球磨工艺参数对纳米悬浮液分散效果的流场仿真研究及实验验证

本文基于湿法球磨分散工艺,利用Fluent对纳米CeO2悬浮液的球磨过程进行仿真模拟,提出以球磨罐磨腔内压强作为其分散效果的评价指标,获得球磨转速、填充率以及球料比等工艺参数对磨腔内压强的影响规律。研究表明,球磨机转速在一定范围内变化时,其转速越大,磨球运动愈激烈,磨腔内压强越大;填充率由0变化为1时,磨腔内压强先增大后减小;球料比增大时,磨腔内压强逐渐增大至平稳。同时采用三因素三水平正交试验,通过沉降试验考察球磨工艺参数对纳米CeO2悬浮液分散效果的影响,验证了球磨仿真的正确性。     

冰箱室内温度场和流场的仿真及结构优化

具有冷冻冷藏双重功能的家用冰箱既能提高食品的储藏品质又能延长食品的储藏时间,在现代的家庭生活中发挥着重要作用,成为现代家庭必备的家用电器之一。冰箱冷冻冷藏室的布置方式对其室内温度场和流场的分布以及冰箱的能耗有较大的影响。通过对上冷藏室下冷冻室结构冰箱和上冷冻室下冷藏室结构冰箱室内温度场和流场的仿真发现：相对于上冷藏室下冷冻室冰箱而言,上冷冻室下冷藏室结构冰箱冷冻、冷藏室内温度分布均匀合理,既有利于食品的储存,又能降低冰箱的能耗。     

黏结剂对TKX-50基压装炸药机械感度和成型性的影响

为了研究黏结剂对TKX 50单质炸药的机械感度和成型性能的影响,通过粒度分布试验分析了高速剪切粉碎机处理TKX-50原料后的形貌和粒度。借助机械感度试验研究了TKX-50原料、TKX-50预处理样品、黏结剂氟橡胶和含能热塑性弹性体ETPE包覆处理后TKX-50炸药的安全性能;利用压制成型试验分析了压力、温度对含不同黏结剂的TKX-50基压装炸药成型性的影响规律。结果表明,预处理后TKX-50的粒度变小,分布变窄,形貌比较规整,机械感度降低;氟橡胶或ETPE包覆处理TKX-50炸药的机械感度降低,在一定程度上提高了炸药的安全性;压力、温度对含氟橡胶或ETPE黏结剂的TKX-50基压装炸药的成型性影响较大,且ETPE黏结剂的TKX-50基混合炸药的成型性较好,特定压力和温度条件下其相对密度可达98.1%以上。     

用复合材料三基圆技术成型竹/玻璃钢桥

本文介绍了用复合材料三基圆技术成型竹/玻璃钢桥的成型工艺.桥梁是一种大型工程承力构件,目前广泛使用的钢筋混凝土桥、石桥和钢桁梁桥,由于自身重量大,所用材料的40～60%用于支承自身重量,而竹/玻璃钢桥成本低,重量轻,仅有约10%的材料用于承受自身重量.实验表明,利用复合材料三基圆技术成型的结构有十分优良的性能.      

聚合物基熔铸炸药螺旋立式挤注过程的流场仿真研究

针对当前聚合物基熔铸炸药装药工序中的人机面对、手工作业问题,拟采用立式螺压工艺来实现药浆的连续挤注以及弹体的自动装药,故在表征药浆流变特性的基础上对其流场特征参数进行仿真分析。结果表明:液相载体的润滑作用以及剪切过程中固相颗粒的取向排列均会导致药浆表观黏度的下降。提高螺杆转速可以显著增大药浆的流动性及产能,但也会造成剪切速率的线性递增以及压力的阶梯状递增。同时,剧烈的剪切作用也会拓宽药浆的温度分布范围,并将最高温度提高18.6 ℃;需要借助芯部调温来削弱螺杆的剪切升温效应,确保工艺安全性。     

BOOST三电平直流变换器分压电容的均压方法

只有对分压电容进行有效的均压控制,才能够使Boost三电平直流变换器能够正常工作。本文分析了Boost三电平直流变换器的工作原理,指出了该变换器的两个分压电容分压不均的原因,并据此提出了一种均压的控制方法,它通过调整开关管的导通时间确保分压电容均压,最后利用PSIM结合控制算法对该变换器电路进行了仿真。论文最后给出了仿真结果来验证本方法的有效性。     

