一个基于恢复时间的新剪稀模型及其对聚合油PAO 650流变特性的模拟

用球-杆比拟流体层上的分子,通过分析两流体层上球-杆的接触、通过和恢复的过程,基于球-杆恢复到原状态的时间,建立了一个新剪稀模型.该模型虽然在形式上与Carreau模型有相似之处,但其公式仅含有两个流变参数,且是经由严格的理论推导得到的.通过与Carreau模型得到的广义黏度曲线的比较,确定了新流变公式的待定参数.在点接触流变热弹流润滑的数学模型中使用新流变公式,数值模拟了大黏度聚合油PAO 650的流变特性,并与该油在文献中的试验曲线进行了比对.结果表明新流变模型能够较好地模拟大黏度聚合油的流变特性,从而证实了其正确性.进一步,使用新公式计算得到了更多工况下的流变特性曲线,光滑的、合理的曲线分布说明新流变模型具有广泛的适用性.     

圆外Stokes问题的边界积分公式

针对圆外区域的Stokes问题,利用Fourier展开法,通过自然边界归化得到了一个只与边界速度有关的Stokes问题的边界积分公式.根据此公式及边界速度值,求得区域内速度及压力分布的解析表达式,并通过数值积分的方法进行求解,计算量小,所得速度及压力分布图曲线光滑.最后借助流体软件进行数值计算,结果验证了边界积分公式的正确性、可行性.     

压杆稳定性问题浅议

对于压杆稳定问题,很容易误认为,只有当轴向压力等于临界载荷及其若干整数倍时,杆件才有曲线平衡解,才会失稳;当轴向压力介于临界载荷整数倍之间时,杆件不存在曲线平衡解,不会失稳,这与实际情况不符.利用曲率的精确公式,探讨了造成这一问题的原因,说明了拉杆不会失稳的原因,描述了随着压力增大压杆挠曲线的变化情况.     

对基于恢复时间的剪稀流变模型的进一步探讨及其对squalane油品流变特性的模拟

本文作者前期基于球-杆变形后恢复到原状态的时间,建立了新的形式较简单的流变模型,并模拟了黏度较高的聚合油PAO 650的摩擦系数曲线.本文中将该模型的应用范围进行了推广,模拟了黏度较低的squalane油品的流变特性.把该流变公式应用到点接触热流变弹流润滑的数学模型中,通过与试验测得的摩擦系数的比较确定了使用该模型时squalane油品的待定参数值,进而得到了点接触热流变弹流润滑的完全数值解.结果表明:解得的压力、膜厚和温度的变化规律均符合预期,且摩擦系数曲线与试验结果整体吻合性较好.新流变模型对高、低黏度的油品均能得到合理的流变特性曲线,说明作者的基于恢复时间的流变模型具有一定的正确性和可应用性.另外,由新模型计算得到的squalane油品的剪应力曲线呈现出一近似水平段,这也在一定程度上解释了流变试验文献中多次提到的极限剪应力现象.     

DISCUSSION ON THE STABILITY OF EULER'S POLE

对于压杆稳定问题,很容易误认为,只有当轴向压力等于临界载荷及其若干整数倍时,杆件才有曲线平衡解,才会失稳;当轴向压力介于临界载荷整数倍之间时,杆件不存在曲线平衡解,不会失稳,这与实际情况不符。利用曲率的精确公式,探讨了造成这一问题的原因,说明了拉杆不会失稳的原因,描述了随着压力增大压杆挠曲线的变化情况。     

圆柱面上滑动和滚动的分析

物体在圆柱面上的正压力与速度和位置相关,运动状态因摩擦力而具有显著的非线性特征.求解了物体在圆柱面上滑动和滚动的基本方程,得到速度公式而绘出多组曲线,分析摩擦因数和初速对停止、滑脱以及滚-滑转化位置的影响.相关内容可作为例题在课堂讲解.     

基于离散裂缝的多段压裂水平井数值试井模型及应用

水平井压裂技术已经成为开发低渗透油气藏、页岩气藏和致密气场等非常规油气藏的关键技术.基于离散裂缝模型,对裂缝进行简化,建立了二维多段压裂水平井有限导流裂缝数值试井模型,利用有限元方法求解模型,获得多段压裂水平井试井理论曲线和压力场特征.分析表明:多段压裂水平井的试井理论曲线一共分为7个阶段:井筒储存段、裂缝线性流段、裂缝–地层双线性流段、裂缝干扰段、地层线性流段、系统径向流段和边界作用段,其中裂缝–地层双线性流段和裂缝干扰段是其典型特征.分析了裂缝数量、裂缝间距、裂缝不对称、裂缝不等长和裂缝部分缺失等因素对试井理论曲线的影响,结果表明:裂缝数量和裂缝间距对试井理论曲线的影响最大.较多的裂缝、较大裂缝间距、对称的裂缝和等长的裂缝有利于降低压裂水平井井底的流动阻力,提高产能.将建立的数值试井模型应用于四川盆地一口多段压裂水平井的压力恢复测试的数值试井解释,结果表明:本文建立的模型可以较好地拟合压力恢复测试数据,可以获得裂缝的导流能力和裂缝长度,为压裂效果评价和压裂设计提供指导.     

