埋入式基板微尺度球栅阵列焊点三点弯曲应力应变分析

建立了埋入式基板微尺度球栅阵列焊点三点弯曲应力应变有限元分析模型,分析了焊点材料、焊点间距、PCB支撑跨度及焊点阵列对焊点弯曲应力应变的影响,结果表明,三点弯曲加载条件下,埋入式基板微尺度BGA焊点阵列的最大弯曲应力应变均出现在最外围拐角处焊点上.当三点弯曲加载到相同位移载荷下,SAC387材料焊点的弯曲应力最大,62Sn36Pb2Ag材料焊点的弯曲应力最小;随着支撑跨度的增大,焊点内最大弯曲应力应变均随之减小;随着BGA焊点间距的增大,焊点内部最大弯曲应力应变值均增大;随着BGA焊点阵列数的增大,焊点内部最大应力应变值均增大.     

微小型压缩空气储能系统用涡旋压缩机流动特性研究

以空气为工质,基于计算流体动力学方法,对无油空气涡旋压缩机在变工况运行条件下进行了三维非稳态数值模拟。研究发现：动静涡旋齿之间存在的径向间隙,会使得压缩机工作腔内温度、流速和压力的分布不规律;增大转速,不但可以增加涡旋压缩机的质量流量,而且还可以减小切向泄漏量,进而提高压缩机的工作效率;排气压力过大,会降低涡旋压缩机的基本输出性能;在低转速下,过高的排气压力会使得压缩机排气口出现“净回流”现象。     

南通特钢LG200冷轧管机即将投产

LG200冷轧管机由太原重型机器厂设计制造,这是该厂继1965年为成都六五厂研制成功我国首台LG200冷轧管机后的第2台,在性能和技术水平上有较大幅度的完善和提高。1993年7月在制造厂进行了空负荷试车,经检测各项技术指标均达到了设计要求。将很快交付使用厂安装投产。 LG200冷轧管机主要用来生产φ125～φ200mm,壁厚3.5～22mm的薄壁精密无缝钢管和各种有色金属管。管坯尺寸:最大外径φ229mm,最小外径φ140mm,最大壁厚32mm,最大长度6.5m,最小长度2.5m。成品管尺寸:最大外径φ200mm,最小外径φ125mm,最大壁厚22mm,最小壁厚3.5mm。管坯外径最大缩减量为50mm,内径最大缩减量为20mm,对于含碳量0.35％以下的碳素钢,轧制时的最大断面缩减率为80％,最大壁厚缩减率为70％。     

增塑挤压-烧结制备多孔 Fe3Al过滤管

采用自制FeAl粉末与增塑剂的混合物,用增塑挤压-烧结法制备了多孔Fe3Al过滤管,研究了增塑剂和粉末粒度对过滤管组织和性能的影响.结果表明,合适的挤压料配比为5％～14％,挤压力为3～5 t;随烧结温度的升高,过滤管的烧结收缩率提高,最大孔径和相对透气系数呈先增大后降低的趋势;随增塑剂添加量的增多,过滤管的烧结收缩率、最大孔径和相对透气系数增大,而抗拉强度降低.采用粉末粒度为-500目的Fe3Al粉末配制挤压料,其过滤管的烧结收缩率和相对透气系数明显高于采用+500目Fe3Al粉末配比的挤压料.最佳配比参数为-500目的粉末、增塑剂添加量7％,烧结工艺为1250℃×3 h,此时多孔体的最大孔径为5.4 μm,相对透气系数为31.5 m3/(h·kPa· m2).     