纤维增强水泥基复合材料压剪破坏的细观实验研究

对聚丙烯纤维和钢纤维增强水泥砂浆复合材料和混凝土复合材料进行了MTS 准静态单轴压缩实验和压剪加载条件下的细观力学实验研究。比较两类纤维在这两种加载条件下的作用发现: 在单轴压缩条件下, 钢纤维作用显著, 聚丙烯纤维基本没有什么作用;在压剪加载条件下, 钢纤维在材料各个变形阶段均起明显作用, 聚丙烯纤维在加载过程中起到一定的作用, 但由于含量较少对材料的极限荷载基本没有贡献。在细观实验中, 观察到了钢纤维和碎石颗粒在材料破坏过程中脱粘与断裂的作用方式。但只是在水泥砂浆试件的局部观察到了孔洞崩塌现象, 对于其促成压缩带形成的机理尚须深入的工作。     

炭黑填充型导电复合材料的压阻计算模型及实验验证

为研究新型传感器材料,在通用有效介质理论的基础上,提出了炭黑填充型导电复合材料的压阻特性数学计算模型,定量地得出炭黑颗粒的基本特征参数、体积分数和聚合物基体的弹性模量在复合材料压阻规律中的影响。分别以硅橡胶和高密度聚乙烯为基体相,三种不同粒径的炭黑为导电相,制备了炭黑填充型复合材料,对计算模型进行了实验验证。在炭黑颗粒分布均匀、炭黑体积分数在渗流阈值附近和外加压力≤2 MPa等三个边界条件下,数学计算模型与实验结果基本吻合,且压力-电阻变化规律一致。      

三平移并联茶叶筛分机机构设计及运动仿真

 为解决传统茶叶筛分机械不能实现多维振动的问题,提出了一种满足茶叶筛分需要的空间多维振动并联筛分机思想,并且基于并联机构的组成原理设计了筛分机的主体机构.该并联机构包含3条空间相互垂直的C-R-R支路,以动平台为茶叶筛分机筛面,能够实现3个方向的平移.应用D-H矩阵对该机构进行运动学建模,并且给出了运动学的正解和反解.结果证明筛面可以达到理想的运动需求,可以将此机构用于茶叶筛分机.在Pro/E中建立该并联机构的虚拟样机模型,利用Mech/Pro给虚拟样机添加运动副并导入ADAMS软件中,利用ADAMS进行仿真,验证了运动学正、反解的正确性.最后通过试验表明,X,Y,Z三方向的振动使得茶叶透筛时间缩短,筛分效果最优.     

叶片塑化输运单元与单螺杆塑化系统组合式挤出机及其挤出特性

将具有正位移输送特性的叶片塑化输运单元(VPCU)与基于摩擦输运机理的单螺杆塑化输运系统相结合,开发了新型的单轴高分子材料塑化挤出机。详细介绍了组合式挤出机的结构及工作原理,实验研究了加工工艺参数、设备结构参数对挤出特性的影响。研究结果表明,叶片塑化输运单元可代替常规单螺杆挤出机的固体输送段,大大缩短了塑化输运系统的轴向长度,降低了设备的体积、质量,减少了物料所经历的热机械历程。与常规单螺杆挤出机相比,叶片挤出机具有正位移输送特性,口模压力、物料特性等对产量的影响比常规单螺杆挤出机小,挤出更稳定。     

螺旋送粉器内流场的三维数值模拟

为了给螺旋送粉器内流道优化提供理论依据,根据气-固两相流输送的相关理论,运用Eulerian-Lagrange数学方式,采用FLUENT软件,通过离散相模型对螺旋送粉器内固体颗粒的轨迹进行数值模拟,主要研究螺旋送粉器的转速对其输送性能的影响,及不同直径粉体颗粒轨迹。结果表明:气体速度和粉体颗粒大小是影响螺旋送粉器送粉性能的关键因素。     

多拐曲轴镦挤成形过程轴向流动模拟分析与试验验证

目的 解决多拐曲轴镦挤复合成形过程中,轴向流动导致尺寸精度低的问题。方法 从坯料加热、成形过程、成形后冷却等全流程模拟出发,以建立镦挤成形装置运动学、成形过程热力学、曲轴材料本构模型、几何模型等为基础,建立有限元模型,分析产生轴向偏差的原因。结果 有限元模拟分析表明,坯料体积、飞边厚度是镦挤成形过程产生轴向流动的关键性因素,可以通过优化台阶轴毛坯几何形状,控制轴向异常流动。结论 试验表明,多拐曲轴的轴向流动得到有效控制,单拐轴向长度偏差控制在±1 mm,成品率提高至90%以上。     

CFD Simulation of the Flow Field Inside Screw Powder Feeder

A screw powder feeder is an important device for industrial applications.There are many parameters which affect the performance of the screw powder feeder,such as the shapes of the helical screw impeller,the number of screw pitches,etc.This paper presents an analysis of a gas-solid two-phase through screw powder feeder by using a commercial Computational Fluid Dynamics(CFD) code,Fluent.The κ-ε model is used to simulate gas flow.Particle trajectory is obtained by the use of a discrete phase model.The results show the effects of gas velocity and particle size on the transportation performance.     

