锯齿错列肋片尾气换热器的热电性能优化

由于尾气传热性能差,尾气余热热电转换系统中常采用具有强化换热结构的尾气换热器,其中,锯齿错列肋片式是常见型式之一.但如何平衡传热性能和流动阻力实现对换热器内部结构和整体尺寸的优化,使得热电系统获得总的净输出功率最大,是值得研究的内容.但现有成果均是基于限定尺寸结构,对换热器局部尺度及热电性能进行分析,没有针对强化换热器的整体优化结构和最大净输出功率展开研究.建立基于汽车尾气余热回收的热电转换数值模型,结合场协同理论,分析锯齿错列肋片式尾气换热器内部肋片结构对热电功率的影响.此外,综合考虑传热性能与流动阻力的平衡,以热电转换最大净输出功率为优化目标,对热电模块结构进行优化,并获得热电系统的相应最优性能.研究结果表明,固定热电模块尺寸时,净输出功随肋片高度增加明显增加,但受肋宽影响较小;对热电模块尺寸进行优化时,肋高和肋宽的变化均对热电模块的最优尺寸产生较大影响,单位面积最大净输出功随肋宽增加而明显降低,但受肋高的影响较小.     

基于梯形锯齿切屑的切削法构建GH2136合金本构模型

基于梯形锯齿切屑的切削模型,使用准静态压缩实验和正交切削实验相结合的方法,构建了能够描述铁基高温合金GH2136切削加工过程的Johnson-Cook材料本构模型。该模型的应变及应变率范围远高于常规分离式霍普金森压杆实验(Split Hopkinson Pressure Bar,SPHB)方法所能达到的范围,大大地提高了模型在切削加工仿真中的准确度。在专业的切削仿真软件Advant Edge(AE) FEM中应用新建立的Johnson-Cook材料本构模型进行正交切削仿真,将仿真结果同实验法得到的结果进行对比,验证了模型的准确性。     

锯齿轧花中含棉籽棉朵模型的构建与仿真

为方便分析锯齿轧花过程中籽棉的受力状况以期提高皮棉质量,在已有的层合板棉朵模型和三维编织棉朵模型基础上,提出了一种含棉籽的棉朵模型。该模型基于实际棉朵中棉籽以及棉纤维束排列呈立体网状结构的规律,假设纤维束具有圆形截面,截面形状沿轴向保持不变,在该模型的基础上利用ANSYS Workbench对轧花过程进行了模拟,研究了不同锯齿滚筒转速和棉籽密度对轧花过程的影响。结果表明:锯齿滚筒转速越大,棉纤维受影响越剧烈,但转速过大也会损伤棉纤维,棉籽密度在580 kg/m³时锯齿轧花效果最明显;实验值与模拟值误差相对较小,说明了模型的合理性。     

FCC/L12共格高熵合金Al0.1CoCrFeNiTi0.1热压缩PLC变形行为

采用真空感应熔炼(VIM)方法,结合特定的热处理工艺,制备具有FCC/L1₂两相共格的Al_0.1CoCrFeNiTi_0.1高熵合金,在宽温度(298K-973K)内进行系统的准静态单轴恒温压缩试验。使用SEM和XRD测试方法对高熵合金微观结构形貌进行观察;根据热力学和晶体学理论计算FCC固溶体相和L1₂相纳米沉淀相的晶格参数和热力学参数,并解释其形成原因;通过Image j图像处理软件自动统计L1₂相在晶内和晶界处的尺寸、间距以及体积分数。结果表明：L1₂相与FCC相晶格常数和晶面间距的比值分别约为1.008和0.605;该高熵合金的平均原子半径 ;平均混合熵 ;平均混合焓 ;价电子浓度 ;由EDS能谱分析得到L1₂沉淀相粒子化学式为 ;在热压缩变形过程中,在同一温度下的初始应变阶段,随着应变的增大,PLC锯齿屈服强化现象的A型锯齿波逐渐消失;而当温度大于873K,应变大于0.213时,则有B型锯齿波出现。这主要与合金各阶段的变形机制有关。     

工业厂房屋盖网架合理形式探讨

目前工业厂房应用的屋盖网架大部分为正交正放四角锥或正交正放桁架式网架。但工业厂房在平面柱网布置、网架悬挂与网架形式上均需考虑生产工艺的特殊要求，并要考虑公用管线的设置与通行。针对以上情况我们近年在几个较大面积的厂房中应用了一些新的网架形式，如柚杆正交正放桁架式网架与小锯齿天窗网架等，进行了一些探索，并取得了一定的效果。     

