含城门洞形裂隙岩体破碎数值分析及机理研究

为研究不同裂纹赋存形式下的含城门洞岩石破碎及裂纹扩展规律,对不同情况下的含裂隙城门洞岩石试样进行单轴压缩数值模拟试验,得到裂纹扩展规律、声发射规律及应力-应变规律。结果表明,根据数值模拟中的声发射规律,主裂纹主要是拉破坏,翼裂纹、反翼裂纹及远场裂纹主要是拉剪复合型破坏;裂隙的存在降低了试样的峰值强度,各组试样(试样B、C、D系列)的平均峰值强度较不含裂纹试样(试样A系列)下降百分比分别为11.3%、7.8%、12.6%;侧边裂纹产生在靠近顶拱处,底边裂纹越靠近边墙,及顶拱裂纹的裂纹角度越低,试样的峰值强度越低,在实际工程中,对于这些位置产生的裂纹应加强防护,防止灾害的产生。     

裂纹轴刚度影响因素的研究

以两端简支的单盘偏置裂纹转子为研究对象,详细分析和讨论了支承跨度、裂纹位置和深度、转盘位置等因素对裂纹轴刚度系数的影响。研究结果表明：裂纹对转轴刚度的影响与支承跨度、裂纹深度、裂纹位置及转盘位置等诸多因素有关,很难通过统一的解析表达式来描述裂纹对转轴刚度的影响。     

组织特征对GH864合金裂纹扩展行为的影响

通过组织分析试验、裂纹扩展速率试验和断口形貌分析手段,研究了GH864合金的微观组织及裂纹扩展行为,比较了不同组织状态下合金的裂纹扩展速率,并用Paris公式对裂纹扩展速率的结果进行了描述。结果表明:处理后合金的裂纹扩展速率都明显降低;粗晶组织能显著降低合金的裂纹扩展速率;晶界析出相对裂纹扩展速率有较大作用,而强化相大小尺寸γ′相对裂纹扩展速率影响不明显。     

燃气轮机转子裂纹扩展及刚度特性研究

燃气轮机转子工作环境恶劣,转子结构易出现裂纹故障,为了解决燃气轮机转子裂纹难以被识别的问题,以某型燃气轮机高压转子为研究对象,通过三维建模以及ABAQUS仿真模拟其工作状态。首先,对易产生裂纹的位置进行了仿真计算;然后,在转子三维模型中对易产生裂纹的位置预置大小不同的裂纹模型,得到转子裂纹拓展情况;最后,在裂纹拓展后的转子模型上施加一定载荷,测量转子在不同裂纹状态下的拉压刚度、扭转刚度以及弯曲刚度。结果表明：某型燃气轮机高压转子的高压涡轮封严轮盘区域易出现裂纹故障,且转子刚度伴随裂纹增大呈下降趋势。     

重载作用下裂纹转子不平衡响应的实验研究

为进一步分析重载作用下裂纹转子的转动特性,采用交流无级调速器的模拟转子试验台进行了重载作用下裂纹转子的模拟试验。分别分析裂纹深度、位置、载荷及转速等因素对裂纹转子的不平衡响应的现象,根据不同频程下裂纹转子的振幅变化情况,研究裂纹转子不平衡响应的振动特性,得到重载作用下裂纹转子不平衡响应的特点,即裂纹越深越靠近跨度中央则峰值越大,频程越高振幅越小。     

复合材料风力机叶片表面裂纹扩展的模拟研究北大核心CSCD

针对风力机叶片表面裂纹扩展对叶片产生危害的问题,文章对1.5 MW复合材料风力机叶片在19 m/s风速下的应力分布进行了流固耦合计算,发现叶根和叶中位置易产生裂纹。基于扩展有限元(XFEM)研究叶片表面裂纹受力后的扩展问题,90°裂纹的扩展速率最快,叶片表面裂纹主要沿弦向进行扩展。当时间步长为100时,均质和复合材料叶片表面裂纹扩展时的最大应力分别为127.50 MPa和65.34 MPa,且裂纹仅在后者的表层进行扩展,这说明复合材料能阻碍裂纹扩展对叶片的破坏,减少应力集中。同时裂纹在叶片内部的扩展更危险,初始尺寸越大的裂纹,扩展时裂尖越容易产生应力积累。     