超音速火焰喷枪气体温度场和压力场的数值模拟

超音速火焰喷涂喷枪内的气体状态(温度、压力等)直接影响喷涂粒子的加热、加速效果,从而决定涂层质量。为获取喷枪内温度场、压力场及气体质量分数分布,采用finite-rate化学模型和Realizable k-ε湍流模型进行流体动力学计算。模拟结果显示:O2和C3H8分布直接影响喷枪内燃烧区的位置,从而影响化学能-动能的转变;燃烧室主燃区的位置、大小与温度梯度、燃烧气体成分梯度密切相关;超音速火焰喷涂喷枪内气体压力呈阶梯状分布,所产生的动态压差迫使燃气沿压力梯度传播;燃烧室内高压气体经拉瓦尔管转换,使压降转变为动能。     

喷射成形工艺中限制型喷嘴雾化气流场的数值模拟

利用CFD技术对在粉末冶金和喷射成形工艺中广泛使用的限制型雾化喷嘴的气体流场进行了计算。结果表明在限制型喷嘴中气流的会聚角度对金属液导流管前端的压力场和气体流场有很大的影响。平行气流可以在负压的作用下会聚到轴线上。随会聚角度增加,导液管前端的压力提高,金属导液管前端的压力场由负压向正压转变,气流沿导液管轴线方向速度的最大值也随会聚角的增加而增大,气流在会聚点处的动能也随之增加。限制型喷嘴的气体流场还受到金属导液管位置的影响,随导液管的伸出可以促进负压区的形成,提高抽吸力,保证金属液的顺利流出。     

铝合金连续铸轧中间包流场的数值模拟及其优化

基于有限元分析软件FLUENT对中间包的流场进行了数值模拟研究和优化,结果表明,设置流动控制装置可明显改善铝合金熔液流动状况,有利于提高连续铸轧坯质量。对比了流动控制装置中的几种不同的堰坝布置,当堰与注流口间距为800mm、堰与坝间距为400mm、挡堰相对高度为550mm、挡坝相对高度为350mm时所得铝合金的液体净化效果最佳。     

食品冷藏保温箱温度场模拟与实验验证

目的 研究食品冷藏保温箱在冷食冷藏工况下内部温度场的分布情况,验证保温箱温度的分布以及保温性能是否达到设计要求。方法 采用有限元方法,使用COMSOL Multiphysics构建食品冷藏保温箱热分析模型,按照冷食冷藏的工况进行温度场模拟仿真,再通过实验验证模拟结果的准确性。结果 模拟结果显示,食品冷藏保温箱内部餐盒装满0 ℃食品时,在外界环境温度为46 ℃的高温条件下贮存4 h后,食物温度由上至下递增,食物平均温度为5.55 ℃。实验结果显示,食物平均温度为6.65 ℃,均低于10 ℃。模拟结果与实验结果的平均误差为1.1 ℃。结论 食品冷藏保温箱餐盒内食物温度实验数据与模拟数据变化趋势基本一致,用数值模拟方法分析保温箱温度场可行有效。蓄冷板对提高食品冷藏保温箱保温效果有较大作用,保温性能可满足设计要求。     

过滤器冷挤压模具设计及数值模拟

目的基于实际生产经验,分析冷挤压过程中筒形件的刚性平移现象。方法通过数值模拟分析了筒形过滤器冷挤压过程中的折叠和撕裂倾向、金属流动规律和挤压力。结果数值模拟结果表明:在筒形件的冷挤压中,筒状部分有显著的刚性平移现象,即高于凸模工作带的筒状部分在挤压过程中不发生塑性变形,仅沿着凸模挤压的反方向移动。结论金属流动的速度场和位移场,以及挤压载荷变化趋势较直观地反映了筒形件冷挤压中的刚性平移现象,实际生产并获得了表面质量良好的过滤器零件。     

风流脉动下采空区流场数值模拟与实验研究

针对矿井内风流脉动的特性,基于矿井通风理论、流体力学理论、空气动力学 理论、传热传质学理论、多孔介质渗流理论,建立了矿井风流脉动下采空区流场的计算模型;通 过数值模拟,研究了脉动风流作用下采空区流场的分布特点,并通过实验对其进行了测试和 验证。结果表明所建立的采空区非稳定流场的数学模型可用于研究采空区流场分布状态,并 为采空区火灾防治提供有效的手段。 