河谷场地地震波传播解析模型及放大效应

从形态上看,自然界存在平坦、凸起和凹陷3种常见的地形及场地条件,而河谷场地是一种常见的凹陷地形,且在河谷场地修建了大量工程(如土石坝、桥梁等)。实际震害调查表明地形及场地条件对地震灾害影响很大。针对河谷场地地震波传播解析模型及放大效应,全面总结了笔者及其课题组长期以来的研究成果。主要包括以下4个方面:(1)提出了近源地形与场地效应的概念,用线源柱面SH波模拟入射地震波,平面波是其远场入射的特例,构造了线源柱面SH波自由场,定义了近源激励下的放大因子,实现了入射波波前弯曲及其地形放大效应,为其它地形和场地引起的近源放大效应研究开启了新的可能。(2)构建了非对称V形河谷地震波传播解析模型,包括亥姆霍兹运动方程、河谷表面自由边界条件及虚拟辅助边界应力与位移连续条件,提出了区域分解与区域匹配分两步走的策略,首先将整个区域分解成3个符合极坐标系的子区域,在子区域中对运动方程进行求解获得相应的波场(含有未知系数),然后将各个子区域的波场在边界进行匹配,利用边界条件求解未知系数,从而获得整个区域的波场解答以及柱面SH波的二维散射规律,揭示了非对称V形河谷的差异放大效应,这将对建在非对称V形河谷上的长大跨度工程有着不可忽视的影响。(3)U形河谷在地球表面是普遍存在的,由于缺少实际地震记录和理论研究,U形河谷的地形放大效应仍然未知。构建了U形河谷解析模型,本质上也就是亥姆霍兹方程的边值问题,并得到了这个问题的波函数级数解,发现了U形河谷谷底对地震波的异常放大现象,改变了学术界以往认为凹陷地形底部地震动一定会衰减的不全面认识,并被用来解释中世纪暖期美国亚利桑那州的大量山体落石与滑坡现象。(4)河谷常有沉积物(覆盖层),覆盖层将进一步加剧地震放大效应。构建了线源柱面SH波半圆形沉积谷解析模型,并给出了其解析级数解,发现覆盖层对地震波有明显的放大效应,且覆盖层阻尼比较小时剧烈放大,这将加剧工程结构的破坏。最后,考虑河谷场地地震放大效应进行河谷两侧边坡地震稳定性分析,及土石坝地震反应分析与坝坡地震稳定性分析,认为河谷场地地震放大效应对边坡工程与土石坝工程抗震分析有着重要的影响。     

电火花修锐对金属结合剂CBN砂轮表面形貌的影响

采用电火花修锐方法对青铜结合剂锯齿形CBN砂轮在平面磨床上进行修锐实验,对修锐前后的砂轮表面形貌进行观测,修锐后砂轮的有效磨粒数、磨粒凸出高度明显增加,修锐时间以4~6h为宜;采用修锐后的砂轮对材料2T8/SK5进行了锯齿磨削加工实验,经测量,锯齿角度轮廓精度有较大提高。电火花修锐方法适合于金属基CBN砂轮的修锐。     

基于锥形电极的三维型腔精确加工方法研究

提出并分析了在利用圆锥形电极定长补偿方法分层加工三维型腔实验时,其第一层第二道加工切除残余突起后形成的实际加工深度与理论分层厚度的差异,该差异存在于加工时采用的关键加工参数补偿长度的误差。进而探究并提出了精确计算第二道加工时补偿长度的方法,并通过实验验证了该补偿长度的准确性,从而使第一层两道加工后形成的加工深度达到理论值。最后,利用该方法进行两层的三维型腔加工实验,由此证明型腔加工效果良好,满足型腔尺寸及形状精度的要求。     

锯齿型外掩体设计和衍射光强检测

针对太阳极轨望远镜计划对大视场日冕仪杂散光抑制的要求,设计了一个衍射抑制程度更高的锯齿型外掩体用于该日冕仪。应用半无限矩形法模拟了锯齿型外掩体衍射光强分布,得到了最低衍射强度的锯齿形状。通过实验检测了此最优锯齿形状外掩体的衍射光抑制水平,并与圆形外掩体衍射光强进行了对比,证实了锯齿型外掩体相对于圆形外掩体在抑制衍射光上的优势。实验观测结果显示,优化设计后的锯齿型外掩体的衍射光强抑制水平可以达到10-7量级,高于目前国际上实验观测到的外掩体衍射光强抑制水平10-6量级,可以满足大视场日冕仪的对杂散光抑制的要求。