去除管道3PE防腐层的轴向扇形喷嘴数值模拟

目的 优化设计一种轴向扇形喷嘴,通过产生扇形磨料水射流去除管道3PE防腐层,以期提高去除管道3PE防腐层的效率和安全性.方法 建立轴向扇形喷嘴物理模型及扇形磨料水射流流场的计算模型.基于FLUENT软件,采用颗粒轨道模型、Realizable k-ε湍流模型对轴向扇形喷嘴内外磨料水射流流场特性进行数值模拟研究.结果 沿...     

冷喷涂工艺中射流过程的数值模拟研究

在冷喷涂材料表面改性技术研究中，喷嘴出口的超音速气流射流流场直接影响喷涂的效果和喷涂质量，故喷嘴出口后射流的流场数值计算分析非常重要。通过对数学模型的工程简化，完成气相射流流场的数值模拟，给出了可压缩气体压力、温度和速度分布，根据计算结果，完成对实验的优化设计。     

高架与爬壁重构的船舶外板喷涂机器人设计

针对船舶外板喷涂机器人的设计,应用重构设计理论,提出了基于高架机器人与爬壁机器人的模块化重构设计思想,对重构机器人的关键技术进行了分析,包括高架关键技术、爬壁关键技术、共通关键技术,并进行了技术对比。最后,以某船厂的实际应用为例,对重构机器人设计指标、重构系统原理、重构机械模块和控制系统重构模块进行了设计与研究。     

运煤列车防冻液喷嘴喷洒特性的研究

扇形喷嘴的结构和特性在防冻液喷洒系统中扮演着至关重要的作用。基于CFD数值模拟并结合单因素试验和正交试验,研究扇形喷嘴的3个关键参数对喷洒特性的影响。单因素仿真揭示了中心线上的射流速度、喷洒角度、喷嘴流量以及截线水含量随各参数的变化规律,并为正交试验因素水平的选择提供了依据;正交试验可以根据设计目标的需要,选择出一个较优的喷嘴结构参数组合,并通过极差分析得到了各结构参数对喷洒特性影响的主次顺序:偏移量是影响扇形喷嘴喷洒特性的最主要因素,半球直径和切槽角为次要因素。     

响应面法优化空气喷嘴雾化流场的数值研究

为提高空气喷嘴的喷涂性能,采用计算流体力学对空气喷嘴与喷涂面之间的雾化流场进行数值模拟,并结合响应面法对喷嘴的结构参数与工况参数进行总体优化。首先搭建热线风速仪测速实验台验证数值计算模型的准确性,然后设计三因素的中心复合试验,建立以塑形气孔斜面倾角α、环形气孔压力p_1、塑形气孔压力p_2为设计变量,以喷涂面中心压力p_c为目标变量的响应面回归模型与数学优化模型,进而对喷嘴的结构参数与工况参数进行优化,求得喷嘴特征参数的最优组合。结果表明:利用响应面法对喷嘴特征参数进行优化设计可有效改善喷嘴的雾化流场,优化后的喷涂面中心压力降低了57.6%,有利于均匀喷涂;通过分析响应面图,可总结出各特征参数对喷涂性能的交互影响规律。     

喷淋流场数值模拟正交试验设计方法

为了提高湿平整机辊面与带钢之间的润滑效果,现针对一种结构复杂精密的扇形喷嘴进行建模,利用数值模拟的方法对其喷射特性进行研究,得出其喷射性能;针对其喷射性能在喷射梁上对喷嘴进行合理布置,采用正交试验法对喷嘴间距l、喷嘴的旋转角度α、喷嘴距离带钢表面的高度h、喷嘴距辊心长度b 4个因素对平整机喷淋流场的影响进行分析,得出各因素对流场影响的主次关系,筛选出各因素的最优组合。     

船舶外板拖涂爬壁机器人设计

针对船舶外板爬壁喷涂的轨迹涂层保护策略,提出了搭载往复喷枪的船舶外板拖涂爬壁机器人设计。从系统角度,全面对该机器人的拖涂爬壁本体系统、供料及漆雾回收防护罩系统、安全防护系统、轨迹规划等进行了总体设计,并分别对每个部分的设计问题进行提炼分析,提出相应的解决方案。这种爬壁机器人设备,能够模拟人工作业,并可以根据双机作业控制流程进行多机联动附壁作业,为机器化在船舶智能制造生产中的实际应用提供了参考。     

