新型微坑车刀切削AISI4140残余应力影响因素分析研究

为了探究切削用量对新型微坑车刀切削工件表面残余应力的影响规律,应用AdvantEdge切削仿真软件,结合单因素和正交实验,通过微坑车刀和原车刀切削AISI_4140仿真及实验验证。结果表明,原车刀和微坑车刀残余拉应力随切削速度增大,先增大后减小,随进给量的增大而减小,总体上,微坑车刀切削工件残余拉应力更小。残余压应力随切削速度增大,微坑车刀切削工件先增大后减小,随进给量增大先增大后减小。原车刀几乎不变。切削用量对微坑车刀切削工件残余应力影响,进给量最大,切削速度次之,切削深度最小。通过实验验证,相同切削条件下,微坑车刀降低了加工工件表面残余拉应力,提高了加工工件表面质量,一定程度提高了工件的服役寿命。     

用于阀芯类零件去毛刺的磁极板优化设计与实验研究

目的 为解决阀芯类零件节流边毛刺去除不均匀和效率低下的问题，对磁极板尺寸和曲率进行规律性研究和实验验证。方法 首先，用Maxwell仿真软件对磁极板的各个参数进行规律性仿真，得出合适的磁极板尺寸;其次，为提高加工区域的磁感应强度值，设计了曲面磁极板，并对其相关参数进行仿真;最后对优化后的装置进行磁感应强度测试，并使用液体磁性磨具对45钢和阀芯棱边毛刺进行去除实验。结果 根据仿真结果发现，磁极板长度比工件大20 mm时，工件轴向磁场分布最均匀，磁极板厚度对磁场影响较小，磁极板宽度应根据加工间隙进行选择。曲面磁极板可以加强加工区域的磁感应强度值，曲率半径越小，加工区域获得的磁感应强度值越大，其中半圆形磁极板效果最佳。对装置的磁感应强度测试也表明，将工件置于磁场中后，其表面磁感应强度值最高达600 mT左右，满足加工需求。最后通过加工实验发现，在转速为500 r/min的条件下，阀芯节流边的毛刺去除效果理想，且轴向加工均匀。结论 该装置可以对阀芯这类导磁性回转类零件产生良好的加工效果。     

运行参数对煤层气空化喷嘴性能的影响

针对传统提高煤层气采收率方法对煤层损伤较大等问题,根据水力空化射流产生空化波来改造储层、促进煤层瓦斯解吸,提高采收率的增产思路,采用混合多相流数值模拟方法,研究了煤层气增产的水力空化工具两个主要工艺参数(入口流速、出口围压)对其空化性能的影响,并通过进行室内实验的方式对模拟结果进行验证。结果表明:在入口流速达到40m/s之后增速趋于平缓,可视为最佳入口流速;同时随着围压的增大,空化能力降低,但可通过适当提高入口流速减弱围压提高带来的抑制效果。     

深部巷道裂隙围岩危险体判定及应力监测预警

工程岩体是由节理、裂隙等结构组成的不连续介质体,深部巷道处于高地压、强扰动的复杂工程环境中,裂隙岩体的稳定性是深部工程安全稳定性研究的重要课题。本文以矿井深部巷道为研究对象,构建离散裂隙网络模型,获得等效岩体参数,并以此建立裂隙岩体工程模型;分析工程巷道裂隙围岩的应力、变形和破坏特征。模拟试验结果表明:斜联巷、釆联巷、水仓与主运输巷交叉等位置是应力集中区,易产生张拉、剪切破坏;根据数值模拟获得的应力集中危险区域分布特点,布设围岩应力监测网络,成功预警位于斜联巷和水仓连接巷的顶板塌落事故,为矿山设备、人员安全提供了可靠的保障。     

遗传算法和模矢法结合的概率积分法参数反演方法

遗传算法在反演概率积分法预计参数时从参数取值范围内的串集开始搜索,并使用弹性策略来维持群体的多样性,使得算法可以跨过局部收敛的障碍,向全局最优解方向进化;但这种概率化的寻优算法存在局部探索能力差、结果不稳定的缺陷,只能获得问题的近似最优解。模矢法是一种降梯度算法,算法局部探索能力强、收敛快;但这种算法对初值选取敏感,初值选择不当易陷入局部极值。本文提出并实现了一种模矢法与遗传算法结合的组合算法:先使用遗传算法求得参数的全局近似最优解,然后将近似最优解作为探索初值,使用模矢法获得参数的稳定、精确最优解。研究结果表明:组合算法反演概率积分法预计参数的精确度高、收敛快、稳定性好,综合性能较遗传算法和模矢法有明显优势。     

