管流中椭球形沉降微粒团再悬浮控制因素分析

沉降微粒再悬浮是柴油机排气微粒净化捕集及微粒采样过程中的一个重要现象。以管流中的柴油机排气沉降微粒为研究对象,通过建立的管流中椭球形沉降微粒团再悬浮静态受力模型,对管流中椭球形沉降微粒团再悬浮的控制因素进行分析,重点研究微粒团形态的变化对沉降微粒团再悬浮控制因素的影响。研究结果表明,沉降微粒团的形态、微粒团与壁面间的粘附角、排气平均流速以及排气管径等因素对管流中沉降微粒团的再悬浮具有重要的影响。通过研究,得到沉降微粒团粘附角、排气平均流速以及排气管径等微粒团再悬浮控制因素对管流中椭球形沉降微粒团再悬浮的影响规律。研究结果对于深化管流中柴油机排气沉降微粒团再悬浮及其控制的认识具有重要的意义。     

湍流通道中椭球形微粒的受力分析

微粒运动和沉降对柴油机排气微粒的测量、废气再循环系统的正常工作以及微粒的净化捕集等具有重要的影响。微粒形态决定了其在湍流通道中的受力,而微粒受力对湍流通道中微粒的运动及其沉降具有重要的作用。建立椭球形微粒的运动学方程和动力学方程以及湍流场中椭球形微粒的受力及力矩模型;利用所建模型对湍流通道中椭球形微粒的受力及力矩进行研究,着重对微粒形态的变化对微粒受力的影响进行分析。研究结果表明,对于亚微米级和微米级微粒来说,微粒形态对微粒受力具有重要的影响;微粒形态的变化一方面会造成微粒受力及力矩的变化,另一方面也有可能对曳力、布朗力、升力以及热泳力等不同作用力在微粒受力中所处的地位产生一定的影响。研究结果对于加深柴油机微粒在湍流通道中运动及沉降规律的理解具有重要的意义。     

车用柴油机排气微粒捕捉器测试仪的研究

为了满足车用柴油机排气捕捉器安全使用的需要,本文提出了一种捕捉器微粒沉积量实时检测技术,介绍了微粒测试仪的组成及工作原理,并对测试结果具有一定影响的一些因素进行了分析。研究结果表明,在检测范围内,测试结果基本不受柴油机工况的影响。这一检测技术可以对车用柴油机排气微粒捕捉器微粒沉积量进行实时连续检测,具有一定的应用价值。     

基于FIRE的DOC+DPF微粒捕集连续再生特性仿真研究

为研究柴油机后处理系统DOC+DPF微粒再生过程和再生影响因素及特性,在AVL FIRE平台建立了DOC+DPF微粒捕集连续再生系统模型,通过计算DPF后NO质量分数和DOC+DPF前后的压降两个参数,与台架试验结果对比,验证模型的有效性。仿真研究了DOC-DPF微粒再生机理和再生过程,研究了DOC入口排气温度、CO浓度、排气质量流量、V(NO2)/V(NOX)、m(NOX)/m(Soot)五个因素对再生的影响特性。结果表明:增加排气的CO浓度、DOC入口排气温度、排气质量流量、m(NOX)/m(Soot)比值增大有利于再生过程,可有效降低残余微粒浓度;V(NO2)/V(NOX)比值增加,残余颗粒浓度有降低的趋势,但残余颗粒浓度值变化不明显。     

柴油机微粒捕捉器电加热再生控制系统及控制策略的研究

柴油机微粒捕捉器热再生系统实用化的关键在于对过滤体的可靠再生,而过滤体的可靠再生则取决于对再生过程的有效控制。根据开发的柴油机排气微粒捕捉器电加热再生系统实用化的需要,提出了利用排气气流对过滤体再生过程进行控制的思想,分析了影响微粒捕捉器电加热再生过程的各种因素。在此基础上,进行了微粒捕捉器电加热再生控制系统设计,确定了再生系统的控制策略。     

双排式轴向柱塞泵柱塞的受力与分析

柱塞的受力状况影响到双排式轴向柱塞泵的效率和寿命,是设计中的关键环节.柱塞随缸体旋转时受到离心力的作用,由于柱塞的质量中心与转动中心不重合,离心力引起柱塞的翻转.通过对柱塞的受力分析,确定了柱塞受力特性,该研究不仅对克服双排式轴向柱塞泵缸体所受的倾覆力矩和防止缸体倾斜提供了计算结果,而且为柱塞的选择给出了设计依据.     

