AZ31B镁合金低温切削的建模与仿真

表面完整性对机械部件的性能和寿命有很大的影响,而它本身则受加工技术的影响。为了减少实验成本和时间,数值模拟仿真的运用尤其是有限元法的应用和研究不断增强。在该项目中,在ABAQUS有限元软件环境下开发二维正交切削模型,利用材料的Johnson-Cook本构模型和破坏模型,使用专门设计的实验装置确定摩擦和热对流系数。此模型的应用不仅可以预测通过低温加工的AZ31B镁合金的热-力学场,还能够预测已加工表面的残余应力分布。该模型被用来研究加工的切削条件(包括刀具几何参数和冷却条件)对工件加工表面残余应力分布的影响。     

分层流速控制水槽的模拟及智能化控制

设计了一种多路循环分层流速控制水槽,并建立了用于模拟分层控制的数学模型及实验平台. 通过建立的实验平台,采用实验和模拟结合的方法研究喷口流速组合对水槽中水体流速分布形态的影响. 针对同一种水流形态,通过改变其速度大小来观察水流形态的变化以及速度大小的分布和有效区域的范围变化. 通过改变进水口初始速度,得到不同的水流形态. 研究中模拟了常见的几种水流形态(直线型、上快下慢型和抛物线型),利用模拟所得各形态特征的数据,结合神经网络实现对实验平台智能化控制,从而实现对水槽的智能化控制.     

微小型涡喷发动机向心涡轮的流动仿真

为了详细研究微型向心涡轮的内部流动特性，对一台自研微型涡轮发动机的涡轮进行了气动设计和全三维粘性数值模拟仿真，验证了叶片型线设计方案的可行性，得到模拟计算结果（落压比为1.91，总压绝热效率0.73，出口气流马赫数为1.2，流量13.8g/s）。研究了微型涡轮设计工况下内部的气流状态，对微尺寸下涡轮内部的流动特性及各种流动损失产生的特点及原因进行分析总结。结果表明：导向叶流道内的流动损失主要为由气体粘性引起的叶型损失；动叶流道中流动损失主要为气体在动叶前缘产生冲击形成的滞止损失与边界层损失，动叶出口叶片尾缘处形成的尾迹涡流损失。     

基于多物理耦合场的固液两相磨粒流伺服阀阀芯喷嘴抛光研究

伺服阀阀芯喷嘴是伺服控制系统中的重要零部件，尤其是喷嘴小孔的表面质量会直接影响到整个伺服控制系统的进程，因此阀芯喷嘴要求很高的尺寸精度、形位精度以及表面粗糙度。为探讨磨粒流抛光伺服阀阀芯喷嘴的抛光效果，对磨粒流抛光阀芯喷嘴的加工过程进行数值模拟研究，分析了不同入口速度条件下阀芯喷嘴内磨粒流的动态压力、速度以及湍流动能的分布状况，研究分析了磨粒流抛光阀芯喷嘴的有效性，并对阀芯喷嘴的磨粒流抛光效果进行了预测。     

西安办公建筑相变蓄热通风技术的季节适宜性研究

以西安地区一栋典型办公建筑为例,运用EnergyPlus数值模拟软件研究了相变蓄热通风技术在过渡季节和炎热季节的应用情况。采用日累计降温幅度ΔT和降温潜力百分比J两个指标对其降温效果进行评价,分析了相变材料充分发挥相变潜能时室外干球温度的日气温特征,并基于ASHRAE 55热舒适模型评价了该技术对室内热环境的改善情况。结果表明:当室外干球温度最大值高于相变区间上限值3℃时,最低温度低于相变区间下限值3℃,且日平均温度处于相变区间范围内时,相变蓄热通风技术能够充分发挥相变蓄能作用;该技术在过渡季节的应用效果优于炎热季节,与夜间自然通风技术相比,该技术可使整个过渡季节室内空气温度降温幅度提高14%,室内操作温度满足ASHRAE 55标准的80%,可接受温度范围的小时数提高8%,而整个炎热季节室内空气温度降幅只提高5.6%,室内操作温度满足ASHRAE 55标准的80%,可接受温度范围的小时数仅提高1%。     

Plasma Behavior in a High‐Temperature Noble Gas Plasma Disk‐Shaped MHD Power Generator

R‐θ two‐dimensional numerical simulations have been carried out to clarify the plasma behavior in a high‐temperature noble gas plasma disk‐shaped magnetohydrodynamic (MHD) generator. At low inlet total temperature and high load resistance, the plasma has spiral structure which is similar to the nonuniform structure under the weak noble gas ionization condition in a seed‐plasma MHD generator. As seen in a linear‐shaped Faraday‐type MHD generator, the plasma becomes stable with increase in the inlet total temperature because the coulomb collision of electrons becomes dominant. Even at low inlet total temperature, the ionization instability can be suppressed for low load resistance, because the relatively low electron temperature due to less Joule heating makes the ionization relaxation time longer than plasma residential time.     

基于AFDEX的45°斜三通挤压成形工艺数值模拟及试验研究

基于AFDEX有限元软件,建立了某规格45°斜三通挤压成形热力耦合有限元模型,揭示了成形过程中等效应变、载荷-时间曲线和模具应力的分布规律,得到了挤压该规格45°斜三通件挤压设备吨位.研究结果显示,高应变值主要集中在坯料金属流经垂直冲头的区域;由载荷-时间曲线可知,镦粗开始后,镦粗杆的载荷先缓慢上升,之后快速增大,直到镦粗结束,成形载荷为42410 kN;反挤压开始后,随着加载过程的进行,反挤压杆的载荷迅速增大至约23000 kN,之后一段时间内相对趋于稳定,最终,成形载荷为34920 kN.结合工艺试验,镦粗和穿孔的成形载荷分别为41520和34500 kN,与模拟结果非常接近,验证了工艺方案的合理性,模具结构满足要求.     

基于正交试验的冲压成形工艺参数多目标优化

以某车型的前隔板为研究对象,通过三维建模软件设计工艺补充面和压料面,借助有限软件对其成形工序进行模拟分析.将数值模拟和正交试验设计相结合,采用多目标优化方法优化前隔板零件成形工序的压边力和各段拉延筋阻力系数,得到优化的参数组合为压边力F=500 kN,拉延筋阻力系数K1=0.4,K2=0.4,K3=0.3,K4 =0.6.极差分析表明,对最大减薄率影响最大的因素为拉延筋阻力系数K2,对最大增厚率影响最大的因素为拉延筋阻力系数K3.实验结果表明,采用优化后的参数得到实际成形零件无拉裂缺陷且零件厚度满足要求.     

某汽轮机大型管板带极堆焊数值模拟及工艺优化

管板堆焊技术是低压加热器制造的关键技术，文章利用FORTRAN语言编制了一个新热源，基于SYSWELD软件模拟管板带极堆焊的温度场和应力应变场，计算出反变形量，并将其运用到产品上。     

基于 CCHE 的塔什米里克引水枢纽二维水流数值模拟

基于CCHE软件，采用混合掺长紊流模型，建立了新疆典型河流塔什米里克引水枢纽的二维水流数学模型。针对引水枢纽复杂地形边界的网格独特处理方式，使模拟条件更加贴合实际。模型基于试验，选取了引水枢纽典型流量工况下水流运动进行计算，结果显示了引水枢纽附近的水流流态、流速、流线分布，以及典型断面水面线特征，皆与模型试验吻合良好。表明该数学模型中的零方程紊流模型（混合掺长模型）能够有效地计算低水头引水枢纽水流特性问题，且具有一定的稳定性。