基于摆动筛面设计的进料速率对分层和透筛的影响研究

为研究摆动筛面对颗粒筛分的影响,基于振动理论,建立了一种摆动筛面的运动方程.应用离散单元法(Dis-crete Element Method,DEM)模拟摆动的筛分过程,获得了进料速率对颗粒筛分效率的影响.通过统计分层和透筛区域中细粒比的变化情况,利用最小二乘法,得到了不同进料速率下分层和透筛细粒比随时间变化的函数表达...     

可调式自同步概率筛的设计与研究

通过研究透筛概率理论,建立动力学模型和筛粒在筛面上的运动模型,得出:概率筛振幅的大小取决于偏心块的质量,振动方向角和筛体的计算质量以及抛掷指数应在3的附近选取.最后提出一种新型的裹胶变筛孔筛面,可以有效的缓解筛网的磨损、减轻筛网的堵塞.     

凸柱筛面并联振动筛的谷物筛分试验与分析

为提高振动筛的谷物筛分效率,采用自行研制的基于凸柱筛面的单轴三维输出运动并联振动筛进行谷物筛分。分别进行基于平面筛面和凸柱筛面的直线振动筛和并联振动筛的筛分实验,结果表明凸柱筛面的并联振动筛有利于提高谷物的筛分效率和透筛率;同时通过谷物筛分的透筛率正交设计方差分析,验证了并联机构和凸柱筛面对谷物透筛率影响的显著性。另外,不同凸柱率对谷物筛分效率影响的试验分析表明,凸柱率不易过大。     

基于离散单元法的铝粉冲击加载过程三维数值模拟

基于离散单元法原理,应用三维离散元软件PFC3D对金属粉末的冲击加载过程进行了模拟,利用分离式霍普金森压杆实验验证了模拟结果。对压制过程中颗粒的运动情况进行了初步研究分析,发现颗粒的速度分布形状为不规则弧形,并存在分布梯度。刚受到冲击时,颗粒以横向移动为主进行重排,随着颗粒速度的增加,颗粒的运动方向逐渐向下偏移,以此规律,逐步传递。上部颗粒的垂直下移与下部颗粒的横向重排是颗粒间产生剪切的主要原因。     

挖泥船绞刀挖岩的离散单元法数值模拟

对挖泥船绞刀挖岩的三维离散单元法数值仿真过程进行了研究,使用离散元软件EDEM通过虚拟休止角试验标定了颗粒及边界的摩擦系数,通过虚拟单轴压缩试验和虚拟巴西圆盘劈裂试验标定了接触模型微观参数,并完成了绞刀挖岩的离散元动态切削仿真。结果显示切削形貌与实际基本相符,扭矩平均值与实验值以及有限元仿真值基本相符,进而验证参数标定的可靠性,对预测绞刀受力具有参考意义;同时不同于有限元仿真,材料破碎后碎屑颗粒依然保持运动,为进一步研究碎屑的导送提供可能。     

全熔透钨极惰性气体保护电弧焊熔池流动与传热动态过程的数值分析

针对原有钨极惰性气体保护电弧焊熔池形态模型存在的问题,采用液体分数法处理了固液相变潜热,利用完备的熔池表面变形方程组描述了熔透熔池上、下表面变形方程的耦合作用,进一步提高了熔池形状尺寸与熔池表面变形的数值计算精度。在此基础上,对全熔透GTAW焊接熔池中的流体流动与传热过程和熔池形状的动态变化过程进行了数值模拟,展示了熔池形态的瞬时演变特性。     

基于旋流携砂机理的高效自清洁抽油泵设计

针对抽油泵固定阀处杂物沉积的问题,设计一种基于旋流携砂机理的高效自清洁抽油泵。在加长短节内加装螺旋总成,以增加油液举升过程中的切向速度,来解决杂质颗粒在固定阀处沉积的问题。通过胜利油田某采油厂现场五口井试验证明,该旋流自清洁技术可实现自清洁功能以达到排砂效果。利用流体力学方法对螺旋总成内固液两相流进行分析,进一步建立两相流运动模型,并对自清洁抽油泵排出杂物效果进行仿真分析,进而优化螺旋总成的导程参数,为后期降低旋流自清洁技术应用成本积累经验。     

