非牛顿流体流变学特性测试系统

介绍了一种用于精密测量非牛顿流体流变学特性的测试系统.该系统解决了非牛顿流体从高剪切到低剪切全程扫描测量问题,可对流体的粘性定律和运动规律进行描述和实验分析.     

基于PIV的四斜叶桨搅拌反应器中非牛顿流体流场研究

针对机械搅拌反应器内非牛顿流体混合效率问题,对机械搅拌反应器内非牛顿流体流场特性进行了研究。采用非接触式流场测试PIV技术,对试验规模四斜叶桨搅拌反应器内非牛顿流体流场进行了测量,讨论和分析了不同溶液浓度和不同搅拌速度对机械搅拌反应器内流场分布的影响。研究结果表明:搅拌速度不仅可以影响流体间对流强度,而且会改变流体流场结构;溶液浓度对流场结构影响不大,但影响桨叶下部高流速区域大小和流体的最大速度。     

重载下非牛顿流体线接触弹性流体动力润滑的数值解

对重载下线接触流体润滑时 ,润滑剂的流变学作用和表面变形进行了理论分析 ,从而导出了非牛顿流体的模型 ,指数模型就是其中之一。当指数 n增大时 ,油膜厚度随之上升 ,并且油膜破裂点向接触区中心移动 ,同时润滑油的等效粘度也随之上升 ,当 n=1时计算结果与牛顿流体基本一致。     

落球式高黏性不透明流体黏度测量装置的设计

非牛顿流体是指不满足牛顿黏性实验定律的流体,而黏度是流体材料内摩擦的量度,是流体材料重要的物理化学指标之一。对高黏性不透明流体的黏度测量进行了深入的研究,采用落球法通过高精度高灵敏度的传感器以及可编程控制器(PLC)精确地控制,设计了落球式高黏性不透明流体黏度测量装置。通过对不同配比的流体磨料实验结果对比,验证了装置的可行性,进而为流体磨料的理论分析和实验研究提供了支持。     

直齿轮传动非牛顿流体瞬态弹流润滑研究

综合考虑润滑流体的非牛顿特性以及齿轮传动的瞬态效应，采用Bair-Winer粘塑模型推导了非牛顿流体雷诺方程，建立了非牛顿流体瞬态弹流润滑模型；进行直齿轮传动非牛顿流体弹流润滑数值分析，获得了齿轮传动沿啮合线的油膜压力、油膜形状以及摩擦因数的分布。结果表明：在非牛顿流体工况下，油膜厚度、油膜压力以及轮齿表面摩擦因数均有所降低,因此在齿轮弹流润滑研究中应考虑流体的非牛顿特性的影响。     

同轴圆筒旋转粘度计测量误差的分析与修正

在使用同轴圆筒旋转粘度计进行实际测量时,由于实验条件与假定理想条件不符会产生测量误差。本文重点分析了Physica MCR301同轴圆筒旋转粘度计中牛顿流体、幂律流体、屈服假塑性流体及递减硬化固体材料的剪切速率、剪切应变和剪切应力的分布规律,以及由流体本构方程导致的稳态测量误差和由仪器测量系统本身惯性引入的瞬态测量误差。结合实验对稳态测量误差进行迭代逼近法修正,对瞬态测量误差由实测剪应力减去系统惯性力进行修正,这对测量非牛顿流体的流变性有重要意义。     

基于格子Boltzmann方法的分叉微通道内非牛顿流体流动特性研究

为探究分叉微通道内非牛顿流体的流动特性,将非牛顿流体幂律模型引入牛顿流体格子Boltzmann模型,在不同分叉角度矩形截面微通道内数值模拟不同质量分数剪切稀化流体的流动行为;通过分析流动过程中密度随时间的变化趋势以及稳态流动下的密度,得到微通道内压力的分布以及流动区间的压力降;分析溶液质量分数、入口速度与分叉角度对非牛顿流体流动特性的影响,探讨流体特性和微通道几何构型对非牛顿流体流动行为的影响机制。结果表明:分叉角度为90°的微通道内流体的压力降最小,当分叉角度大于90°时,压力降随着分叉角度的增大而减小,当分叉角度小于90°时,压力降随着分叉角度的增大而增大;流体入口速度和流体溶液质量分数增大,压力降均增大;流体溶液质量分数增大使得分叉角度和入口速度对出口处压力降的影响更为显著;微通道内各截面处压力降分布呈抛物线形。     