流变简单材料力学性能主曲线的构建新方法

提出一种新的构建流变简单材料力学性能主曲线的移位方法,该方法以移位曲线与参考曲线围成的交叠区域的“面积”为判定要素,推导出移位因子的计算公式. 公式形式简单、易于计算;公式所涉及的参量均来自实验数据自身,不用进行插值即可求得移位因子, 且得到的移位因子具有唯一性,避免了手动移位主观判断的不确定性及数值移位方法因拟合带来的误差问题. 由于推导过程是一种数学计算的过程,因此,只要材料满足流变简单性,则该移位公式均能适用. 此外,在构建主曲线时,首次考虑了含有明显峰值的实验曲线的移位情况,使所提出的方法具有更强的适用性. 最后,以构建炭黑填充橡胶的动态力学性能主曲线的实例验证了该方法的有效性.     

二维超声速混压式进气道的数值模拟

本文采用TVD格式求解二维可压非定常Euler方程组,对二维超声速混压式进气道进行了数值计算,首先模拟了后部压力对进气道的影响过程,当进气道的后部压力与入口压力的比值逐渐增加时,进气道内的正激波逐渐往前移动,当比值达到一个临界值,进气道将不起动.其次.通过对R52.1和R54.5两种进气道模型进行计算,对它们的总压恢复进行了对比.通过计算得到了喉道处曲线弧的曲率越大,进气道的总压损失越大,进气道也越难起动.     

高低周复合载荷下球墨铸铁的P-da/dN-ΔK曲线

分别在恒幅载荷和高低周复合载荷作用下,对球墨铸铁进行了疲劳裂纹扩展速率的对比试验研究,并对试验结果进行了统计分析,得出了a-N和P-da/dN-ΔK曲线.采用Paris公式拟合P-da/dN-ΔK曲线,得到了恒幅载荷和高低周复合载荷下球墨铸铁的裂纹扩展速率估算公式.     

水下爆炸气泡脉动测量及分析

水下爆炸气泡破坏效应是水中兵器的重要毁伤模式之一。为研究水下爆炸气泡脉动现象,建立了小当量水下爆炸实验系统,并进行了爆炸当量分别为0.125g、1.0g、3.375g和8g TNT的水下爆炸实验。采用球形PETN装药并中心起爆,产生球形对称的气泡和冲击波载荷,并利用高速摄像系统记录水下爆炸气泡脉动过程,以及布置压力传感器测量水中冲击波压力。实验获得了清晰的水下爆炸气泡脉动过程图像,得到了冲击波和气泡脉动压力曲线。对数字化图像进行判读,得到气泡脉动直径和周期。另外根据冲击波曲线测量了气泡脉动周期,对比分析了气泡脉动相关参数。结果表明,高速摄像数据测量的气泡直径与经验公式较接近,高速摄像测量的气泡周期与冲击波曲线测量的气泡脉动周期以及经验公式结果具有较好的一致性。本文提出的实验技术安全、经济、可靠,气泡脉动参数判读精确,满足水下爆炸气泡脉动研究需求。     

强冲击波出金属自由面后喷溅粒子速度计算

本文用流体动力学方法证明自由表面的喷溅现象,是冲击波在自由表面卸载的结果。文中推导出计算喷溅速度的公式,并且寻到Pb材料的卸载度-压力曲线和Al材料的卸载度等于0.41。理论结果和国内外实验结果基本符合。     

制动工况对汽车半金属刹车片磨损性能的影响

刹车片是汽车制动器的重要部件材料,其磨损特性直接影响制动器工作性能和使用寿命,现有研究主要采用小样试验,不能真实反映刹车片实际使用工况. 采用汽车盘式制动器模拟制动试验台,分析了制动初速度、制动压力、摩擦面温度对刹车片磨损的影响规律. 结果表明:随制动压力、制动初速度或摩擦面温度的增大,磨损量曲线均呈上升趋势,其中制动压力的变化对磨损量的影响较小,制动初速度的变化对其影响最大. 通过几组补充试验得到,没有外界热源干预,制动初速度和制动压力共同作用比摩擦面温度对磨损量的影响更明显. 基于试验结果数据,利用SPSS软件拟合了制动工况参数与磨损量之间的经验公式. 研究结果对于指导汽车刹车片的设计制造和使用维护具有一定理论意义和实用价值.      