4105增压柴油机排气系统模拟分析

排气系统是柴油机重要部件之一,对柴油机的性能、噪声等方面有很大的影响。为了更高效的优化排气系统,采用GT-POWER软件建立了柴油机排气系统模型,并对4105柴油机排气系统进行模拟分析。研究了排气支管长度、管径,排气总管管径,排气歧管管径变化对发动机性能的影响。通过选取不同数值来比较柴油机的扭矩、功率和充气效率。最终确定排气支管管径、长度以及排气总管管径等参数。为4105柴油机排气系统的设计提供理论参考。     

微粒捕集器对柴油机性能影响的研究

柴油机排气微粒捕集技术是实现柴油机微粒排放控制的一个非常有效的技术，然而，微粒捕集器也会对柴油机的性能产生一定的影响。通过大量的柴油机台架试验，研究了微粒捕集器对ＹＣ６１０８柴油机的动力性、燃油经济性以及排放性能的影响，研究结果可以为微粒捕集器的正确使用及再生控制策略的确定提供依据。     

柴油机捕集器结构参数对不同粒径微粒过滤特性的影响

基于孤立捕集体对柴油机排气微粒的微观捕集机理、单个多孔介质过滤层对微粒的宏观捕集模型和壁流式捕集器的微粒过滤机理,建立整体壁流式柴油机微粒捕集器的过滤模型,研究捕集器结构参数对不同粒径排气微粒过滤特性的影响.结果表明扩散捕集机理在整个微粒捕集中占支配地位,惯性碰撞和拦截机理的作用也不容忽视.粒径在10 nm左右的微粒过滤效率最高,随着粒径的增加过滤效率下降,在0.5um左右达到一个波谷值,粒径继续增大到1 um左右的微粒过滤效率又有所上升,表明扩散、惯性碰撞和拦截机理的复合捕集作用.随着过滤体宏观结构参数孔密度、壁厚、直径和长度的增加,各不同粒径微粒的过滤效率上升幅度各异.随着过滤体微观结构参数壁面孔隙率和微孔孔径的降低,不同粒径微粒的过滤效率都在迅速提高.所得结论对通过捕集器结构参数的优化匹配,以改进捕集器过滤性能具有重要理论意义和实用价值.     

二氧化碳制冷系统内啮合转子压缩机齿间受力特性

齿间受力特性直接影响到内啮合转子压缩机的可靠性和寿命,但目前还缺乏相关研究报道。在忽略齿间间隙和摩擦力后,建立合适的内外转子受力模型,引入线弹性理论,通过采用变形量的大小来关联各啮合点之间接触力的相对大小,从而可简化接触力的计算。模型着重对齿间接触力、接触力矩以及它们与气体力、支撑力和驱动力矩之间的关系进行分析。并以一1匹二氧化碳超临界制冷循环压缩机为例,对模型进行求解。计算结果表明,与气体力相比,该压缩机齿间接触力比较小,外转子受到的气体力矩完全由接触力矩平衡,而且该压缩机驱动力矩平稳,周期呈2/Z2变化。研究的结果对内啮合压缩机的设计有一定指导意义。     

湍流对磨料水射流中磨料颗粒受力的影响

为了弄清磨料水射流中磨料颗粒的受力情况,考察了不同湍流模型对淹没冲击射流计算结果的影响,从中选取表现较优越的雷诺应力模型对球形磨料颗粒附近的湍流流动进行数值模拟。计算中,湍流强度为5%～70%,湍流黏度比为1～1200。计算发现,在该计算范围内,随着湍流强度的增大,固相颗粒所受曳力逐渐增大,颗粒的曳力系数增大;随着湍流黏度比的增大,固相颗粒所受的曳力逐渐增大,相应的曳力系数也增大。     

Quantifying Pathways and Friction of Nanoparticles During Controlled Manipulation by Contact-Mode Atomic Force Microscopy

Measuring interfacial friction during the manipulation of nanoparticles is becoming an increasingly important approach in nanotribology research. In this work, antimony and gold particles deposited on flat graphite surfaces have been translated by the tip of an atomic force microscope in contact mode along defined pathways. Two different manipulation techniques are discussed with respect to pathway control and friction quantification. The first technique includes pushing the particles from the side, which often results in a loss of the particle during translation due to unwanted sidewards motion. We analyze this phenomenon with an analytical model and find good agreement with experiments. An alternative approach is to move the particle while the tip remains on its top. We demonstrate that this approach allows better manipulation pathway control and that simultaneous interfacial friction measurements are in quantitative agreement with the first manipulation method.     