基于不同收缩曲线的圆射流流场拟序结构分析

为了分析不同的收缩曲线对喷嘴外部流场中流场结构的影响,利用大涡模拟方法,对具有正弦曲线、双三次曲线、维多辛斯基曲线的收缩段的外部流场进行了数值模拟,通过对比分析,正弦曲线喷嘴出口处的速度分布、湍流强度分布均优于其余两种曲线,并且其初始剪切层较薄,外部流场中涡环的卷起、配对现象明显,正弦收缩曲线的收缩段的外部流场的模拟结果与实验图像结果基本相符。     

纯高压水射流除锈喷嘴的数值模拟及优化试验研究

利用FLUENT对3种目前常用于工业管道内壁高压水射流除锈的锥形、圆柱形和锥直形喷嘴的水射流流场进行数值模拟分析,然后对射流流场特性最好的喷嘴型式采用正交试验得出其最佳结构尺寸。结果表明:锥直型喷嘴的水射流流场特性最好,流体速度在喷嘴收缩段迅速增加,在水平过渡段出现等速流核区,在半径方向上的径向速度无明显波动,更利于除锈;喷嘴锥直形长度L为17 mm,水平过渡段长度l为6 mm,喷嘴直径d为1 mm,收缩角α为16°除锈效果最优。     

相控阵超声检测用喷水耦合喷嘴的优化设计

为提高相控阵超声检测系统对风电叶片等大型构件的检测精度，设计了4种不同结构的矩形出水口喷嘴，通过数值仿真对比分析了各个喷嘴的流动特性。分析发现应用维多辛斯基曲线作为引导进行流道内表面设计的喷嘴，其流束发散最慢，射流最稳定。为降低加工成本，基于道格拉斯-普克算法将理想的维多辛斯基曲线简化为一种分段式折线，并进行试验验证。结果表明，简化后的喷嘴与应用维多辛斯基曲线的喷嘴性能接近，射流稳定性好，具有实际应用价值。     

镀膜机雾化喷枪喷涂流场特性分析研究

空气雾化喷涂技术在手机屏幕的防水防油防指纹涂层、防爆涂层喷涂等工艺上有着极为重要的作用。为了提高手机玻璃屏幕防水涂层的喷涂稳定性和涂层均匀性,对空气雾化喷枪的喷涂流场特性进行仿真分析与研究。对某公司一款纳米镀膜机的KA-2自动喷枪进行拆解,根据测量的数据和喷枪实物的零件形状,建立喷枪的三维模型。在Fluent软件中建立雾化流场的双相流物理模型,使用VOF-DPM模型分析气相和液相在流场中的相互作用,对雾化压力和扇面控制压力做出改变,研究在不同参数下喷涂流场中气流速度的变化和流场分布,进行CFD流场仿真分析。最后得出当扇面控制气压在0.02~0.04 MPa、雾化气压在0.1~0.15 MPa时,喷涂图案效果最佳的结论。     

不同冷却喷雾场下硬质涂层刀具切削蠕墨铸铁性能研究

研究在复合喷雾油膜附水滴冷却时,3种不同结构喷嘴的喷雾场及在硬质涂层刀具切削蠕墨铸铁过程中的切屑流向,并分析刀具和喷射位置对切削力的影响。研究表明:与普通圆柱型和扁平型喷嘴相比,尖嘴型喷嘴的雾化效果更佳,无大液滴现象,喷雾集中,连续雾化稳定。在硬质涂层刀具切削加工蠕墨铸铁过程中,当喷雾场只作用于刀具前刀面时,普通圆柱型喷嘴和尖嘴型喷嘴有良好的断屑作用;而尖嘴型喷嘴和扁平型喷嘴对切屑流具有更好的导向性。相对干切削和冷风辅助切削,尖嘴型喷嘴与外冷复合喷雾条件下切削蠕墨铸铁时,切削力可减小30～60 N,其中喷雾场喷射在刀具前刀面时的切削力最低。不同硬质涂层刀具需要与外冷复合喷雾的喷射位置相互匹配以达到最小的切削力。      

五自由度机器人高效均匀曲面喷涂方法

针对被喷涂对象是平缓光滑的曲面,给出了一种高效均匀的喷涂方法.使用五自由度机器人,采用特定算法在喷涂过程中保持喷头垂直于喷涂面,且喷涂距离恒定.合理设计喷涂路径,进行等距喷涂,从而提高喷涂的效率和均匀度.以NURBS作为曲面的描述方法,采用"之"字形或者"回"字形路径规划,计算喷头运动插补点,采用泰勒展开式保证步长恒定...     