多孔发射药等离子体增强燃速

利用密闭爆发器实验系统进行了等离子体增强4/7高固体发射药燃速特性的实验研究。采用等离子体发生器的电能利用效率来表征密闭爆发器内输入的等离子体能量,拟合了考虑压力梯度影响和电功率增强的固体发射药瞬态燃速公式。根据实验数据得到4/7高固体发射药的电功率燃速增强因子为0.005 MW-1。与Woodley燃速公式相比,瞬态燃速公式与实验压力曲线符合程度更高,能够更精确地描述固体发射药在等离子体作用下的燃烧过程。     

THE CALCULATION OF ROLLING PRESSURE OF BLOOMING MILL BY THE GENERALIZED VARIATIONAL PRINCIPLE OF IIMIT ANALYSIS

本文把极限分析中的一般变分原理^[5]同应用到金属压力加工领域中,导出了一个计算初轧机轧制压力的比较简单实用的近似理论公式(28).计算结果表明,与文献[1]中我国实侧结果符合良好;与国外已有各公式相比,本文公式更为合理,计算起来也更为简便.     

基于矩法的应力疲劳寿命可靠性曲线分析方法

通过对Weibull分布、正态分布、指数分布等常用概率模型函数的中值疲劳寿命和高可靠度疲劳寿命关系的分析,建立了应力疲劳寿命可靠性通用表达式.指出疲劳寿命服从各常用分布的可靠性公式都可看作应力疲劳寿命通用公式的特例.基于概率模型分布函数的矩法理论,提出了适用于5种常用概率模型分布的应力疲劳寿命可靠性曲线分析方法.应用基于矩法的应力疲劳寿命可靠性曲线分析方法,获得了42CrMo硬齿面齿轮轮齿弯曲疲劳试验寿命数据的中值疲劳寿命和高可靠度疲劳寿命曲线方程.     

微型药柱有限水域爆炸径向压力衰减规律研究

为了研究药柱水下爆炸冲击波压力的衰减规律, 通过实验研究了不同装药量微型药柱 有限水域爆炸固定距离的压力曲线, 得到装药量与峰值压力间的关系, 通过数值模拟方式验 证了实验的正确性. 在同一装药量情况下研究了药柱水下爆炸径向压力的衰减规律, 通过曲 线拟合, 得到径向峰值压力随爆心距离的衰减曲线和方程.     

时变磁场激励下金属圆板的电磁力特征分析

电磁力的计算是电磁成形这一新型加工工艺的关键问题之一,目前在工程界多采用近似的磁压力公式pm=B2/2μ0。该公式对加工工件半径较大且外加磁场频率较高时较为适用,在外加磁场频率较低或工件半径较小时有较大误差。本文基于Maxwell方程组推导了在外加横向磁场作用下金属圆板上涡电流分布的特征,进而给出了电磁力解析表达式,在此基础上得到修正的电磁压力公式。分析结果表明:本文得到的修正磁压力公式在工件半径较大,外加磁场频率较高时和原磁压力公式趋于一致,对于小尺寸,外加磁场频率较低的情形也能进行模拟.这对低频磁场下,小尺寸工件的磁致成形工艺具有指导意义。     

四参数全范围da/dN曲线测定方法研究

机械结构设计的损伤容限分析,需要使用材料疲劳裂纹扩展速率曲线性能。在总结传统疲劳裂纹扩展曲线的基础上,本文讨论了四参数全范围da/dN曲线公式;基于断裂力学原理,分别给出了此公式中材料裂纹扩展门槛值ΔKth,断裂韧性K1C和张开函数f的测定方法;利用多元线性回归法对试验数据进行了曲线拟合,得到了四参数全范围da/dN曲线公式的参数估计式;将此公式运用于不同应力比下的裂纹扩展速率试验数据拟合,通过试验数据的拟合结果可以看出:四参数全范围da/dN曲线公式,能够充分有效合理地表征全范围裂纹扩展速率的物理特性和宏观数据规律,且参数估计简便,拟合精度高;从而验证了四参数全范围da/dN曲线公式的有效性和合理性,并将得到广泛应用。     

?????????????????????

针对国家标准GB/T18215.1-2000中规范的"差压式流量计示值修正公式",从以下方面进行了讨论: (1)干气体流量检测示值修正公式; (2)湿气体干部分流量检测示值修正公式; (3)气体组分改变时流量检测示值修正公式.国标中规范的修正公式是建立在: "当气体的温度、压力变化时,其密度也随着发生改变,相同的差压值(设计状态与工作状态)所对应的流量值是不同的".本文认为:当气体工作温度、压力等参数偏离设计条件时,同一质量流量在节流装置前后产生的设计状态与工作状态差压是不同的.这一基础要领的分岐,影响着所有修正公式.