基于生死单元法的双辊铸轧过程热-力耦合数值模拟

以二辊160mm×150mm立式铝带实验铸轧机为对象,基于MSC.Marc商用有限元软件及其二次开发接口,引入纯铝固-液两相材料本构模型和界面压力热阻数学模型,建立了双辊铸轧过程热-力耦合非线性有限元模型。采用生死单元法模拟铝液的连续浇入,解决了辊套和铸轧区铝带材间的连续耦合传热问题。通过数值模拟,给出了铸轧速度、浇铸温度、熔池高度等因素对KISS点位置和辊面温度时间历程的影响规律,并对典型工况温度模拟结果进行了实验验证。     

基于介电泳的细胞介电参数测试芯片机理的数值分析

设计一种集成四极式微电极组和螺旋微电极组的介电泳(Dielectrophoresis, DEP)细胞介电参数测试芯片,在芯片上集成了细胞的常规介电泳(Conventional DEP, CDEP)、行波介电泳(Travelling-wave DEP, TWDEP)和电旋转介电泳(Electrorotation, EROT)测试功能。运用相量法建立交流电场中细胞所受的常规介电泳力、行波介电泳力和介电泳旋转转矩的计算模型,推导出细胞水平速度和自旋角速度的表达式,并对本芯片的CDEP因子、TWDEP因子及EROT因子的大小和方向及细胞运动速度进行数值模拟并结合文献中的试验数据进行对比论证。结果表明：在高度大于20 m的区域,细胞沿螺旋电极径向的行进速度与细胞有效极化率的实部和虚部都相关,而细胞悬浮高度仅与有效极化率的实部相关;另一方面,电旋转最佳测试区域为近似正方形区域且每条边的中点均处于邻近的电极顶尖与电极腔中心连线的中点之上,此区域内的介电泳转矩变化量小于5%且介电泳力最小,利于电旋转测量。因此,本测试芯片能够通过多种介电泳模式更为全面、准确地获取细胞的介电特性信息。     

基于ANSYS技术的铜管空拔过程数值模拟分析

为优化铜管空拔工艺参数和提高工件加工质量,应用大型有限元分析软件ANSYS中的LS-DYNA求解器模拟了某规格铜管的空拔成形过程,得到了管件成形过程中任一时刻主要场量的分布云图,分析了成形过程中管件的变形和应力的特点,研究了摩擦力和模具锥角等因素对空拔力与管件伸长率的影响规律。数值模拟分析表明:在应变分布上,管件轴向和周向的最大塑性变形主要发生在管件与模具初始接触处与减径区;在应力分布上,轴向应力和径向应力随管件在模具中的位置不同而有较大差异,在壁厚方向上由管件的外表面到内表面其应力依次为拉应力和压应力,且最大压应力出现在减径区,而最大拉应力则出现在定径区连接处。在管件拉拔力的变化规律上,降低摩擦力和合理的模具锥角能使拉拔力控制在最小范围内。在管件伸长率的变化规律上,较大的摩擦力和模具锥角能使管件的伸长率增大。     

基于离散单元法多孔陶瓷微球骨支架的微观结构分析

人工骨支架的孔隙率是评价体液在人工骨内部循环和细胞生长能力的重要参数,利用离散单元法分析模拟人工骨支架制备过程中HA微球的堆积过程,实现了对堆积内部微观情况的预测。本文以PFC3D软件为平台对HA石微球人工骨支架的微观结构进行了模拟仿真,从而通过改变HA微球和可速溶性小球的数量比及半径值,实现孔隙率可控,得出配位数为6时,HA微球人工骨支架的孔隙率为0．59,在满足力学性能的条件下,与人骨组织的孔隙率最为接近。     

基于数值模拟的轮毂铸件铸造工艺设计

对水轮发电机轮毂铸件的铸造工艺进行了设计,通过对铸件充型过程中的流场、凝固过程的温度场进行数值模拟,得出铸件在浇注时充型平稳,无缩孔、缩松等缺陷的产生,验证了工艺的可行性。     

基于有限体积法的离心通风机三维流场动力学特性分析

以G4-73N08D型离心通风机为研究对象,使用Fluent数值模拟软件对风机内部流场进行了三维数值模拟,并对计算结果进行了分析且得出了结论.     