基于响应面法的C型金属封严环优化设计及其蠕变疲劳寿命计算

在高温载荷作用下,蠕变是金属密封环失效的主要原因之一。为了优化结构设计,满足蠕变疲劳寿命要求,本研究针对C型金属密封环研究各单一要素对密封性能的影响规律,在此基础上提出基于响应面法的优化设计方法。考虑各参数耦合效应进行C型环结构优化,并基于发动机工作时长2000 h大修的工作寿命,对C型环进行疲劳寿命验证。结果表明:最大等效应力随压缩量和材料厚度的增大而增大,回弹率随压缩量和材料厚度的增大而减小。接触应力变化较为复杂,当板厚度小于0.25 mm时,最大接触应力随压缩量和材料厚度的增大而增大;当板厚度为0.30 mm时,最大接触应力随压缩量的增大先增后减。基于响应面法优化设计的结构尺寸满足疲劳寿命要求。     

等离子喷涂送粉参量对粉末粒子运动行为的影响分析

为研究等离子喷涂设备送粉参量变化对粉末粒子运动行为的影响,通过数学计算给出了粉末粒子初速度及运行轨迹的一些解析计算结果.结果表明粉末粒子喷出初速度随送粉气流量的增大呈线性增大,随送粉管直径增大呈指数减小,而且与密度和粒径的指数幂成反比关系.当粉末粒子粒径为75μm时,Ni金属粉末的最佳送粉参量为:送粉气流量0.2m3/h,送粉管直径1.5mm;Al2O3陶瓷粉末最佳送粉参量为:送粉气流量0.3m3/h,送粉管直径1mm.该项研究工作为选择最佳送粉参量和控制粉末粒子在等离子流场中的运动提供了依据.     

弯管液固两相流动冲蚀磨损的数值预测

固体颗粒的冲蚀磨损是导致液体管道壁面磨损甚至失效的主要原因。本文基于计算流体动力学（CFD）方法,研究弯管在不同条件下冲蚀磨损分布规律。对8种常用的冲蚀模型分别进行计算评估,结果显示,基于DNV冲蚀模型的预测结果与实验结果吻合较好。基于DNV模型研究不同颗粒属性下弯管冲蚀磨损的分布规律。结果表明:随着颗粒直径从10 μm 增加到200 μm,最大磨损速率先减小后增大;当颗粒质量流量为0.02~0.20 kg/s 时,最大磨损速率随着颗粒质量流量的增大而线性增大;随着颗粒形状系数从0.2增加到1.0,最大磨损速率先增大后减小。研究结果可为实际工程应用提供一定的理论支撑。     

截止节流阀两相流致噪声特性分析

随着空调技术的发展,新型节流阀如电子膨胀阀、截止节流阀、短管节流阀等代替了毛细管在空调上的应用。但目前对截止节流阀的研究少之甚少,故而对不同流量下截止节流阀的流场进行计算。通过数值计算得到不同工况下的压力场、速度场、声功率级等的分布。结果表明：随着阀门入口流量的增大,阀门节流孔处的最大流速从44.331 3 m/s增大到77.560 4 m/s;随着阀门入口流量的增大,节流孔处的压降也逐渐增大;当阀门入口流量从0.014 kg/s增大到0.024 kg/s,阀门下游最大噪声从104.640 2 dB增大到122.751 5 dB;流场中噪声主要集中在阀门下游和节流孔,且最大噪声出现在阀门下游的直管段末端,噪声的分布特点也为阀门的进一步优化提供方向。     

变形、时效对AZ80镁合金组织性能的影响

研究了变形、时效对AZ80镁合金组织性能的影响.铸态AZ80镁合金经470℃×8h固溶处理,然后在400℃条件下进行不同变形量的热轧变形,变形后的部分镁合金进行170℃×16 h时效处理.结果表明,随着变形量的增加晶粒得到细化,当变形量达到80％时,晶粒尺寸由铸态的105 μ.m细化到3 μm,此时抗拉强度达到282.49 MPa;合金的伸长率先增加后减小,变形量为50％时伸长率达到最大,为24.21％;屈服强度先降低后增加.     

