基于瞬态压强分布的重力铸造缩孔定量预测技术及应用

提出了基于瞬态压强分布的重力铸造缩孔定量预测技术,该技术不仅计算整个模拟区域的温度场,同时也计算金属液区域的瞬态压强场。通过金属液压强与孤立液相区边界判据的临界压强对比来区分各孤立液相区的范围。在各孤立液相区内独立形成缩孔,最终预测出缩孔的位置、大小和形状。设计并浇注了U形试验件,采用该技术开发的华铸CAE(Inte CAST)对U形试验件凝固过程的温度场、压强场进行模拟分析和缩孔预测,缩孔预测结果与实验结果吻合较好。该研究显示,明冒口相比暗冒口具有更好的补缩能力,铸造工艺中优先使用明冒口会得到更好的补缩效果。并对某箱盖铸件的铸造工艺进行模拟分析,准确地预测了铸件中的缩孔。     

7XXX系铝合金HFQ温成形界面换热系数实验研究

基于自主设计的圆台模具淬火实验平台,研究高强度7075-T6铝合金在HFQ温成形过程中的瞬态传热规律。通过Beck非线性估算法(Beck反算法)获得界面换热系数(IHTC)在不同因素下(包括合模压强与表面粗糙度)随温度变化的瞬态换热规律,并分析各因素对IHTC的影响机理。结果表明:Beck反算法在计算瞬态换热系数时具有较高的计算精度。7075-T6铝合金与模具界面的瞬态换热系数随压强增大而增大,当压强增大到80 MPa时,瞬态平均换热系数IHTC趋近于3375 W/(m~2?K)。进一步,表面粗糙度也会影响7075-T6铝合金温成形过程的IHTC,当粗糙度大于0.57μm并小于0.836μm时,IHTC随粗糙度的增大而明显减小,当粗糙度小于0.57μm或大于0.836μm时,IHTC值均随粗糙度的增大而缓慢减小。     

基于CFD的球阀关闭过程水击现象研究

考虑流体可压缩性,采用FLUENT滑移网格与UDF技术模拟不同关阀规律下球阀关闭瞬态过程,分析不同关阀规律对球阀流场和水击压强的影响。结果表明;线性关阀时,随着关阀时长的增加,最大水击压强逐渐减小且衰减程度递减,相同开度下流场内最大流速递减;当关阀时长为0.3 s时,针对该模型采用"有效时长前20%关阀36°"的两阶段线性关阀规律能有效降低水击压强。     

合金元素P,Cu含量对铸铁短纤维结合剂组织和性能的影响

本文研究了合金元素磷和铜对铸铁短纤维烧结体显微组织和性能的影响。结果表明，合金元素磷可显著提高铸铁短纤维烧结体的密度、致密化系数和压强度。磷与铜的共同加入可进一步提高烧结体的压溃强度和硬度，同时，铜的加入可抑制由磷引起的烧结体的急剧。烧结机理随磷、铜含量的增加逐渐由固相烧结＋瞬态液烧结转变为液相烧结。     

管材脉动液压成形时接触压强与液体压强关系的研究

采用商业有限元软件ABAQUS,建立了管材液压成形有限元模型,分别在非脉动和脉动液压加载下对管材液压成形过程进行了有限元仿真,并通过试验对有限元模型进行了验证。研究结果表明:在不同脉动液压振幅和频率加载下,接触压强均小于液体压强,而且随着管材的胀形,接触压强逐渐接近液体压强,当胀形结束时,接触压强与液体压强的差值为20%左右;脉动液压振幅越大及频率越高,则接触压强波动也越大;脉动液压振幅越大,接触压强越接近液体压强,但在脉动液压频率大小合适时,接触压强最接近液体压强。     

第一章 液压传动的一些基本概念(四) 三、液体的静力特性

(一)压强与总压力作用在液体单位面积上的力叫做压强,又叫静压力,一般简称压力。作用在液体某一面积上的总静压力叫做总压力。压强与总压力的关系式如下:P=P/A 式中 P——压强 P——总压力 A——面积。液体静压力的两个重要特性：     

热浸镀锌带钢表层锌波纹的数值预测

热浸镀锌工业线生产的热镀锌带钢表面不均匀的锌层厚度称为锌波纹,严重影响了产品的质量。为了分析和预测锌波纹的特性,采用大涡模拟的方法求解了射流冲击带钢表面的三维瞬态湍射流问题,以及采用带钢表面锌液流动的简化分析模型预测了三维锌层厚度的变化,预测结果与实测结果吻合较好。同时,结合生产现场研究了工况对锌波纹的影响,即随着气刀到带钢距离的减小、气刀入口压强的增大,镀锌带钢表层的锌波纹现象减轻。     