Large-area topography analysis and near-field Raman spectroscopy using bent fibre probes

We present a method for combined far‐field Raman imaging, topography analysis and near‐field spectroscopy. Surface‐enhanced Raman spectra of Rhodamine 6G (R6G) deposited on silver nanoparticles were recorded using a bent fibre aperture‐type near‐field scanning optical microscope (NSOM) operated in illumination mode. Special measures were taken to enable optical normal‐force detection for control of the tip–sample distance. Comparisons between far‐field Raman images of R6G‐covered Ag particle aggregates with topographic images recorded using atomic force microscopy (AFM) indicate saturation effects due to resonance excitation.     

铝合金Al6061微尺度磨削力热特性试验分析

微磨削加工是微尺度加工领域的一种重要的加工方法。基于铝合金Al6061建立微磨削力热特性的理论模型。设计铝合金Al6061材料的微磨削单因素试验,分析试验结果得出不同磨削参数对微磨削力和磨削温度影响规律。针对不同的磨削深度,研究微磨削表面温度和表面下不同深度位置的温度分布情况,并对加工表面进行热烧伤检测。根据试验数据结果对所建立微磨削力和微磨削温度的理论模型的准确性进行了验证,并通过试验测量得到微磨削后最高表面温度为78.5 ℃。试验研究结果也为进一步研究零件表面完整性和提高零件表面质量提供重要依据。     

水力旋流器内科里奥利力的量级分析研究

科里奥利力是在旋转坐标系中由于物体相对于旋转坐标系运动所产生的一种惯性力,简称科氏力。水力旋流器的内部流场是高速旋转的离心分离流场。本研究采用计算流体力学方法模拟水力旋流器内高浓度分散相的分布,对颗粒受到的科氏力进行分析。RSM模型用于描述流场的湍动特性,LPT模型对颗粒相的运动进行追踪,模拟结果与试验数据的吻合性较好。结果表明,在水力旋流器内,由于锥体段的湍流强度较高,科氏力的方向具有较强的随机性。在切向方向,随粒径增大,曳力和压力梯度力递减而科氏力递增,当粒径增大到52μm时,科氏力的量级与曳力相当,此时科氏力的作用是不可忽略的。     

任意形状钻头切削刃的受力预测模型

建立了钻头切削刃的数学模型，并通过钻头切削上任意微元的几何关系，运动关系、受力关系及切削原理，建立了钻头任意形状切削刃的受力预测模型，同时推导出了其具体表达式，由第一只钻头的实验结果，确定了模型中的相关系数，并用第二只不同形状的钻头实验和预测进行了验证，证明了模型的准确性，为钻头寿命的预测模型提供了力的模型，同时也为同行学者提供了该论著的研究方法。     

三指灵巧手内力汇交多边形存在性判别算法

抓取内力对三指灵巧手实现稳定抓取具有重要的作用.当手指指端与物体构成有摩擦的固定点接触模型时,三指内力必须位于相应接触点摩擦扇内并交于内力汇交多边形内的一点.因此,内力优化算法的研究必须建立在内力汇交多边形存在的基础之上.基于对物体表面接触位置的几何特性分析,建立摩擦扇存在条件,每个指端接触点的内法矢与接触平面所成夹角小于接触点摩擦圆锥角.通过研究接触点摩擦扇边界线及其交点的相互位置关系,推导内力汇交多边形的存在条件,任意两个摩擦扇的边界线交点中,至少有一个位于第三个摩擦扇的严格内部,或者至少有3个边界线交点位于第三个摩擦扇边界线上.最后构建判别三指内力汇交多边形存在性的通用算法,由此可确定能实现对指端操作力起调整作用的自平衡内力.结合抓取实例说明了判别算法的有效性.     

虚拟质点力反馈模型研究及其实现装置研制

总结了工程实际中质点可能受到的各种力，研究了各自的实现算法，并自行设计了一个带力反馈的三维位置输入装置，在其上实现了该模型和算法，构建了一个通用质点力反馈系统。     

链条压出力研究

压出力是表征链条综合制造质量的重要指标,如何合理确定压出力的大小一直是困扰链条行业的难题之一.将链条压出力与链条额定功率曲线、链条疲劳极限结合起来,提出了链条压出力的确定方法,并据此得到了在疲劳极限载荷作用下不同可靠度的链条最小压出力限值.