其中岩土体为基体相材料,根系为增强相材料,根系犹如纤维,将对根土复合体起到阻裂增强作用.并运用能量原理对根系的阻裂增强作用进行了分析研究,得出根土复合体中某点的抗剪强度增量的计算公式及该点处根系的抗拔力和最大拔出长度的计算公式,得出某点抗剪强度增量主要与该点处根的面积比、面密度、长径比、抗拉强度、根士间的黏聚力及摩擦系数有关,及如果根系深入某点以下锚同段长度大于该点处的最大拔出长度,根系将被拉断的结论.     

生物滴滤塔处理邻二甲苯废气研究

邻二甲苯废气对环境以及人体都有极大的危害.目前国内外对应用生物滴滤法处理邻二甲苯废气的研究还不多见,笔者对生物滴滤塔处理模拟邻二甲苯废气进行的研究.以邻二甲苯作为唯一碳源对某焦化厂取得的活性污泥进行驯化培养,得到能够高效降解邻二甲苯的混合培养物.利用驯化培养得到的混合培养物,对填充聚丙烯十字拉西环填料的生物滴滤塔在室温条件下进行挂膜.生物滴滤塔挂膜稳定后,考察室温20~30 ℃,pH值为5~7,空塔气体停留时间分别为40、60、100 s条件下的生物滴滤塔处理邻二甲苯废气的效果.结果表明,该生物滴滤塔能够有效处理低浓度邻二甲苯废气,处理邻二甲苯废气效果受温度、停留时间、进气浓度等条件的影响.     

温度自动巡检与控制仪

本文概述了应用此仪器进行“新酒老化用微波能设备的微机控制”研制项目的一个实例,它要求酒窑进口温度70℃、出口温度20℃,若偏离此值,则控制执行机构调节微波能设备的电压和槽出口处阀门流量的大小,此仪器的电脑系统只用了数块Z80芯片,执行机构是步进电机。     

双层滤料颗粒床除尘器预热过程的仿真研究

颗粒床除尘器在脱除含尘热解煤气粉尘前需要进行预热工作, 从而避免因携带的焦油冷凝造成设备损坏无法工作. 为研究此过程, 采用FLUENT软件对一个大型颗粒床除尘器的预热过程进行数值模拟. 该除尘器壳体内径4.8m, 高度22m, 壳体内沿垂直中心线上安装6个内径3.4m、高1.8m的过滤床. 模拟结果表明, 当预热气在过滤床流速为0.1m?s-1时, 壳体内壁面上下最大温差为76.9℃, 除尘器从10℃加热至500℃需要98880s. 本次模拟采用的阶跃式分段预热制度使除尘器壳体内壁面上下温度差较小, 减小了因温度不均匀造成的材料变形, 模拟中的滤料和壳体温度及预热所需的时间也可给实际的工程应用提供参考.     

感应炉熔沟金属熔体出口流速计算

针对有芯感应炉熔沟内金属熔体流动进行了研究.基于电磁流体力学,在只考虑熔沟电磁力情况下,从场旋度和电磁力矢量分布角度上分析了熔沟内金属熔体有旋流动特点,并提出金属熔体出口流速V_(ext)的计算表达式.利用表达式计算出400 kW感应体熔沟锌熔体出口流速V_(ext)为0.562 m/s,每个感应体锌熔体循环流量达到156.5 t/h,感应体熔沟进出口锌熔体温差在20℃左右,与已公布研究结果接近.同时,进行了400 kW感应体低功率热态实验,其计算结果与实验结果基本吻合.