3D打印连续芳纶纤维/聚乳酸波纹夹层结构复合材料的压缩性能研究

以连续芳纶纤维(Kevlar)为增强体,热塑性聚乳酸(PLA)为基体,采用熔融沉积成型(FDM)工艺,设计并制备了一体成型的Kevlar/PLA波纹夹层结构复合材料。研究了Kevlar/PLA波纹夹层结构复合材料在压缩载荷下的断裂模式,分析了结构参数、工艺参数对试样的压缩性能和结构密度的影响。结果表明,随着芯层波纹数量的增加,试样的压缩性能与结构密度均呈增大趋势;随着芯层波纹高度的增大,试样的压缩强度先增大后减小,结构密度不断减小;随着打印层高的增大,试样中的纤维体积含量不断减少,试样的压缩强度略有下降。     

轮轨高频动力作用模拟中接触模型的影响分析

轮轨高频动力分析模型目前多沿用了传统的赫兹接触模型,其在高速轮轨系统上的适用性尚未得到验证。针对赫兹接触工况,建立基于多体动力学的车轮-轨道耦合动力学和车辆动力学模型,其中轮轨法向接触由赫兹弹簧表征,作为对比也建立基于显式有限元的三维高速轮轨瞬态滚动接触有限元模型,采用可考虑三维接触几何的"面-面"接触算法精确求解轮轨接触。对比150～500km/h速度范围内典型钢轨短波波磨(波长20～140mm、波深0.01～0.20mm)激励下的高频轮轨力结果,发现三种模型预测的幅值存在显著差异,但未发生轮轨脱离时(波磨尚浅),三种模型预测的幅值均与波深线性正相关。具体而言,相较于瞬态滚动接触模型,车轮-轨道耦合动力学和车辆动力学模型预测的垂向轮轨力更大,其特征幅值的最大差值分别为静轮重的39.2%和88.4%,三种模型预测波长30mm波磨的临界波深(恰好发生轮轨脱离)相应地高于0.2mm、0.14mm和0.05mm。开展高速、高频轮轨动力分析时,传统的赫兹接触弹簧会带来不可忽略的计算误差。     

工艺参数对螺旋密封封液能力的影响分析

应用Pro/Engineer建立了螺旋密封流体域模型并且结合ANSYS有限元软件,对泵送流动、泄露流动进行了模拟分析,找到了不同工艺参数对螺旋密封封液能力影响的规律,对螺旋密封的实际应用提供理论依据。所建立的螺旋密封数值模型能够准确反应泵送流动与泄露流动时流场的分布情况;随着转轴的转速、密封介质的动力粘度以及螺旋长度的增大,封液的能力呈现出线性增长的变化趋势;随着螺旋密封结构齿顶间隙的减小,螺旋密封的有效防泄漏增强,封液能力明显加强。     

从动齿轮镶件锻模的应用研究

以220 MN电动螺旋压力机实际生产为基础,研究了从动齿轮锻模在工作时产生的问题,设计了不同结构、不同材质的镶件应用于锻模的不同部位,不仅有效地防止模具局部坍塌、裂纹,还在一定程度上降低了成形载荷,扩大了设备可锻范围,延长了锻模使用寿命。     

构造煤孔隙压缩性研究

利用分形理论和压汞实验中进汞量与进汞压力的双对数曲线,得出计算孔隙压缩系数的各种参数,最后求得构造煤的孔隙压缩系数βp随压力变化的数值;结果表明,构造煤的孔隙压缩系数随着煤样构造变形强度的增加而减小,即低的变形强度对应于高的压缩系数。     

不同参数对矿井提升机二级制动性能的影响

为提升提升机制动系统的制动性能,在分析提升机制动系统中液压系统及制动器组成及功能,详细分析了影响提升机制动性能的因素基础上,基于AMESim软件搭建提升机制动系统仿真模型,着重对蓄能器弹簧刚度、液压管路长度及内径对二级制动性能的影响情况进行分析,为改进提升机的制动性能奠定扎实的理论基础。     

基于多参数特征保留的载荷谱加速耐久性编辑

为了得到时间更短加载效果相同的加速耐久性试验载荷谱,提出了基于多参数特征保留的载荷谱编辑方法。该方法同时考虑载荷谱的损伤、功率谱密度以及统计参数等信息,对零部件载荷谱的时间进行压缩。以汽车悬架螺旋弹簧的载荷谱为例,采用该方法进行缩减,同时从多个参数特征方面与传统的基于损伤保留的编辑方法所得到的载荷谱进行对比。为了进一步验证编辑效果,采用编辑谱和原始谱对弹簧进行疲劳仿真。结果表明,该方法能够有效缩短汽车零部件的载荷谱,可得到与原始载荷谱具有相同加载效果的编辑载荷谱。     

基于UG螺旋铣刀零件的4轴数控加工

以机械零件高效率、高质量数控编程为目标,采用UG CAM模块铣削加工的加工类型,采用优化的数控加工工艺对零件进行数控加工编程,并采用自定义的后处理文件生成了相应数控系统的数控代码,实验结果表明该零件的加工质量达到了预期的加工要求。     

大螺距连续螺旋折流板换热器制造工艺研究

针对大螺距连续螺旋折流板螺旋升角大、成型困难的问题，分析了连续螺旋板成型的基本原理，提出了螺旋导向+热成型+周向力的成型方案，设计制造了连续螺旋折流板压制成型模具，压制过程中通过模具转动得到了一个完整周期的连续螺旋折流板；分析了大螺距连续螺旋折流板钻孔加工的难点，提出了采用数控加工中心铣削加工的方案。通过合理的刀具选择和装夹设计加工出了连续螺旋折流板，解决了大螺距螺旋面管孔加工问题，为大螺距连续螺旋折流板的成型及加工提供了借鉴。