真空热处理主要工艺参数探讨

对真空热处理的工作压强、淬火压强、加热滞后时间等主要工艺参数进行了分析和探讨。结果表明：工作压强根据工作温度选择合理、可行；真空中油淬时，淬透性较好的材料无临界淬火压强，淬透性较差的材料出现临界淬火压强，真空加热滞后时间与装炉量、装护方式、加热温度及试样尺寸等因素有关，但预热方式对加热滞后时间无影响。     

真空热压压强对碳纳米管增强铝基复合材料性能的影响

采用粉末冶金法制备不同真空热压压强条件的碳纳米管改性铝合金试样,对其力学性能、致密度和微观组织进行测试和表征,研究真空热压压强对试样性能和微观组织的影响。结果表明,真空热压压强小于80 N/mm2时,压强增加能提高试样抗拉强度;当压强大于80 N/mm2时,压强对试样抗拉强度影响较小。真空热压状态试样的致密度随热压压强的增加而提高,真空热压压力对试样热挤压状态的致密度和微观组织影响较小。     

环境压强对低压等离子喷涂熔滴沉积行为及涂层性能的影响

为了解环境压强对热喷涂熔滴沉积行为及涂层性能的影响机理,采用低压等离子喷涂装置在不同压强下向不锈钢SUS304基体上喷涂Ni粉末,在基体上收集一定数量的熔滴沉积物及涂层。采用光学显微镜、扫描电镜与聚焦离子束技术等对单个熔滴沉积物的形态进行观察分析,对不同压强下制备的涂层的微观组织、氧含量及结合强度等进行表征。对不同压强下基体表面吸附质的脱附/吸附、熔滴与基体间润湿能力、热传导及界面处的初期凝固等因素对熔滴在基体表面沉积行为的影响进行探讨。结果表明:单个熔滴的沉积形态由常压下的溅射状沉积到低压下的规则盘状沉积;不同压强下均可得到致密涂层,且涂层的结合强度随环境压强降低而逐渐增加,其变化趋势与单个熔滴沉积物形貌随压强变化趋势相吻合,可见熔滴的沉积行为对涂层的性能有着重要的影响。     

基于瞬变流法的舰船管路阀门泄漏检测研究

由于管路阀门的泄漏会影响瞬变压力波的波形和衰减特性,瞬变流法可用来检测管路中阀门的泄漏。采用Flowmaster流体仿真软件建立了典型的舰艇管路阀门系统模型,对管路阀门泄漏对管内瞬变压力波的影响进行数值模拟仿真,研究泄漏阀门开度、管内流速和压力等因素对管内瞬变压力波的影响。在此基础上,提出了下一步应开展的主要工作。这对于管路阀门泄漏状态的检测,对于提高舰艇运行安全性,保证舰艇战斗力的发挥有着极为重要的意义。     

载荷时变对齿轮齿条弹流润滑的影响

目的通过对传动过程中压力和膜厚的计算,提高齿轮齿条机构润滑性能,降低齿轮齿条传动过程中的磨损。方法简化齿轮齿条传动过程载荷图谱,运用简化的实际载荷曲线,建立齿轮齿条啮合过程的弹流润滑计算模型,对齿轮齿条啮合过程中的瞬态弹流润滑问题进行研究。考虑啮合过程中单、双齿啮合时不同的载荷,计算一个啮合周期沿啮合线上的中心压力、中心膜厚、最大压力、最小膜厚以及啮入点、节点、啮出点压力和膜厚,还有双齿啮合区转换为单齿啮合区、单齿啮合区转换为双齿啮合区前后瞬时的压力和膜厚。压力求解采用多重网格法,弹性变形采用多重网格积分法,得到了齿轮齿条传动机构的瞬态弹流润滑完全数值解。结果载荷突然升高引起中心压力突然升高,中心膜厚最大值出现在双齿啮合区与单齿啮合的临界点。啮合线上最小膜厚和最大压力出现了波动。计算得出啮入瞬时膜厚最薄,润滑状况较差。结论沿啮合线各瞬时压力与膜厚不断变化,载荷突变引起的压力突变应通过提高轮齿强度等方式防止表面疲劳破坏的产生。整个啮合过程中,啮入点为危险点。     

含气泡和气穴的液压管路瞬态实验研究

一端连接阀门、另一端连接油箱的等径液压管路中，当阀门突然关闭时，管路中会产生压力和流量的瞬态脉动过程，本文对这一管路中的瞬态脉动过程进行了观察及测量，利用动态压力传感器记录了管路中的压力脉动过程，记录结果表明，当阀门关闭速度较快时，管路中的压力会降低到大气压以下，甚至达到绝对零压，导致管路中气泡和气穴的产生。     