光学材料的磨削损伤控制试验研究

基于K9玻璃不同的磨削工艺参数确定其磨削损伤层深度随工艺参数变化的规律，并通过工件磨削损伤层深度的动态检测研究其裂纹扩展规律。结果表明:工件磨削过程中的裂纹损伤是动态扩展过程。固定工艺参数下，裂纹稳态扩展，损伤层深度不变；采用损伤更小的工艺参数磨削，裂纹的扩展速度小于材料的去除速度，其损伤层深度逐渐减小，损伤的去除速度逐渐减慢直至二者间达到稳态平衡。同时，为了去除前道工序的损伤层，后道工序的材料去除量需达到前道工序损伤层深度的2～3倍。      

采场结构参数与放矿方式的相似物理试验优化研究

基于单漏斗放矿试验,对放出椭球体形态发展趋势进行了分析,确定最终放出椭球体轴偏角、偏心率等核心指标。基于立体放矿模型,对比无贫化与低贫化两种放矿方式下回贫差指标,对放矿方式进行了优选。在物理试验结果基础上,采用相似物理试验法、经验类比法、理论分析法相结合的方法,对大间距椭球体排列形式下的采场结构参数进行优化,确定20m分段高度下的进路间距、崩矿步距、放矿步距、放矿方式等关键参数与工艺。采场结构参数优化的过程与结果,可以为同类工艺矿山参数设计提供技术参考。     

二阶二段掏槽技术在岩巷掘进中的应用研究

为了解决阳煤一矿岩巷掘进中出现的炮孔利用率低、大块率高、抛渣距离远的问题，在岩巷掘进爆破施工中应用二阶二段掏槽技术。在分析了二阶二段掏槽破岩机理的基础上，依据炸药爆炸在岩石中形成粉碎区和裂隙区半径的计算式确定了一阶及二阶掏槽孔口距、孔底距等二阶二段掏槽技术关键参数，并在现场进行应用。现场试验结果表明：与原方案相比，采用二阶二段掏槽技术后，炮孔利用率由81%提高到90%，大块率降低了72%，抛渣距离减小了29%，月进尺由60m提高到90m，提高50%。应用效果表明二阶二段掏槽技术具有良好的适应性，并具有较高的技术经济效果，可为同类型巷道快速掘进提供借鉴。     

Effects of welding parameters and welding sequence on residual stress and distortion in Al6061-T6 aluminum alloy for T-shaped welded joint

The distribution of temperature and then the distribution of residual stress and distortion in the stiffened aluminum alloy Al6061-T6 plates under the metal inert gas (MIG) welding process were investigated by three dimensional thermo-mechanical coupled finite element model using Ansys software. The properties of materials were considered temperature-dependent and the filler metal was added to the workpiece by the element birth and death technique. In three modes of current, two different speeds and two various sequences, the distribution of residual stress and distortion were calculated and analyzed. The results showed that increase in welding speed decreased the vertical deflection in the plate, transverse shrinkage and angular distortion of plate and the lateral deflection of stiffener, but increased the maximum longitudinal tensile stress in the plate and stiffener. Furthermore, increase in current increased the residual stress and deformation in the plate and stiffener, and the change in the welding sequence changed the distribution of the distortion in the plate and the stiffener without significant change in the distribution of the longitudinal residual stress.     

Parameters extraction of PEMFC's model using manta rays foraging optimizer

In this article, a recently developed bio-inspired based manta rays foraging optimizer (MRFO) is attempted for reliable and accurate extraction of the model uncertain parameters of proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs). The parameter estimation is formulated as a non-linear optimization problem subject to set of restrictions. The great development and tremendous revolution of computation heuristic-based algorithms are the impetus of the authors to apply the MRFO to solve this constrained optimization problem resulting in a precise PEMFC model. Three case studies of typical field PEMFC stacks namely Ballard type Mark V, NedStack type PS6, and Horizon type H-12. Various I to V datasets are demonstrated to appraise the performance of MRFO among other recent optimizers available in the literature. To be objective and for sake of quantifications, the best scores of minimum fitness values are 0.8533, 2.1360, and 0.0966 for the later said PEMFC stacks, correspondingly. At a later stage, production of various characteristics under varying operating conditions such as changeable cell temperature and regulating pressures are established using the generated best values of PEMFCs model. Further calculations of statistical indices are performed to validate the robustness of obtained results by the MRFO. Through comprehensive performance assessments, it can be confirmed that MRFO is very promising tool for the effective extraction of PEMFCs' model and suggested to be applied for solving other engineering problems.