非牛顿流体润滑剂的动力学模型及仿真研究

基于非牛顿粘性流体模型和B ingham流体模型,研究了非牛顿流体润滑剂的流变力学特性,建立了非牛顿流体润滑剂内部压差和滑动速度以及油膜厚度的表达式,讨论了润滑剂的非线性特性;分析了影响润滑剂动力学特性的因素,通过算例对非牛顿流体润滑剂的动力学特性进行了仿真研究,为润滑剂的非牛顿效应的研究提供了理论依据。结果表明:在使用情况一定的条件下,非牛顿流体润滑剂油压的大小与油膜的厚度有关,油压随着油膜厚度的增加而减小,可以通过改变油膜厚度来改变润滑剂内部油压大小;润滑剂内部剪切应力对油压的影响较大,在考虑剪切应力的情况下,油膜厚度对压差的影响较小,而在不计剪切应力的情况下,油膜厚度对油压的影响相当明显。     

基于Carreau流变模型的圆柱滚子轴承热混合润滑分析*

为了研究圆柱滚子轴承接触区的混合润滑性能,建立基于Carreau非牛顿流体的热混合润滑模型,求解非牛顿流体线接触热混合润滑数值解。研究滑滚比、卷吸速度及载荷对线接触混合润滑特性的影响,并与相同工况下牛顿流体热混合润滑的结果进行对比。结果表明：随着滑滚比、卷吸速度及载荷的增大,油膜温度都会升高,Carreau非牛顿流体的温度要低于牛顿流体的温度;油膜厚度随着滑滚比、载荷的增大而减小,随着卷吸速度的增大而增大,Carreau非牛顿流体与牛顿流体膜厚相差不大;随着滑滚比的增大,2种流体的平均摩擦因数均增大,随着卷吸速度和载荷的增大,2种流体的载荷比均减小。     

通道形状对活塞冷却油腔内工作流体阻力及流动特性的影响

为揭示通道形状对活塞冷却油腔内工作流体的阻力及流动特性的影响,将冷却油腔的直壁通道改为波壁通道,并采用压力差和可视化的方法对通道内工作流体的阻力及流动特性展开了实验研究。压力差实验结果表明,与水在直壁通道内的流动相比,水在波壁通道内层湍转捩点大大提前,将非牛顿流体替换水作为工作流体后,层湍转捩点再次提前;可视化实验结果表明,波壁通道内工作流体在雷诺数较低时就可呈现不稳定流动形态。为在较低雷诺数下继续强化活塞冷却油腔内的热质传递,进一步开展了脉动流场下非牛顿流体在波壁通道内的流动特性实验和数值模拟研究,结果表明：脉动流场的操作参数对波壁通道内非牛顿流体的流动不稳定率有较大影响,且影响了通道内非牛顿流体的质量传递。     

MEM产品开发及工艺研究

介绍了如何应用MEM快速成型技术(属于RP技术的一种)进行产品开发,根据实际情况设计了实验方案,对支撑条件进行了详细的分析,通过实际加工,利用现有的MEM-300-1快速成型机设备,针对常用零件的通用特征,得到了在加工工艺过程中不加支撑或尽量减少支撑的条件:开放式悬臂长度L≤6mm、倾斜形特征倾斜角度θ≥30°、圆孔半径R≤4 mm、平顶长度M≤8 mm.     

主轴系统结构设计参数对其动力特性影响研究

文章以某车床主轴为研究对象，应用有限元和实验建立轴和支撑系统的动力学模型。采用计算机仿真技术，研究轴承等效径向（轴向）风度与阻尼参数、轴承预紧力、跨距，附加集中质量和阻尼等设计参数对主轴系统动力特性的影响规律，为主轴系统的动态优化设计进行了有意的探索。     

应用ANSYS二次开发的塔架应力研究

在考虑风速变化和变桨引起的风力机塔架上方各部件重心变化的基础上,利用ANSYS二次开发技术,建立适合多种功率的风力发电机塔架模型结构,研究塔架在不同风速模型、不同重心位置和在暴风速工况下,塔架结构底面上的应力分布规律.研究发现,塔架结构的最大应力点位置变化较小,塔架上方各部件重心的变化对塔架最大应力值影响较小.     