含2条偏置三维内裂纹试件单轴拉伸下裂纹扩展数值模拟

为探究不同岩桥角及不同裂纹倾角下的标准立方体试件在单轴拉伸作用下的裂纹扩展及裂纹尖端的应力强度因子的变化规律,利用Franc3d软件对不同方案的含两条偏置三维裂纹的试件进行了单轴拉伸数值模拟研究,同时以单轴拉伸下含单裂纹试件的试验结果作为验证对比,验证了数值模拟的合理性。结果表明,不同岩桥角与不同裂纹倾角下双裂纹试件裂纹之间呈现"相互吸引"与"相互排斥"作用;预制裂纹内侧尖端的翼裂纹扩展小于预制裂纹外侧尖端;相对Ⅰ型应力强度因子随着预制裂纹尖端距离的变化呈现先增大后减小再增大再减小的规律,相对Ⅱ型应力强度因子随着预制裂纹尖端距离的变化呈现先减小后增大再减小再增大的趋势;岩桥角越大,整体上的相对Ⅰ型应力强度因子越小,不同岩桥角的相对Ⅱ型应力强度因子几乎一致;预制裂纹的倾角越大,相对Ⅰ型应力强度因子越小,而相对Ⅱ型应力强度因子总体上越大。研究成果为进一步认识裂纹扩展特性奠定了基础。     

单缸球铁凸轮轴开裂原因的分析

我厂生产X195柴油机,该机的主要零件凸轮轴一直存在开裂问题,开裂率,最高达40%。裂纹特点是裂纹集中在油泵凸轮上,进排气凸轮裂纹很少。裂纹形态有二种,1大多数是周向连续条状裂纹,少数为周向密集细小裂纹。长条裂纹的长高达20～30mm,深度为05～0.7mm。细小裂纹长度在0.5～10mm之间。     

斜裂纹对转子扭转剪应力的影响

为研究斜裂纹对转子扭转剪应力的影响,分析计算了转子倾角(裂纹面与轴线的夹角)大于60°的斜裂纹在不同裂纹深度比下不同位置的应力强度因子KⅢ。计算结果表明:相同倾角的斜裂纹在同一位置的应力强度因子随着裂纹深度比a/R的增大而增加;在相同深度比和倾角的情况下,应力强度因子KⅢ随着与裂纹中心距离的增大逐渐减小,并且倾角越大在边缘处衰减得越快。拟合了不同裂纹深度比a/R(a/R0.4)和不同倾角下所对应的应力强度因子曲线,定义了斜裂纹与横向裂纹扭转剪应力的临界相对差值Wcr,确定了在不同工程允许误差所对应的临界倾角cθr。该临界倾角可以在工程应用中用来判断何时可以采用横向裂纹模型代替斜裂纹模型。     

基于数字图像处理的风电机组叶片裂纹损伤识别方法研究

为实现风电机组叶片损伤检测的高效化、智能化、便捷化,研究一种基于数字图像处理技术的风电机组叶片裂纹损伤识别以及裂纹类型判断和特征参数提取的方法。以无人机采集的风电机组叶片图像为研究对象,通过对比灰度化、滤波、阈值分割等图像处理步骤的多种算法,对形态学处理方法进行改进,首先选用平均值法对叶片图像进行灰度处理,其次使用中值滤波对图像进行去噪处理,再次使用Otsu阈值分割以实现裂纹区域的分割,然后基于改进的形态学方法提取出完善的叶片裂纹损伤区域,最后基于连通域原理完成裂纹区域的框取。基于上述算法设计风电机组叶片裂纹损伤识别系统以实现叶片裂纹图像检测的可视化处理、裂纹类型判断及裂纹特征参数提取等功能。结果表明,该系统对于风电机组叶片裂纹损伤检测具有可靠的识别精度,识别准确率为85%,实现了风电机组叶片裂纹损伤的自动识别与特征参数提取,提高了叶片裂纹损伤的检测效率。     

Y型喷嘴性能的数值分析

利用F luen t软件模拟气流式雾化喷嘴的喷雾,计算了不同的入口条件下,喷嘴喷雾的液体雾化粒径;讨论了不同的液体和气体压力以及它们的比值对喷雾效果的影响;模拟结果与实验数值吻合很好。分析结果表明,液体压力的增大不利于雾化,而随着气体压力的增大雾化效果改善显著,但是气液压力比满足一定的匹配数值才能保证良好的雾化效果。     

衔铁线圈骨架裂纹故障分析

用金相显微镜对衔铁线圈骨架的裂纹进行分析。结果表明，由于锻造加热温度偏高，材料脆化导致裂纹形成。     

16V396TE54柴油机工作过程仿真研究

采用AVL_Boost发动机工作过程数值模拟软件对16V396TE54柴油机进行建模,为了验证所建立的计算模型的准确性,利用该模型对柴油机进行了一维性能模拟计算,并将模拟计算数据与试验数据进行了对比,结果表明,该计算模型与实际情况基本相符,以其作为基础进行的性能计算与分析具有可行性,为同类柴油机的过程研究分析提供了理论依据。     