船舶压力管路瞬变流特性研究

船舶液压系统、纵倾平衡系统等压力管路输送液体结束后,阀门突然关闭,管道内常伴随瞬变流现象并产生强烈的瞬态噪声,这种现象对船舶稳定安全航行、船员舒适生活都较为不利。船舶压力管路内的瞬变流现象以纵倾平衡系统调水过程中的水锤最为突出,因此,基于纵倾平衡系统运行原理,搭建船舶纵倾平衡系统试验台,并进行水锤现象的影响规律试验。试验结果表明：该试验台可有效模拟船舶纵倾平衡系统调水过程的水锤现象,并得到调水压力、阀门驱动压力、管道约束方式、FFT分析等方面对水锤现象的影响规律。     

基于瞬态法的铝合金与模具钢接触换热实验研究

采用瞬态实验法研究了7050铝合金与5CrMnMo模具钢界面间接触换热过程,探讨了接触载荷与模具温度对接触换热系数的影响,对比了瞬态法与稳态法的实验结果。研究表明,接触换热系数随时间延长迅速增大到某一基本恒定值;瞬态法与稳态法的结果存在一定差异,但接触换热系数随接触载荷增大而增加的趋势是一致的;在160~340℃温度范围内,接触换热系数随模具温度升高而增大,为实际锻造过程中模具的预热提供了参考数据。     

压力脉动作用下管道的流固耦合瞬态分析

针对液压输流管内的压力脉动研究,提出流体压力脉动的计算方法和管道流固耦合分析的计算模型。对流体压力脉动进行编程,得到压力脉动作用产生激振力的变化。建立管道和流体实体模型,采用UDF技术将脉动压力编译到流体中,从而进行流固耦合瞬态力学分析,得到异径管和弯管处流体压力变化以及管道的应力和变形情况。研究结果表明:压力脉动沿管道传播发生衰减,其产生的激振力对弯管破坏较大;弯管段流体产生压力集中,进而引起弯管段变形大于异径管段。将压力脉动加载到管道中,对输流管道研究具有一定参考价值。     

一种伺服电机驱动的比例换向阀结构设计与特性分析

针对传统的电动伺服比例换向阀存在结构复杂、动态特性差的不足,提出一种伺服电机驱动的大流量比例换向阀,采用定差减压阀进行压力补偿,直流电机作为动力元件,通过丝杠螺母机构连接阀芯轴,以此控制主阀芯的位置。设计双闭环控制系统提高阀芯控制精度。运用动力学原理建立比例换向阀数学模型,对比例换向阀稳态性能进行理论分析,研究其动态性能。进一步利用MATLAB/Simulink软件搭建了比例换向阀控制系统仿真模型,并进行了稳态与瞬态特性仿真。结果表明：比例换向阀阶跃响应速度达到36 ms,验证了所提出的比例换向阀具有较好的响应速度和稳定性;通过瞬态特性仿真得到比例换向阀的阀口流量随电机转角的变化曲线,获得电机转角和阀口流量特性控制函数;验证了采用定差减压阀方案可以在负载变化时进行较为理想的压力补偿,比例换向阀的控制精度达到98%。     

液压脉冲系统的压力瞬态脉动仿真研究

液压系统的压力瞬态脉动直接影响到液压元件的使用期限,液压脉冲系统是产生压力瞬态脉动、考核液压元件寿命的重要设备.本文应用特征线法建立了管内流体非恒定流动的数学模型,并在此基础上对液压脉冲系统进行了建模与仿真;并对实际波形与仿真波形进行了比较,分析了影响波形的因素.结果表明:这种建模方法有效,仿真结果准确.     

直轴式液压轴向柱塞泵配流机构优化设计与分析

分析影响液压轴向柱塞泵工作噪声、发热的原因以及使用寿命的主要因素,研究液压轴向柱塞泵配流机构在配流过程中产生的压力瞬变和流量脉动以及配流噪声的机理,提出采用在高低压腰形槽的始端设置具有两种宽度夹角的双级三角阻尼槽配阻尼孔结构的设计方案,可降低噪声、减少发热,提高使用寿命。     

电阻点焊应变式压力传感器弹性体的设计及应用

针对电阻点焊压力的在线监测,根据电阻点焊电极受力分析结果,提出通过缩短压力传感器与电极间的安装距离、减少受力不平衡带来的测量误差的方法。设计可直接安装在下电极及其电极握杆之间的应变式压力传感器,并对其弹性体进行设计计算。测试结果表明,该传感器能够实时测量电阻点焊过程中的电极压力,及时响应点焊熔核形成过程压力的瞬时变化,可间接预测熔核大小、监测焊接过程中的飞溅。