基于Fluent的上游泵送机械密封性能正交试验研究

提出一种斜线槽上游泵送机械密封,运用正交试验法设计上游泵送机械密封试验方案,基于Fluent软件进行数值模拟试验,分析各个试验参数对密封端面开启力和泄漏量的影响。结果表明:在试验参数的取值范围内,对开启力有显著影响的因素是槽数、径向夹角、槽深、液膜厚度、转速和压差,具体表现为开启力随着径向夹角、槽深、液膜厚度、转速和进出口压差的增大呈上升趋势,随着槽数的增多呈下降趋势;对泄漏量有显著影响的因素是槽深、槽宽比、液膜厚度、转速和压差,具体表现为泄漏量槽宽比、液膜厚度、转速和进出口压差的增大呈上升趋势,随着槽数的增多而呈下降趋势。依据正交试验分析结果,提出初步优化的密封端面结构参数。     

基于宽容分层序列法的机载控制台拓扑优化设计

基于拓扑优化的宽容分层序列法理论,在Hyper Work软件平台对机载控制台下台体进行概念设计阶段的拓扑优化。以下台体刚度最大为优化目标,以单元密度为设计变量,体积分数为约束条件进行拓扑优化获得初步结果,然后增加设计宽容值重新建立拓扑优化设计空间,并以下台体第1阶频率为优化目标,以体积分数和频率响应位移作为约束条件进行第2次拓扑优化。经过多目标拓扑优化所得模型,材料密度分布均匀,拓扑结构清晰。局部调整拓扑优化布局结果并采用参数化建模技术获得控制台台架的概念设计模型,为后续机载控制台的结构灵敏度分析提供依据。     

基于Pro/E的干气密封参数化建模研究

为了提高干气密封的设计效率,丰富设计结果的信息量,以Pro/E软件为平台,研究了一种干气密封参数化模型的实现方法。对每个零件设置参数,并建立参数和模型尺寸之间的关系,利用尺寸驱动技术,通过程序对模型参数的输入进行控制,实现了干气密封模型的参数化设计。并以轴套为例,给出了具体的设计过程。通过使用参数化模型设计,可大幅提高设计效率、缩短设计周期,提高整个设计过程的自动化程度。     

ROBONOVA-1型机器人运动学分析

根据ROBONOVA-1型机器人的结构及步态的特点,将其简化为五连杆机构模型,建立了运动学方程.利用机器人逆运动学分析方法求出了各关节转角公式.采用加速度轨迹规划方法对机器人的步态进行了规划,并利用MATLAB软件对所规划的轨迹进行了仿真.仿真结果表明所建立的机器人逆运动学方程完全正确,为机器人的步态轨迹控制提供了依据和算法支持.     

机械密封动环变形对端面温度场的影响

在合理的假设条件下,考虑到液膜对动环的热量分配系数,基于液体润滑非接触机械密封稳态传热模型,利用ANSYS软件分别对动环变形前后温度场进行计算,得出动环端面温度分布规律,并分析主轴转速、变形角β、液膜厚度、密封环导热系数等参数对温度场的影响。分析结果表明:变形后温度要明显高于变形前温度;动环的高温区出现在内径处;主轴转速、材料的导热系数对动环端面温度有较大影响。     

外加压凹槽式机械密封热分析

用ANSYS软件建立外加压凹槽式静压型机械密封的有限元分析模型,求解并分析动、静环在稳定运行过程中的温度场。利用热实体单元,添加位移约束,并引入温度场的计算结果计算密封动、静环的热应力和热变形,分析其影响因素。结果表明,动、静环密封端面在靠近内径处均产生高温,静环凹槽根部温度梯度最大;静环在内径处变形量最大而动环变形量最大处则距内径为6.5 mm(即凹槽的内侧)。     

页岩气井旋转式井壁取心器爬行机构设计与优化

为了解决页岩气井旋转式井壁取心器不能靠自重下至取心位置的问题,分析了取心器的工作要求,确定了取心器在水平井中所受阻力,设计了一种由行星齿轮、锥齿轮组合传动的旋转式井壁取心器爬行机构。建立了爬行轮正压力与各参数的函数关系、支撑臂伸出速度与各参数的函数关系;以支撑臂伸出速度和支撑臂推靠力为多目标优化函数,利用正交试验分析方法,确定了爬行臂长度、支撑臂长度、爬行臂转角和偏心距等因素的影响程度,并优化了爬行臂和支撑臂的结构尺寸。分析得到:爬行臂转角对支撑臂伸出速度和推靠力的影响最大;当爬行臂转角、爬行臂长度、偏心距和支撑臂长度分别为45°、150 mm、8 mm和140 mm时,爬行臂伸出速度和推靠力最优;爬行臂和支撑臂长度优化后,可以降低支撑臂所需推靠力,提高支撑臂伸出速度。研究认为,设计的页岩气井旋转式井壁取心器爬行机构,为井壁取心器提供了一种新的驱动方式。      

页岩气旋转式井壁取心器转向机构设计与优化

转向机构作为页岩气旋转式井壁取心器的连接转向装置,其性能决定了取心器的过弯通过能力。鉴于此,设计了一种新型转向机构。该机构中心由一个胡克铰链连接,四周设置4组由移动副和弹簧连接的球面副;利用拆杆法建立了转向机构各零件的静力学平衡方程,确定了转向机构的工作空间,建立了取心器过弯能力与水平井曲率半径的函数关系;以通过能力最大为优化目标,对取心器进行了尺寸优化设计。分析结果表明:在相同条件的水平井径下,曲率半径与取心器能够通过的长度呈正相关关系;在相同曲率半径下,井径与取心器可通过的长度也呈正相关关系;当曲率半径为20 m、井径为150 mm时,优化后取心器的有效通过长度从3.102 m增加到10.358 m。采用新型转向机构可有效增强取心器的过弯能力,增加取心器的有效长度。     

双轴平动椭圆振动筛设计中的两个问题

介绍了一种双轴平动椭圆振动筛设计时力心的确定法,分析了激振器轴的变形及其对振动筛的运动参数、抛掷指数、筛箱强度及激振器滚动轴承寿命影响。设计实践表明：力心的确定方法简单易行、准确可靠;激振器轴刚度较小时,设计中应当考虑其变形对振动筛产生的影响,特别应考虑对激振器滚动轴承寿命的影响。     

光强极值法检测斯密特棱镜的偏振像差

线偏振光经过斯密特屋脊棱镜后形成2个不同路径的椭圆偏振光,两路径椭圆偏振光经过检偏器后,旋转检偏器在一些特殊的角度时会得到光强极大值和光强极小值,用光线追迹法获得出射光的琼斯矩阵,分析此琼斯矩阵时意外发现,两路径的椭圆偏振光的位相差是不相同的,因此可以用位相差来表征斯密特棱镜偏振像差特性.采用光强极值法来检测斯密特棱镜的偏振像差,就是通过光强极值计算相应的位相差,即获得了偏振像差.