基于梯度功能的陶瓷水煤浆喷嘴的设计

在分析水煤浆喷嘴工作特性和磨损机理的基础上,提出了梯度功能陶瓷水煤浆喷嘴的设计模型,’并对单向梯度功能陶瓷喷嘴的残余应力进行了有限元分析。结果显示,梯度功能陶瓷喷嘴内部的残余压应力能缓解喷嘴工作时的热应力,提高陶瓷喷嘴的抗热冲蚀磨损能力。     

能量耦合模型的飞秒激光烧蚀面齿轮形貌研究北大核心CSCD

飞秒激光精微加工面齿轮材料18Cr2Ni4WA是去除材料的先进制造方法。本文依据烧蚀凹坑的深度与宽度和激光能量密度的关系得到材料的烧蚀阈值和影响重叠率的因素。考虑齿轮材料成分间互温感应效应与多脉冲激光累积效应,建立材料的能量复耦合模型。通过改变激光能量密度和脉冲数,研究飞秒激光烧蚀凹坑及齿面形貌表面的变化规律,得出脉冲数对烧蚀效果影响小,激光能量密度为1.730 J/cm2激光功率为1.9 W脉冲数N=3000进行烧蚀效果最好可得到最优的实际烧蚀面深度为17.604μm。     

汽车外场气动噪声仿真与计算

利用FLUENT软件,对汽车的外场远点噪声进行仿真计算：通过稳态计算,得出汽车车身的表面声功率和声源分布情况,对车身的噪声源进行定性分析;通过瞬态计算,得到车身外场某点噪声的声压频谱图。仿真结果表明：汽车外场气动噪声源主要来自车身前脸、后视镜、前风窗玻璃、前轮;远场点的声压级由前向后有增大的趋势,并且靠近尾部区域声压级较大,最大达90．4dB,直径10m弧线上接收点的声压级值比直径12m的要高,其差值最大达15．1dB。     

压边力对变间隙拉深制耳的影响

以圆筒形件为研究对象,运用Abaqus/Explicit的准静态法,分别对直径为Φ80、Φ85和Φ90 mm的DC04钢板变间隙拉深进行仿真,研究了不同压边力作用下圆筒形件变间隙拉深过程中压边力对拉深制耳的影响,得到板料变间隙拉深过程中的压边力-制耳率曲线。仿真结果表明,压边力对变间隙拉深制耳有较大影响,压边力从5 k N增大至10 k N时,制耳率由3. 8%迅速降低为2. 4%,继续增大压边力至15 k N时,制耳率缓慢降低为2. 2%,说明随着压边力的增大,圆筒形件的制耳率先迅速降低再趋于平缓。结合变间隙拉深工艺试验,通过对比拉深工艺试验的制耳率,仿真结果与试验结果吻合较好。     

工艺参数对WC颗粒增强表层复合材料与钢基界面组织的影响

以45钢为基材,通过放电等离子烧结和铸造工艺成功制备了WC颗粒增强表层复合材料,研究不同浇铸工艺参数对表层WC/Fe复合材料与基材之间的界面结合及微观组织的影响。结果表明:随着浇铸量的增加,锭模的数值模拟温度可达1493 ℃,高温停留时间约734 s,为实现钢液与WC/Fe复合材料冶金结合提供有利条件,但是过高的浇铸量使WC/Fe复合材料的组织发生明显的变化,几乎观察不到WC增强相,组织出现大量鱼骨状碳化物Fe₃W₃C。当浇铸量控制在锭模体积的2/5时,可得到良好的WC/Fe复合材料与基材的宏观界面,界面反应产物Fe₃W₃C增加,但是增强颗粒仍保留了浇铸前的原始形貌。     

巨型模锻液压机驱动与同步过程联合控制的研究

高性能复杂整体模锻件要求模锻液压机必须具备多缸同步以及稳定运行的能力,但巨大运动惯量、复杂多变的负载以及锻件材质不均、形状不对称导致该装备运行时极易出现速度不稳定和活动横梁倾斜现象。针对这一问题,在考虑液压机液压非线性与复杂多变负载的基础上,建立了模锻液压机整体运动模型,并提出了驱动与同步过程联合控制的方法。通过对驱动过程采用多因子自调整模糊控制,对同步过程采用模糊解耦控制,使系统不仅实现了锻压速度的平稳控制,同时也保证了系统的同步性能。最后通过仿真和实验验证了该控制的有效性,为控制大惯量模锻液压机平稳运行提供了理论基础与保证。     

单颗磨粒磨削机理与数据融合驱动的磨削过程建模分析

实现磨削过程的精准预测对于实现我国节能减排的目标具有重要意义。针对现有磨削能耗研究无法准确表征出磨削能量流动情况和未考虑能耗动态变化数据等问题,提出一种基于单颗磨粒磨削机理与数据融合驱动的磨削过程建模分析方法。建立了考虑磨粒的尺寸、位置、角度、出刃高度的砂轮表面形貌模型,推导了磨粒与工件材料接触分析情况的数学表述模型,探讨了基于不同磨粒形状的磨削力与能耗模型的建立方法;在此基础上,建立了零件磨削机理与数据分析相融合的动态自学习能耗预测模型。实验结果表明融合模型的相对误差平均值为3.630 7%,不仅可以揭示磨削过程能量的生成和演变机制,更能够实现对磨削结果的精准预测。     

换热管内插螺旋阻垢性能及污垢微观特征

为研究管内插螺旋阻垢性能及阻垢机理,实验研究了不同流速下换热管内插三种螺旋对污垢热阻、总传热系数的影响,同时从微观角度,对污垢粒径、孔隙率进行量化表征得到污垢微观结构分布规律。结果表明：在实验条件范围内,随流速增大内插螺旋污垢热阻渐进值最大降幅为63%,传热系数稳定值较未结垢时均降低20%以上,且节距为20 mm的内插螺旋具有最好的除垢性能;污垢从近壁面区到表面区粒径、孔隙率逐渐升高,污垢层间具有明显晶型过渡特征;污垢层表面区与过渡区孔隙率随流速增大进一步增大,内插螺旋流场特征改变污垢内部结构是阻垢性能出现差异的根本原因。     

飞秒激光精修面齿轮的扫描烧蚀特征控制

基于飞秒激光精修面齿轮时的能量累积效应,建立了光子-电子-晶格系统间耦合作用的三温传热模型,提出一种确定飞秒激光烧蚀齿面扫描路径间扫描间距的方法。仿真得出,能量密度为6.47 J/cm2时,平衡温度3200 K超过材料的熔化温度,热累积效应明显。根据不同的扫描间距计算激光累积强度,以控制凹坑烧蚀深度和轮廓。实验结果显示,能量密度为6.47 J/cm2时,随着扫描间距的减小,激光累积强度增大,齿面的烧蚀深度线性增大;扫描间距为25 μm时的齿轮表面加工质量良好。     

搅拌筒斜圆锥对数螺旋叶片三维数学模型的建立

搅拌筒主要由拌筒和螺旋叶片构成。根据优化设计理论建立拌筒结构优化模型,对拌筒尺寸进行优化;同时根据搅拌机理和搅拌特点,建立斜圆锥对数螺旋叶片的三维数学模型,为后续进行搅拌筒参数化的组件开发打下基础。