电磁缩径中集磁器参数和铝合金管件参数对变形的影响

管件电磁缩径是高端智能制造的一个新方向,缩径成形质量好坏主要与集磁器线圈参数、管件自身参数和放电能量大小有关,研究集磁器和管件工艺参数对电磁力和成形性能的影响尤为重要。针对3003和6063铝合金管件,本文结合实验研究和数值仿真方法,讨论了集磁器结构和管件参数等对电磁力的影响,研究了放电电压、管件金属材料类型、管件长度对最终管件成形的影响规律,并探究了影响管件成形均匀性的原因,可为合理制定管件电磁成形工艺方案提供一定技术参考。研究结果表明：集磁器内斜面角度变化对磁场力有明显影响,且角度为40°比较合理;3003铝合金管成形性较好,最大缩径率31.2%,塑性变形影响区域长度7.0 mm～15.5 mm,在5000 V～6000 V放电电压时成形均匀度φ≦18%,但是放电电压达到6500 V时出现失稳现象;6063铝合金管强度较高,最大缩径率16.2%,塑性变形影响区域长度5.3 mm～9.4 mm,管件变形均匀φ<14%。     

初始椭圆度对螺旋缠绕结构拉伸刚度的影响

为考虑初始椭圆度对螺旋缠绕结构拉伸刚度的影响,建立了一种新的基于椭圆柱面和螺旋带的分析模型,该模型在两者之间建立了一个新的几何关系,并考虑了在椭圆柱面上螺旋带的轴向应变和曲率变化以及柱面和螺旋层之间的接触压力。通过ABAQUS建立一个3D有限元模型验证了理论模型的合理性。在理论模型中,对初始椭圆度进行参数分析得到不同初始椭圆度对椭圆层拉伸刚度的影响,随着管道初始椭圆度的增加,螺旋层拉伸刚度有下降的趋势,但降幅很小。      

射流式水冷散热器关键参数对性能影响的模拟研究

目前传统的风冷散热技术已无法满足高热流密度电子器件的散热需求,液冷散热技术已成为目前的研究热点。射流式水冷散热器作为液冷散热技术的一种,主要通过喷嘴将流体工质喷射到固体表面来达到散热目的。本文研究了射流式水冷散热的主要参数（喷射面积比、喷嘴数量、有无微通道）对散热器性能的影响,模拟结果表明：该散热器的最佳喷射面积比为0.14,此时散热器底板平均温度为55.8 ℃,压力损失为5.35 kPa,努塞尔数和传热系数分别为28.1和3.45 kW/ (m2·K) ;最佳的喷嘴数量为4,此时散热器底板平均温度最低,为51.4 ℃,压力损失为5.52 kPa,努塞尔数和传热系数达到最高值,分别为35.2和4.33 kW/ (m2·K),并有效的消除了局部热点;微通道的增加微通道的增加使散热器整体换热性能显著增强,平均温度降低 3 ~ 6 ℃ ,当喷嘴数量为 4 时,布置微通道可使努塞尔数由 35. 2 升至 43. 3,传热系数由 4. 33 kW/ (m2·K)增至 5. 32 kW/ (m2·K),但压力损失略微上升(约 升高 20~ 60 Pa)。     

大型管件管端过弯矫圆三步法控制策略

管端过弯矫圆工艺是保证大型管件产品质量的重要工序之一.管端矫圆是一个局部弹塑性变形过程,采用传统的弹塑性理论对其变形本质的精确解析存在一定困难,而合理的矫圆控制策略是提高生产效率的有效手段.本文首先采用物理实验的方法验证了管端矫圆与压扁之间的等价关系,进而通过分析管端压扁过程的弹复规律建立了\"三步法\"控制策略,从而为后续的过弯矫圆智能化控制系统的奠定了基础.最终的验证实验表明,该控制策略可有效地将管件的管端椭圆度控制在0.5%以下.     

大宽厚比冷轧带材三维应力分布的样条有限条分析

本文在轧件宽厚比为625的条件下,用三次样条函数有限条法研究了冷轧带材三维应力的分布问题。获得了轧后边浪和中浪两种不同板形条件下的应力分布规律。对板形理论和板形控制技术的发展有指导意义。     

桩身质量检测的一种新方法：桩形估计法

本文提出了桩身质量检测的一种新方法——桩形估计法,或称“ESP”(Estimation of theShape of a Pile)法。该法基于一维杆应力波理论,将桩划分为N 个单元,根据波在各单元界面处反射与透射的传波原理,推导出在桩顶进行瞬态激振时桩顶的速度响应与界面反射系数以及桩的形状之间的关系。对几种典型缺陷桩进行了计算机模拟,其结果证明作者所提出的桩形估计法是可行的和有效的。现场试验更进一步证明:该法能够较准确地估计出缺陷桩或好桩的形状。     

正交各向异性空心圆柱体中的周向超声导波

周向导波适于大直径管道纵向缺陷的超声无损检测。基于三维弹性理论,采用一种正交多项式法研究正交各向异性无限长管道中的周向导波。为验证方法的正确性与适用性,首先计算了各向同性和横观各向同性管道中的周向导波并与已有数据相比较。其次,计算了单向复合材料中不同纤维增强强度下的频散曲线,论证了纤维增强强度变化对于频散曲线的影响。最后,求解了不同径厚比下正交各向异性管道的周向导波的频散曲线,论述了径厚比的变化对频散曲线的影响。     