基于Plackett-Burman设计的微型旋流器结构参数灵敏度分析

为了研究微型旋流器结构参数对油水两相分离效率的影响,采用计算流体动力学分析方法,借助Plackett-Burman试验设计,以微型旋流器结构参数为研究对象,开展结构参数的灵敏度分析优选。针对不同试验组的微型旋流器结构,进行数值模拟和实验验证研究,研究对油水两相分离效率的影响规律。结果表明,结构参数的显著性由高到低的顺序为柱段旋流腔直径>溢流直径>底流管长度>小锥角>柱段旋流腔长度>大锥角>溢流口插入深度。随机选取6#和11#微型旋流器开展室内实验,对数值模拟结果的准确性进行验证,随着含油浓度的增加分离效率呈现逐渐降低的趋势,模拟值和实验值的平均误差为2.83%,呈现出了较好的一致性。     

基于三维瞬态流场分析的液力变矩器改型设计

为了提高液力变矩器的外特性,利用UG建立某型液力变矩器叶栅系统全流道模型。借助滑动网格技术,采用Fluent软件对液力变矩器内流场进行三维瞬态数值模拟,并与原结构的试验结果对比,验证了该方法的合理性。在此基础上,根据性能要求对原有变矩器作改型设计,改进了涡轮进口角和出口角等关键参数。结果表明,改型后的液力变矩器具有更加合理的内流场分布和更高的效率,改型设计效果良好。     

基于数值模拟分析的铝合金缸盖罩高压压铸工艺优化

利用铸造模拟分析软件AnyCasting．对铝合金缸盖罩铸件进行了凝固过程数值模拟,预测该零件在铸造过程中可能产生缺陷的位置。对铸件需要螺纹加工的预铸孔部位产生缩孔缺陷的原因进行了分析,对压铸模具进行反复修改和优化。     

基于机械虹膜机构的新型摆动泵及其流场分析

目前,国内外学者针对摆动泵的研究大多是集中于传统的摆动泵,而对于全新摆动泵结构设计方面的研究则相对较少。新型摆动泵存在结构复杂和流量脉动大等问题,为此,基于虹膜机构可变孔径原理,提出了一种结构简单的新型摆动泵模型,并对新型摆动泵进行了运动学分析和内部流场研究。首先,分析了新型摆动泵的工作原理,建立了新型摆动泵的几何模型,并推导出了虹膜机构位移、速度及相应的瞬时流量方程;然后,使用ICEM CFD软件对新型摆动泵进行了网格划分,利用Fluent软件的动网格技术,采用RNG k-ε湍流模型,对新型摆动泵的流体区域进行了数值模拟;最后,采用数值模拟的方式,得到了新型摆动泵内部流场在周期内的压力分布云图、速度分布云图和流量脉动曲线;并通过比对流量脉动曲线,验证了运动学方程的正确性。研究结果表明：新型摆动泵的结构设计是有效的,其最大瞬时流量为1 387.2 L/min,满足设计需求;同时,新型摆动泵腔体内部的压力主要集中在虹膜机构围成的孔径位置,最大压力值为0.45 MPa;并且,腔体内部最大流速主要集中在出油口与进油口处,流速最大值可达62 m/s,速度曲线与流量脉动曲线具有相同的波形。该新型...     

可靠性分析的最大可能点摄动法

讨论随机变量间不相互独立的可靠性计算问题。基于摄动法和可靠性理论,针对JC法在计算结构可靠度时不能直接处理不相互独立的可靠性计算问题,提出了一种扩展的JC法即最大可能点摄动法,该方法继承JC法收敛快、精度高等特点,同时也克服了JC法对相关变量的求解过程中需要正交变换的要求。编写相应计算程序,实例计算结果与蒙特卡洛数值模拟结果的对比验证了最大可能点摄动法的正确性、有效性。     

复合金属型模具群铸磨球工艺早期失圆机理的数值分析

在对铸造磨球凝固过程进行理论分析的基础上,利用华铸CAE软件对复合金属型模具群铸磨球工艺进行充型凝固特性三维数值模拟研究,确定了造成磨球出现早期失圆和缩松缩孔缺陷的主要原因,为进一步改进复合金属型模具群铸磨球工艺奠定了理论基础.