高压高产气井应急试采过程中采气树抗冲蚀性能分析

目的研究高压高产气井在大排量应急试采工况下,日产量和日出砂量对气固两相流采气树冲蚀行为的影响。方法运用CFD数值模拟方法,在Eulerian和Lagrangian坐标系下求解气体-颗粒、颗粒-壁面间的相互作用,并捕捉颗粒运动轨迹。采用用户自定义函数(UDF)编写冲蚀磨损方程,分析日产量和日出砂量对于采气树冲蚀速率、冲蚀位置和颗粒轨迹的影响。结果日产量由100万方增加到1000万方时,采气树内气体流速逐渐增大,最大流速为当地音速365 m/s,最大冲蚀速率则由4.14×10~(-8) kg/(s·m~2)增大至3.462×10~(-7) kg/(s·m~2)。气体从采气树四通内流入两翼支管发生节流,压降随日产量的增加而增大。当日产量为1000万方时,最大压降为1.52 MPa;当日产量超过300万方,气体流入旁通支管时,压降形成的流动功将大部分颗粒直接带入支管,造成主要冲蚀区域由四通内壁扩大至旁通支管内壁。当日出砂量由7.7方增大至38.5方时,最大冲蚀速率由7.121×10~(-8) kg/(s·m~2)增大至3.462×10~(-7) kg/(s·m~2)。结论日产量和日出砂量均与冲蚀速率呈正相关关系,控制应急试采日产量是降低采气树冲蚀速率的有效方式。     

弹性应力下304L不锈钢点蚀行为的有限元模拟研究

目的 通过有限元理想化建模和模拟计算,采用四点弯曲的应力加载方式,获得了不同弹性拉应力条件下,304L不锈钢薄板上点蚀坑内最大等效应力的变化规律和点蚀坑几何形状的变化情况,以及采用轴向拉伸的应力加载方式,获得了不同弹性拉应力条件下,304L不锈钢管道上随着蚀坑形状和尺寸的变化,点蚀坑内最大等效应力的变化规律.方法 采用...     

S355钢激光-MIG复合焊接头显微组织和残余应力

采用激光-MIG(metal inert gas welding, MIG)复合焊接方法对12 mm厚S355钢板进行焊接,分析了9 kW激光功率下复合焊接头显微组织和硬度分布规律. 建立了适合低合金高强钢激光-MIG复合焊接的双椭球 + 三维锥体复合热源模型来描述复合热源的能量分布,采用SYSWELD软件计算了1.0,1.5,2.0 m/min三种焊接速度下激光-MIG复合焊的温度场和接头的残余应力,分析了焊接速度对焊接过程的温度场和残余应力分布的影响. 结果表明,三种焊接速度下粗晶热影响区(coarse grained heat affected zone, CGHAZ)的组织为马氏体,接头的硬度水平较高,最高硬度均在350 HV以上. 焊接速度增加,熔池最高温度下降,焊后冷却速度增加. 等效残余应力水平较高,HAZ位置出现了应力集中;随着焊接速度增加,等效残余应力、纵向残余应力、横向残余应力和厚度方向的残余应力峰值均上升;但焊接速度从1.5 m/min增加到2.0 m/min时,各应力分量的拉应力峰值上升较少,而压应力峰值显著上升.     

液压管道在不同弯曲角度下流固耦合特性仿真研究

管道的弯曲角度影响流体流动特性与管道应力分布。利用有限元方法对不同曲率情况下管道的流固耦合特性进行了分析,研究了流固耦合作用下不同曲率管道的等效应力、位移变形和流体流动特性规律。结果表明:弯曲角度大于135°时对管道的固有频率影响较大;流体对弯曲管道壁面产生的作用力导致管道发生变形,管道的最大位移变形和管道内流体的最大流速随着弯曲角度的增加均先增加后减小。     

高炉铸钢冷却壁传热和结构的影响因素分析

运用有限元软件ANSYS,建立高炉铸钢冷却壁传热数学模型,并对模型的稳态工况进行仿真计算。同时根据计算结果,讨论了冷却水管水垢厚度、气隙层厚度和炉渣厚度三因素对高炉铸钢冷却壁的温度场和热应力的影响。结果表明,这三个因素对冷却壁的性能都具有很大的影响,在冷却壁的设计和高炉操作中必须引起重视。     

