螺旋槽机械密封液膜流场的动力特性分析

以外侧开槽的螺旋槽机械密封动静环端面间的流体膜为研究对象,建立其三维的有限元周期模型,运用流体力学(CFD)软件Fluent对流场的动力特性进行数值模拟,得到液膜的压力以及开启力的分布规律,并与解析计算得出的结果进行比较,结果表明:模拟值和解析值比较吻合,从而得到合理的液膜数值模拟方法;然后以此模型为基础,数值模拟了工况参数(转速、压差、黏度)和螺旋槽参数(螺旋角、槽深)对液膜流场的泄漏量、摩擦扭矩以及动压特性和开启力的影响规律,研究结果为螺旋槽机械密封的设计提供了有益的参考。     

金属/CFRP异种材料连接技术的研究进展及界面结合机理分析

碳纤维复合材料(CFRP)具有质轻高强、高模量和低膨胀优势,在“陆海空天”等领域应用潜力和需求极大.其中热塑性碳纤维复合材料(CFRTP)近年来快速发展,CFRP和CFRTP与金属结构件的连接技术受到国内外学者和工业界的广泛关注.文中综述了金属材料与CFRP连接的主要技术及界面的结合机理;对比分析了不同连接工艺的成形原理,总结了金属与CFRP连接界面的不同作用效果;结合发展现状及未来工程应用需求,对金属/CFRP高质量连接技术瓶颈的突破方向进行了展望.     

胀圈高速旋转密封端面温度的动态测试

为了满足胀圈密封试验研究的需要,专门设计并搭建了胀圈旋转密封试验装置.采用热电偶测量端面温度,采用高速集流环实现测试信号的实时传送,可实现胀圈密封端面温度的连续动态测量.对密封压力和摩擦线速度变化工况下胀圈密封的端面温度进行了测试,实验结果证明了测试方法和试验装置的有效性,为胀圈旋转密封的深入研究提供了先进的试验手段.     

涨圈旋转密封环自由切口间隙的理论计算

为解决传动装置出现的由于涨圈密封失效而造成的故障问题,根据涨圈旋转密封的实际结构和工作形式建立了涨圈运动状态控制模型。对涨圈密封环进行力学分析,同时考虑了涨圈密封环工作状态下工作介质压力对涨圈密封环的作用应力,导出自由切口间隙的计算公式,并分析了相关因素对切口间隙取值范围的影响。研究表明:涨圈密封环的切口间隙主要取决于摩擦幅摩擦因数、涨圈外径、径差、轴向厚度和工作油压。     

考虑涡动工况的螺旋槽液膜密封性能分析

为进一步探索液膜密封性能影响机制,以上游泵送螺旋槽液膜密封为研究对象,基于满足质量守恒的Schnerr-Sauer空化模型,建立密封环涡动模型并基于圆形涡动轨迹,探讨了不同操作工况如压差、转速和膜厚时,涡动方向对密封性能和液膜空化影响。结果表明：正向涡动在变压差和变转速时均可提升液膜承载能力但加剧了泄漏量,反向涡动虽减小泄漏量但较大幅度降低液膜承载能力,不利于密封稳定性;变膜厚时,反向涡动显著降低液膜承载能力,而较大膜厚时正向涡动提升液膜承载能力相对较小;正向涡动有效促生液膜空化,而反向涡动在变压差时有助于抑制液膜空化但低速时对其无影响,并且受膜厚影响较小     

数控转台抱闸机构设计分析

分析数控转台液压抱闸机构的工作原理,基于经验公式完成了衬套式抱闸机构和环槽式抱闸机构的结构设计.利用ABAQUS有限元分析软件,对两种抱闸机构的锁紧过程进行模拟,预测其内部应力的分布状况,并分析了两种抱闸机构的优缺点.     

Research on the fiber lay-up orientation detection of unidirectional CFRP laminates composite using thermal-wave radar imaging

A depth dynamic-resolution thermal-wave radar imaging (TWRI) was used to detect fiber lay-up orientations in the unidirectional CFRP laminate composite. A phase characteristic of thermal wave radar (TWR) signal was proposed and calculated by discrete fractional Fourier transform (DFrFT). The DFrFT phase distribution contour line was approximated as an ellipse and fitted by a non-standard elliptic equation. The ellipse ration angle dependent on the DFrFT phase (defined as Ellipse Angle Curve, EAC) was found to be sensitive to the fiber lay-up orientations of CFRP composite. An inverse methodology was developed to quantitatively characterize the fiber lay-up orientation angle through reconstructing DFrFT phase distribution. A cost function that minimized the square of DFrFT phase difference between TWRI inspection and numerical calculations was constructed, and a hybrid algorithm that combined the simulation annealing (SA) with Nelder–Mead simplex research (NM) method was employed to solve the cost function and find the global optimal solution of the fiber layer-up orientation angle. Experimental investigation of a 7-layer CFRP laminates [0°/45°/90°/0°]_s validated the feasibility of estimating carbon fiber layer-up orientations by TWRI.     

影响磁悬浮电主轴单元回转精度因素的分析

介绍了磁悬浮电主轴单元的工作原理,对影响其回转精度的因素进行了分析。以拟用于额定功率为2.2 k W且转速可达24 000 r/min的雕铣机中的主轴为例,分析了控制器反应时间不超过10 ms和主轴端部切削力不超过100 N时的主轴悬浮间隙精度、载荷变动量以及控制系统反馈精度对主轴回转精度的影响。结果表明:当前、后径向磁轴承处主轴圆度误差分别不超过0Δ10.002 mm和-0.006mmΔ20.006 mm、主轴端部载荷变动量不超过1 N,主轴回转精度满足加工要求,对提高磁悬浮电主轴单元的工作性能具有重要意义。     

一种三自由度弱耦合并联机构运动学分析

提出一种PRR+2-PRRU型两平移一转动并联机构,并研究其运动学特性.根据方位特征集理论分析并联机构的POC集、自由度和耦合度等机构拓扑特性;该机构耦合度为1,其构型为弱耦合设计.运用解析法进行位置分析,并通过MATLAB验证位置求解的正确性.在位置分析的基础上,分析了机构工作空间,并求解机构运动Jacobian矩阵...     

鸽形扑翼机构设计及翅翼周围流场分析北大核心

为研究扑翼飞行器运动机构扑动原理和翅翼周围流场变化规律,设计鸽形扑翼飞行器扑翼机构并分析翅翼周围流场。运用四杆机构图解法计算出符合扑翼运动要求的曲柄摇杆机构参数,并对相关参数进行优化。基于计算流体力学对扑翼飞行的流场进行数值模拟计算;利用Fluent软件分析得到翅翼周围流场速度云图、湍动能云图以及升力、推力特性曲线。结果表明:鸽形扑翼飞行会引起翅翼流场流动速度发生变化,进而导致空气流动状态由层流变为湍流,湍流动能为扑翼飞行提供气动力。