气泡羽流摆动特性及附壁效应研究

针对气泡发生器中气泡在上升阶段发生的摆动现象会影响气泡生成效率的问题,利用流体体积函数(VOF)模型模拟了水槽内气泡生成和上升过程,研究了通气速度、气泡孔口直径和水槽高宽比对气泡羽流的影响,探究气泡的摆动特性和偏移程度。结果表明,气泡羽流摆动的最大偏移量与弗劳德数和水槽宽高比呈指数衰变关系;而最大偏移量对应的偏移角度与弗劳德数和水槽宽高比呈多项式关系。根据所得数据拟合得到相关经验关系式,给出了不同弗劳德数和水槽宽高比对应的气泡摆动特性的规律。     

基于FDM的塑料制品3D打印电能消耗及时间效率研究

为了研究熔融沉积(FDM)打印塑料制品的电能消耗及打印时间效率,设计了三类共32个模型进行试验,分别得出不同模型形状、不同模型高度和截面大小、不同模型摆放位置时的FDM打印塑料制品的电量及打印时间的消耗数据。结果表明,在打印同形状同体积模型的情况下,模型高度越高耗时越长;在打印不同形状同体积同高度的情况下,正四棱柱耗时最短,圆柱与正四棱柱耗电量最低,而正三棱锥耗电量最高。当模型以45°角摆放时能耗最低。耗电量的变化与高度和截面的变化之间基本上是线性的关系。论文的研究有助于对打印模型结构进行设计和改进,以减少FDM打印过程的电量及打印时间的消耗,节约成本。     

唇形密封轴表面方向性微孔的润滑特性

为研究方向性微孔对唇形密封润滑特性的影响,建立了遵循质量守恒的JFO空化边界条件的唇形密封润滑理论模型,采用有限单元法求解雷诺控制方程,获得了泵汲率、摩擦力等性能参数,对比分析了椭圆形、矩形、菱形、等腰三角形4种不同形状方向性微孔织构唇形密封的润滑特性。结果表明:微孔结构对称于轴切向时泵汲率为零,而与轴线呈45°倾斜时具有最大泵汲率;微孔结构沿轴切向形成的油楔尺寸最小时,具有最小摩擦力;增加微孔深度将使泵汲率下降,但能减小摩擦力;增大形状因子既可以提高泵汲率,又能减小摩擦力;相同条件下,矩形微孔具有最大泵汲率和最小摩擦力。     

基于单片机的角度控制装置设计

基于ATmega16单片机设计由磁力带动的角度控制装置,给出了硬件组成与结构、软件工作流程。装置的控制角度误差小于3°,摆动周期误差小于0.2s。     

全钢载重子午线轮胎接地压力分布的仿真研究

以12R22.5全钢载重子午线轮胎为例,利用CAD,Tyabas和Abaqus软件建立有限元分析模型,研究胎冠弧角度、断面宽和零度带束层膨胀率对轮胎接地压力分布的影响。结果表明：随着胎冠弧角度的增大,轮胎接地面积和接地形状矩形因数增大,最大接地压力和平均接地压力减小;随着断面宽的增大,轮胎接地面积和接地形状矩形因数先增大后减小,最大接地压力减小,平均接地压力先减小后增大;零度带束层膨胀率可以控制其附近部位的刚性,从而影响该部位的接地印痕形状,随着零度带束层膨胀率的增大,轮胎接地形状矩形因数先变化不大后减小,最大接地压力和平均接地压力先变化不大后增大。     

基于ANSYS的汽车座椅调角驱动器壳体结构可靠性分析

鉴于汽车座椅调角驱动器壳体是起着安装、承载和保护内部传动部件作用的重要零件，其结构强度的好坏直接影响着调角驱动器的技术性能及使用寿命，因此，需对汽车座椅调角驱动器壳体的结构可靠性进行有限元分析。以某企业的一款新型调角驱动器产品为研究对象，以壳体的最大应力小于135 MPa和最大变形量不大于1 mm为评价标准，综合运用NX10.0，ANSYS19.0等软件，在详细分析该壳体受力情况的基础上，确定模型的边界条件，完成了壳体的结构静力学分析，并得到了工作状态下壳体的应变云图和应力云图。有限元计算结果表明，该壳体的最大变形量为0.856 893 mm，最大等效应力为116.269 MPa，均满足评价标准的要求。壳体的最大变形区域位于零件的右下侧部位，壳体的应力最大区域则位于壳盖顶面的中间部位以及边沿区域。可见，该壳体零件的强度、刚度均完全符合设计要求，所开发的新产品结构设计合理。     