涡流室半径对涡流管流场及性能影响的仿真研究

以理想R41气体为工质,采用Standard k-?湍流模型,在入口压力为4.0 MPa、入口温度为323.15 K、冷流比为0.1~0.9、涡流室半径为2.5~4.5 mm时,研究涡流室半径和冷流率对涡流管性能的影响。模拟结果表明：当冷流率为0.4时,随着涡流管径向距离增大,切向速度呈先增后减趋势,当涡流室半径为3.5 mm时获得最大切向速度为159.5 m/s;随着涡流室半径增大,内外旋流轴向速度呈减小趋势,当涡流室半径为2.5 mm时获得最大外旋流轴向速度为47.6 m/s。当冷流率相同时,随着涡流室半径的增大涡流管制冷效应、制热效应、制冷量及COP均呈先增后减趋势,当冷流率为0.1,涡流室半径为3.5 mm时获得最大制冷效应为20.8 K;当冷流率为0.9,涡流室半径为3.0 mm时获得最大制热效应为36.3 K;当冷流率为0.6,涡流室半径为3.0 mm时获得最大制冷量为364.5 W,COP最大值为0.21。     

AZ31镁合金板材轧制过程边裂形成原因分析

针对AZ31镁合金板材轧制过程中出现边部裂纹的问题,采用数值模拟方法研究了AZ31镁合金板材轧制过程中轧制温度对板材边裂的影响,利用实验室热轧试验方式研究了AZ31镁合金板坯宽厚比、轧制道次数以及工作辊直径等工艺参数对镁板边部裂纹的影响.研究表明,边裂的产生多数情况是由于几种因素共同作用的结果,其主要影响因素有轧制温度、道次加工率、轧辊直径以及板坯宽度和厚度等.在其他条件不变的情况下,减少板材宽厚比,可降低边部所受拉应力,有利于减少横向裂纹产生;当b(R·△h)~(1/2)时,随着板材宽度增加,轧制力逐渐升高,边部产生横向裂纹的几率增加;对于相同规格板坯,随着辊径增大,轧制过程中板坯的宽展量和所受摩擦力逐渐增加,有利于发挥板材塑性从而减小边部裂纹产生的趋势.     

正交各向异性空心圆柱体中的纵向导波

基于三维线弹性理论,采用勒让德正交多项式展开法,推导了正交各向异性材料中纵向导波的耦合波动方程,并对耦合波动方程进行了数值求解。首先,为确定方法的适用性和准确性,利用Disperse软件求解各向同性空心圆柱体中纵向导波的频散曲线,并将其与勒让德正交多项式展开法求解结果相对比,二者结果完全一致。然后,讨论了勒让德正交多项式截止值对轴对称导波频散曲线收敛性的影响,并从数值计算的角度分析了产生影响的原因。最后,针对碳纤维缠绕的复合材料空心圆柱体,分别求解纵向、扭转和弯曲三种不同模态纵向导波的相速度频散曲线。计算了不同径厚比下的弯曲模态相速度频散曲线,分析径厚比的变化对频散曲线的影响。     

圆柱壳在热载荷作用下的非线性振动

采用伽辽金原理及改进的Ｌ－Ｐ法研究了圆柱壳在热载荷作用下的非线性振动,并讨论了分析了温度、长径比、厚径比对圆柱壳固有热振动频率的影响。     

微型热声制冷机体积比功率的研究

工作频率的提高可以大大减小制冷机的尺寸,推动微型化应用,但工作频率的提高也不是无限制的.除了谐振管自身对工作频率的限制以外,体积比功率与频率之间也存在着约束关系.     

孪生诱发塑性钢实体膨胀管膨胀有限元分析

孪生诱发塑性（twinning induced plasticity,TWIP）钢作为一种具有高强韧性的先进钢铁材料,鲜有文献报道其用于膨胀管的膨胀力学有限元分析．为了获得TWIP钢膨胀管的膨胀过程及膨胀后的力学状态、不同壁厚TWIP钢膨胀套管的理论膨胀极限及壁厚对其膨胀的影响,采用ANSYS有限元分析技术建立了可膨胀套管膨胀过程的力学模型,以TWIP钢作为套管的膨胀模型对象,对不同壁厚的 219.075 mm实体膨胀套管在25 ℃时的不同膨胀率的膨胀过程进行了有限元分析．分析结果表明：壁厚对膨胀前后套管最大等效应力分布的影响不大;不同壁厚膨胀套管膨胀后残余应力沿轴向的分布规律基本一致,残余应力的峰值随膨胀套管壁厚的增加而略有上升;相同壁厚的TWIP钢理论膨胀极限较传统膨胀管用钢大5%～10%．从分析结果可以得出,大膨胀率膨胀管用TWIP钢较其他传统膨胀管用钢（J55钢等）具有较大的优势,因此对TWIP钢膨胀管力学有限元分析具有重要的意义．