基于局域环境的产品全生命周期评估体系研究

以产品整个生命周期中所处各局域环境为背景,从其对人类自身、生物资源、非生物资源３个方面所产生的影响出发,结合我国实际情况,建立了一套完整的ＬＣＡ评估决策体系。在此体系中以产品所处的局域环境为基础,对产品整个生命周期进行阶段性划分,从而使得整套体系具有良好的可操作性,并使所得到的各项指标具有更强的实际意义。评估体系可被应用于各类产品的环境影响评估。     

基于Pro/E的截割头截齿安装方法的研究

介绍了悬臂式掘进机截割头上的截齿空间位置状态及确定其空间位置所需要确定的参数,并提出了这些参数之间的关系,通过在Prol/E中建立了一些参考平面,提出了在Pro/e中确定截齿空间位置的一种方法.     

钝化参数对刀具刃口钝圆半径影响的研究

刀具刃口钝化通过消除刃口上的微观缺口,改变切削刃的微观形貌,实现增加刀具的寿命,提升刀具的切削性能,使已加工零件获得更好地表面质量的目的。基于立式旋转钝化特点,获得了刀具刃口的运行轨迹。对硬质合金刀具采取立式旋转钝化的方式进行钝化,通过刀具钝化实验,并通过扫描电子显微镜对钝化后的刀具刃口钝圆半径进行测量,研究刀具转速和钝化时间对刀具刃口钝圆半径的影响规律,为优化刀具钝化工艺参数和提高刀具刃口钝化效率提供依据。     

润滑油对蜗杆传动效率影响的研究

合理的选用润滑剂以提高蜗杆传动的效率，减少磨损发热已成为研究蜗杆传动热点的问题之一。本文主要介绍了在标准试验机和蜗杆试验台上所进行的一系列筛选试验研究及其主要成果，从而为合理地选用润滑剂（油）提供了科学的依据。     

红细胞压积对血液润滑稳定性影响研究

结合径向滑动轴承不同配合间隙,分析了血液润滑膜组分变化机制及组分变化对血液润滑稳定性的影响规律,提出了保证血液稳定润滑的最小膜厚。结果表明:在低剪变率范围,红细胞压积(hemotocrit,HCT)愈大,血液的非牛顿特性愈明显,当剪变率较大时,各种HCT的血液均呈现牛顿流体特性,HCT愈大,高剪切条件下血液的表观粘度愈大,血液从非牛顿特性转变为牛顿特性所需的剪变率愈大;在同一剪变率下,随着血液HCT增加,血液的表观粘度呈加速增加;当润滑血膜的最小膜厚大于12μm时,才能从机械上和生理上保证血液的有效润滑。     

双稳态电磁换向阀换向结构参数对磁场力的影响分析

双稳态电磁换向阀可在确保换向性能的基础上减少能耗并降低温升.建立换向机构磁路模型,推导出电磁线圈断电和通电时动铁芯位移与轴向磁场力之间具体函数关系,利用MATLAB分析了关键结构参数对稳态保持力和瞬态换向力的影响,分析了两种控制线圈通电方案的差异,得到更为经济的换向方案,通过Ansoft Maxwell仿真验证了理论结果.     

基于ANSYS-PDS制动盘几何尺寸对频率影响的灵敏性分析

将制动盘主要几何尺寸与频率之间的关系作为研究对象,探索制动盘主要尺寸影响频率的灵敏度值。在ANSYS-PDS模块中,将制动盘的几何尺寸作为可靠性分析的随机输入参数,频率作为随机输出参数,用蒙特卡罗法进行概率分析,得出各几何参数对频率影响的灵敏度图,在灵敏度图中可以直观看出各设计参数对频率的影响程度。该分析结果为制动盘结构设计及优化提供了一定的参考。