基于CFD的液氮消防喷嘴两相流数值分析

为了研究液氮消防喷嘴的射流特性,对氮气和水混合喷射的两相流喷嘴建立数学模型和几何模型,利用计算流体力学的方法对气液两相流射流流场的速度、压力、密度等物性参数进行数值模拟仿真分析。并改变喷嘴的入口、出口以及总长度等参数进行仿真,对比不同参数时的射流速度,从而得到喷嘴的最佳尺寸参数。压力仿真云图的结果表明,喷嘴弯折处易出现负压,因此在设计时应将喷嘴设计成曲线型。     

新型内吹环的设计与多喷嘴内吹环流场分析

针对车间喷嘴吹扫镀锌钢管内部多余锌粒时,出现的消耗大、喷管出口速度低、吹扫效率低等问题,设计一种新型的内吹环结构。这种结构由4个喷嘴组成,每个喷嘴的结构内轮廓为B样条曲线,喷嘴出口采用椭圆形结构。对原内吹环与新型内吹环进行流场仿真,仿真结果表明:新型内吹环的吹扫效果要高于原内吹环。并且研究了内吹环出口到管口的距离、喷嘴压力以及喷嘴出口直径对于流场的影响。其结果表明:靶距为40 mm的吹扫效果要优于20和30 mm,内吹环压力为0.6 MPa时射流速度大于压力为0.3和0.15 MPa,出口截面积越小吹扫效率越高。     

打印喷头优化设计与喷嘴有限元仿真

简要介绍了以壳聚糖为基材的生物打印机整体结构,对该打印机的打印喷头进行结构设计.针对喷嘴内部壳聚糖溶液的流动特性,对4种常用喷嘴内的流道进行有限元仿真,选出一种具有最优内部结构的喷嘴.分析最优内部结构喷嘴,根据分析结果对最优内部结构喷嘴进行结构优化.对优化后的最优喷嘴进行有限元仿真.结果表明:优化后,减小了喷嘴内部的最...     

大型风力机复杂叶片机器人自动喷涂路径规划

为缩短传统叶片制造过程中喷涂工艺所花的时间,设计一种单导轨双悬臂式单枪喷涂机器人,并制定一种针对大型复杂风力机叶片进行机器人自动喷涂的方案。先建立所喷涂叶片的三维模型,然后通过喷涂工艺参数和模型曲面外形特征来设计喷涂轨迹,再从轨迹线条中提取能够表示关键特征的三维坐标点数据,接着采用D-H参数对喷涂机器人进行建模,求取了运动正、逆解,从而把笛卡尔坐标系下的三维坐标转化为机器人关节参数。最后在此基础上通过RobotStudio软件进行仿真实验,验证喷涂工作是否顺利完成、所截取的插补点位、轨迹间隔是否合理,为大型叶片自动喷涂装置的研制提供参考。     

飞机进气道喷涂离线编程技术研究

为了解决我国航空制造业中飞机进气道喷涂环境恶劣、效率低下以及涂层精度差等问题,开发一种飞机进气道喷涂离线编程系统。提出利用VC++语言的CATIA二次开发方法,基于喷涂宽度一致原则,根据进气道结构特点和喷涂算法制定了进气道的喷涂轨迹路线;进行了喷涂轨迹的模拟实验,并在模拟中采集并输出喷涂轨迹点三维坐标,将轨迹点三维坐标传输到喷涂机器人控制器即可实现喷涂作业。实际喷涂效果表明:该机器人离线编程系统不仅具有实际可行性,而且具有改善工人工作环境、涂层精度高以及缩短喷涂时间等优点,适用于不同型号飞机的进气道喷涂作业中。     

基于MATLAB曲面喷涂厚度仿真研究

针对机器人示教喷涂效果未知问题,进行了曲面喷涂厚度仿真研究。建立喷枪模型,在示教路径给定的情况下,利用MATLAB编写曲面单点喷涂厚度算法并进行仿真程序开发。利用SolidWorks建立曲率连续变化的曲面模型并获取曲面数据,应用仿真程序对设计的曲面进行喷涂仿真实验,根据经验预测仿真结果,最终实验结果与预测一致,证明仿真程序具有实用性。     

盘式蚊香喷药机的研制

针对蚊香生产工艺研制一种喷药设备,对盘香毛胚喷洒驱蚊药液.阐述该蚊香喷药设备的工作原理及优点；详细分析喷药量控制原理；设计新型的扇形喷嘴,使喷射液流从原来的圆锥形变成扇形狭长带状液流,保证蚊香毛胚上药液喷洒均匀,并推导出单盘蚊香毛胚上的喷药质量计算公式.进行样机制作和喷药实验,结果表明:使用该设备能使单盘蚊香的驱蚊药液用量得到有效控制,在保证驱蚊效果同时节约资金成本.