柴油机喷雾蒸发过程的模拟计算与分析

本文以单滴蒸发为基础建立了一个燃料单元的蒸发计算模型，对各种温度条件下燃油喷雾蒸发过程进行了模拟计算。计算结果表明，在高温条件下，喷雾中油滴尺寸分布与油滴蒸发过程密切相关。计算结果与作者运用Ｍａｌｖｅｒｎ粒度分析仪结合截断修正法得到的实验结果进行了比较，取得了良好的一致性，从而验证了计算模型的有效性。并且，运用模拟计算结果对一些高温条件下的喷雾实验现象提出了合理的解释。     

钢筋锈蚀对水闸结构性能的影响

在已有混凝土四参数损伤模型、锈蚀钢筋力学性能、锈蚀钢筋与混凝土之间的粘结滑移关系等分析的基础上,采用单弹簧联结单元法模拟钢筋与混凝土的相互作用。对发生锈蚀的四点弯曲梁经典试验进行了有限元模拟分析,两者结果吻合较好,验证了分析方法的正确性。将该方法应用于水闸闸室结构分析,结果表明钢筋锈蚀会减弱钢筋限制混凝土裂缝开展和承担应力的作用,加速了水闸的破坏。     

黄河万家寨河段河冰冰厚遥感提取及年内变化特征分析

冰凌观测是防凌的前提,是冰凌研究的基础,因此全面准确的冰凌观测可为科学防凌提供可靠的依据。为此,以黄河万家寨库区河段为例,通过冰厚反演算法对其冰厚数据进行遥感反演,利用Lebedev模型对反演结果进行验证,并对结果进行年内变化特征分析。结果表明,卫星遥感反演结果与实测及模型验证结果接近,相关系数为0.8;冰厚演变总体呈成冰、流凌、初封、稳封、融冰、开河的生消演变过程。反演冰厚结果可为黄河内蒙段防凌减灾等实际工作提供参考依据。     

单腔扩张式消声器传声特性的有限元分析

对单腔扩张式消声器传声特性进行了有限元分析,与一维平面波法的分析结果进行了比较,结果表明,无论是频率成分还是消声器,二维有限元分析结果较一维平面波分析的精度有了进一步提高,另外从二维有限肖声器内声压场分布和粘滞性气体声压起伏能量耗散的角度,讨论了声压场对系统消声特性的影响。     

The analysis of the flow structure in a jet at variable geometry of the reverse chamber

The paper presents the results of experimental studies of jet flowing through axisymmetric reverse chamber. The test results are presented in the form of distributions of components of axial and radial velocities and their fluctuations. The Investigated cases of the phenomena include the flow with the interaction of the walls, and therefore have characteristics of free-and confined flows. The results obtained were juxtaposed with the results obtained for free jets and impinging jets. The results are presented in the form of normalized radial distributions for different positions of the outlet of the inner tube against the bottom of the reverse chamber. Research is intended to demonstrate the similarities and differences between free and confined jets. The results obtained show the influence of the distance between the outlet of the inner tube and the bottom of the chamber on the evolution of jets in a model reverse chamber.     

隔热材料导热系数的数值模拟预测

对氧化锆空心球隔热材料进行合理的简化,用数值模拟方法计算氧化锆空心球隔热材料导热系数,并分析空心球半径、温度、发射率等对导热系数的影响。数值模拟结果表明,减小空心球半径,降低空心球表面发射率,抽真空等都有助于降低隔热材料导热系数。数值模拟与实验测量结果良好吻合,用数值模拟计算隔热材料导热系数是一个行之有效的方法。     

CFD analysis of two types of welded plate heat exchangers

A numerical and experimental study has been carried out on the heat transfer and fluid flow in two types of welded plate heat exchangers (PHEs). A new approach providing a proper clearance between two adjacent corrugated plates is proposed to improve the mesh quality around the contact points. The clearance value and the influence on the mesh quality and computational results are carefully studied. The results show that a relative clearance of 0.02 is proper. The computational fluid dynamics (CFD) results agree with the experimental results with a deviation of 15%. The proposed approach is proved effective and practical because it can increase the grid quality without losing the accuracy of the results. This paper shows that CFD is a reliable tool for studying the effects of various geometrical configurations on the optimum design of a PHE.