U型通道内部流动与换热的数值研究

应用数值方法研究了燃气轮机叶片内部U型通道内流动与顶部换热特性.采用SST k-ω模型,分析了U型通道内光滑和带凹坑顶部结构以及不同Re数和旋转数对U型通道内部流动和顶部换热的影响。结果表明:在静止条件下,带凹坑结构的通道顶部Nu数较高,并且随着凹坑深度的增加,通道顶部换热能力增强;并且凹坑结构对通道压降的影响较小。随雷诺数增大,凹坑对通道顶部换热增强的幅度降低。在旋转状态下,随着旋转数的增加,通道顶部换热能力增强,但通道压降增大。     

复合材料层合板静压痕接触的等效弹性模量

在复合材料层合板静压痕接触问题中,由于层合板接触区域的纤维走向发生了变化,导致沿厚度方向的弹性模量产生变化并随着凹坑深度的增加而增大。本文建立压头压入后的力学分析模型,得到了与凹坑深度相关的沿厚度方向的等效弹性模量;将等效弹性模量代入目前被广泛接受的修正Hertz接触理论,建立了新的接触力与凹坑深度的关系式。通过与静压痕试验中接触力和凹坑深度的关系进行比较,结果表明该接触关系式能较好地描述接触力和凹坑深度的关系。与文献修正理论相比,在压痕较小时,本文的修正结果较好。     

模具钢表面激光毛化工艺的试验研究

以模具工业45^#钢摩擦学设计及性能要求为基础，分析了激光毛化模具钢表面形貌的形成机理及其关键的影响因素。采用灯泵浦Nd：YAG脉冲激光器在试样表面进行激光毛化工艺试验，获得了合理的激光毛化参数范围：激光峰值功率0．8～1．6kW，离焦量-1．4～-0．4mm、＋0．4～4-1．4mm，辅助气体压力〉0．2MPa，脉宽1．8ms。采用功率增益和氧气保护，可加工出预先设定的微火山口状毛化形貌。微凹坑形貌的成功获得对于提高拉伸模具的摩擦磨损性能，进一步掌握激光毛化参数与材料的作用规律，提供了有效的数据参考。     

应用BP神经网络识别内层表面细小缺陷的研究

内层表面细小凹坑的识别是超声无损评估的一个难点。本文利用人工神经网络对于信号的分类功能,建构和训练了一个BP神经网络,并用它对尺寸为1mm的圆锥形和半球形两种凹坑成功地进行了识别。研究表明,应用凹坑回波的DCT谱作为缺陷特片输入,可使BP神经网络的训练和缺陷识别既快捷又有效。     

Pits and adatoms at the interface of 1-ML C84/Ag （111）

We prepare a well-defined C84 monolayer on the surface of Ag （111） and study the geometric structure by scanning tunneling microscopy （STM）. The C84 molecules form a nearly close-packed incommensurate R30° lattice. The lattice is long-distance ordered with numerous local disorders. The monolayer exhibits complex bright/dim contrast; the largest height difference between the molecules can be greater than 0.4 nm. Annealing the monolayer at 380 ℃ can desorb part of the molecules, but more than sixty percent molecules stay on the Ag （111） surface even after the sample has been annealed at 650 ℃. Our analyses reveal that the 7-atom pits form beneath many molecules. Some other molecules sit at the 1-atom pits. Ag adatoms （those removed substrate atoms, accompanying the pit formation） play a very important role in this system. The adatoms can either stabilize or destabilize the monolayer, depending on the distribution manner of the adatoms at the interface. The distribution manner is determined by the co-play of the following factors： the dimension of the interstitial regions of the C84 overlayer, the number of the adatoms, and the long-distance migration of part adatoms.     

激光微织构硬质合金表面润湿性

为了研究硬质合金表面激光微织构对其表面润湿性的影响,利用光纤激光不同功率(3,5,7,9,10W)及不同加工次数(1,2,3,4,5)加工微凹坑,采用VHX1000c超景深三维显微镜、光学显微镜分析微凹坑形貌,利用CAM 200光学接触角仪测量表面微织构(微凹坑直径、深度和织构密度)与润湿性之间的关系。结果表明:随着激光功率的增大,微凹坑深度增加,直径变化不明显;硬质合金表面的亲水性能随着微凹坑深度的增加而减小;随着微凹坑直径的增大,亲水性增强;随着微织构密度的增加,亲水性出现极值。     

椭圆柱形织构几何参数和排布模式对其润滑减摩性能的影响

利用数值模拟方法研究了具有各向异性结构特征的椭圆柱形织构在全膜润滑条件下的摩擦学性能,详细分析了椭圆织构的长轴尺寸、椭圆率、倾角和位置偏移率等参数对摩擦系数和动压承载能力的影响,并对三种不同的椭圆织构排布模式进行了对比研究.结果发现:适当的增加椭圆织构单元的面积率和倾角能有效降低表面间的摩擦系数,而随着织构单元的位置偏移率的增加,摩擦系数有小幅上升,但是增加位置偏移率却能显著提升表面间的动压承载能力.织构单元的排布模式对摩擦系数的影响很小,但是对动压承载能力却有较大影响.对椭圆织构单元的几何参数及排布模式进行优化设计是提升表面间的动压承载能力的一种有效手段.     

具有表面凹坑的半无限体三维应力集中系数有限元研究

利用ANSYS有限元软件对半无限体表面球形和半椭球形凹坑的三维应力集中系数进行了计算，该方法简单易行，省时省力；并将所得数据与试验结果作了对比，两者吻合较为一致，说明利用该软件分析三维应力集中问题有效可行。研究结果表明：应力集中系数随泊松比μ、曲率r及凹坑与结构相对尺寸的增加而变大；对于椭球凹坑，在深度一定时，增加凹坑与表面相交面积，可以减小应力集中系数，削去部分的形状，以与凹坑相切，且在载荷方向上有长轴的椭圆或圆弧组合为宜。     

等离子体密度凹坑对光波的吸收作用

用数值计算方法研究有密度凹坑的等离子体对P偏振入射光的吸收,结果表明,如果密度凹坑及其周围密度分布取得适当参数,吸收峰值可以达到近100%,即远超过线性密度等离子体共振吸收的峰值50%;吸收曲线随入射角变化呈现双峰值结构.密度凹坑就象个共振谐振腔,从腔内的透射光与第一个反射面的反射光干涉相消,使总反射光变弱,由此导致了大的吸收率.     

凹坑形表面在空气介质中的减阻性能研究

采用标准k-ε湍流模型对一种新型的非光滑表面———凹坑形表面在空气介质中不同条件下的流动进行了数值模拟,可以得到光滑表面和半径0.4mm的半球状凹坑分布的非光滑表面在4~48m/s范围内的来流速度下的阻力系数.计算结果表明该凹坑形非光滑表面在这个速度区间内均能产生一定的减阻效果.在速度为24m/s时,它的减阻率达到最大的7.2%.最后本文对该非光滑表面的减阻机理进行了研究.