卡爪式水下连接器承载能力分析

针对卡爪式水下连接器工作环境十分恶劣、外界干扰因素较多、会受到拉、压、弯、扭等外力的作用的问题,建立了连接器的模型,对各种受力状态进行了分析,提出了连接器在各种状态下的最大承载能力的计算方法。连接器对拉力的承载能力通过确定卡爪的危险截面及伸长量进行分析;连接器对压力的承载能力取决于两法兰之间的预留距离,通过计算卡爪的最大压缩量进行分析;连接器对弯矩的承载能力以距法兰中线最远的卡爪受力为准,根据倾覆力矩对连接器进行弯矩分析;连接器对扭矩的承载能力是由连接器内部卡爪与法兰之间的摩擦力决定的,在不同工况下,根据卡爪对法兰的正压力的变化,可以得到不同的结果。通过对卡爪式连接器的受力状态分析得到的连接器承载能力,对于国内类似水下机械式连接器的发展有一个很好的借鉴作用。     

泡沫铝填充方铝管的瞬态动力学分析

泡沫铝填充方铝管在高速冲击载荷作用下,由于应力波的传播和惯性效应等的作用,试件并非处于受力平衡的均匀应力状态,上下底面的受力会有很大的差别.采用LS - DYNA研究泡沫铝填充方铝管和泡沫铝柱在30m/s的匀速冲击载荷作用下的瞬态吸能和上下底面的冲量特性,并与准静态模型做比较.研究发现泡沫铝填充方铝管的吸能较准静态提高20.9％,上底面的冲量比下底面高10.4％,下底面的最大峰值力比准静态时仅升高8.8％.     

双螺杆泵同步用双圆弧齿轮动态性能研究

采用ANSYS内嵌的APDL语言,建立新型螺杆泵同步用双圆弧齿轮三维有限元单齿对接触静态模型和柔性体多齿动态接触模型,并对模型划分网格,施加载荷,获得了双圆弧齿轮的动态性能及在额定载荷作用下各部位的接触应力和弯曲应力分布状况,基于ANSYS／LS-DYNA对齿轮进行了动态接触分析。计算分析结果为新型螺杆泵同步齿轮的设计和改进提供了必要的依据。     

不同入射角弹丸强化残余应力场的数值模拟

目的通过建立有限元模型模拟研究弹丸入射角度对残余应力场和强化效果的影响。方法采用ABAQUS软件建立了单粒弹丸强化靶体的三维对称模型,对单个弹丸喷丸强化进行了数值模拟,模拟了50、75、100 m/s三种不同速度下,弹丸垂直入射作用在靶体上所产生的残余压应力场,以及30°、60°和90°三种不同入射角度下靶体上产生的残余应力场。结果不同速度下弹丸垂直入射作用在靶体上所产生的残余压应力场的模拟结果显示,随着弹丸速度的增加,靶材次表层的最大残余压应力以及压应力层深度增加。不同入射角度下靶体上产生的残余应力场深度和大小变化不相同,入射角为90°(垂直入射)时,所产生的残余压应力最大,入射角为60°时次之,入射角为30°时最小。结论模拟结果与实验结果的残余压应力最大值和曲线的变化趋势基本一致,吻合程度较高,说明所建的有限元模型可靠。在相同速度下,随着入射角度不断变大,所产生的最大残余压应力也不断增加,在垂直入射时达到最大值。     

TC4钛合金三点弯曲超高周疲劳性能研究

针对航空发动机压气机叶片复杂载荷环境下的超高周疲劳问题,开展了TC4钛合金三点弯曲超高周疲劳试验,研究其在弯曲加载下的超高周疲劳破坏行为。疲劳试验结果表明：在两种应力比（R=0.3、0.5）下,当循环次数超过107次时,试件仍发生疲劳断裂,S-N曲线均呈现双线性特征;SEM断口分析表明,随着最大应力的降低,裂纹萌生位置由试件表面向次表面转移,疲劳裂纹萌生是表面滑移和内部解理断裂之间相互竞争的结果;基于疲劳寿命建立模型分析了应力比对2种裂纹萌生机制之间竞争行为的影响。采用红外热像仪监测试件表面的温度,高周疲劳试件的温度变化分为四个阶段：稳定升高、稳定降低、快速升高和快速降低阶段,而超高周疲劳试件的温度变化分为三个阶段：稳定升高、快速升高和降低阶段。最后,阐述了疲劳过程中热产生和传热的特点,并分析了温度变化与应力分布的关系。