电子设备电磁兼容仿真建模的特点

对电磁屏蔽仿真建模应考虑的主要因素进行讨论,分析同面积不同形状时孔洞对屏蔽效能的影响。     

基于多楔现象的微孔端面机械密封泄漏率分析及孔形设计

微孔的几何形状对微孔端面机械密封泄漏率有较大的影响,所以基于楔效应理论研究了微孔几何形状与泄漏率的关系。首先,应用等边三角形多楔现象的研究方法,对椭圆形、菱形、矩形、等腰三角形四种方向性微孔的多楔现象进行了分析,椭圆形、菱形和矩形微孔表现为中心对称两楔性质的微孔,等腰三角形微孔表现为非中心对称两楔性质的微孔。然后,分析了多楔现象对回吸率、回送率和泄漏率的影响,发散性楔形成的低压区是回吸率的主要影响因素,收敛性楔形成的高压区是回送率的主要影响因素,泄漏率受前两者的综合影响。最后,基于对多楔现象的理解,选取回吸能力最强和回送能力最强的两个楔形结构进行组合,设计出一种新的微孔,相比于原来的四种方向性微孔,其泄漏率最小。     

基于LBM的液滴撞击液膜数值模拟

结合格子玻尔兹曼方法(LBM)与VOF法对液滴撞击液膜的过程进行数值模拟。对不同分子结构下液滴撞击液膜的铺展、水花的形成以及飞溅等现象进行了分析描述,定量地讨论了水花飞溅的高度以及液滴撞击后在液膜上的铺展直径,并在此基础上对不同形状液滴撞击液膜的动态特性和最大涡量进行分析。结果表明:液滴在空气中撞击液膜更容易产生水花并伴随二次小液滴的产生,且铺展直径最大;液滴在氦气中仅会有水花产生,说明液滴在氦气中水花的飞溅受到了抑制;液滴在氮气中溅起的水花比甲烷高,但其铺展面积相近。在不同形状的液滴下,AR值较大的液滴不会出现射流现象,扁椭圆液滴撞击液膜后产生的最大涡量值更大。     

轮胎-地面静态接触的有限元分析

建立了一个钢丝增强橡胶轮胎结构伯有限元静态分析模型,并列举了３种不同粗细网网格（１６７,１８２和３１３节点）划分的实例。结果表明,用不同有限元网格计算的轮胎最大截面宽度、接地总反力及接地面积随下沉量变化的结果是一致的,因此可用较少的网格（如１６７节点）来完成相应的计算,并可达到预期的结果,轮胎接地压力分布、接地面积及形状丰趋势上与文献报道的一致,说明此模型有效可靠。     

SrTiO3陶瓷中晶粒三维形状的评估方法

根据SrTiO3陶瓷中晶粒以{100}和{111}晶面为主要晶界的结晶习性,以及晶粒形状随{100}和{111}占晶界面积不同而发生变化的特点,设计了适合SrTiO3晶粒形状特征的晶粒模型.通过对不同形状晶粒的仿真切割,可得到所对应形状晶粒的随机截面,以及能够反映晶粒形状变化的截面形状参数--圆形度.从而建立了晶粒截面圆形度与晶粒形状的关系.在实际应用时,通过测量统计SrTiO3陶瓷切片上晶粒截面圆形度的平均值,来查询晶粒的三维形状.     

涡旋压缩机止推轴承表面微织构对润滑性能的影响

为改善涡旋压缩机止推轴承的润滑性能进而提高涡旋压缩机的效率,在止推轴承表面设计加工了微织构。依据止推轴承结构,建立了止推轴承润滑性能的计算分析模型,运用计算流体动力学方法,研究分析微织构的几何参数、排列形式和结构形状对其最大承载力的影响。结果表明:在不同主轴转速和轴承间隙下,油膜最大承载力随微织构直径的增大而增加,随微织构深度的增加先增大后减小,轴承间隙与微织构深度之间存在最优关系;微织构排列形式对油膜最大承载力有影响,且存在最优排列形式;比较各种微织构表面形状和截面形状可知,矩形微织构和圆弧形截面微织构具有最佳的润滑效果。     

纤维截面形状及集束状态对涤纶黑度的影响

以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纺丝级切片及市售炭黑为原料,采用原液着色法及高速纺丝-拉伸(POY-DT)工艺制备十字形、扁平形、圆形、三角形截面无染黑色涤纶DT长丝,通过对纤维不同截面形状、纤维束间不同堆砌结构及孔隙面积的分析,研究纤维截面形状及集束状态对其黑度的影响。结果表明:制备的异形涤纶DT长丝中三角形纤维黑度最大,十字形纤维黑度最小;异形截面纤维内部有效平均光程从小到大依次为十字形、扁平形、圆形、三角形,截面内部有效平均光程越长,光线碰到炭黑粒子概率越大,光线完全被吸收概率越大,纤维黑度提高;异形纤维束集束孔隙面积从小到大依次为十字形、扁平形、圆形、三角形,纤维束间孔隙面积越大,光线在纤维间光程越长,光线被炭黑及聚酯吸收的概率越大,纤维黑度提高。     

进口四辊钢丝压延机摆动供胶装置改造升级研究

介绍了四辊钢丝压延机设备的结构,阐述了摆动供胶装置的工作要求及旧摆动供胶装置存在的问题,研究了改造方向,设计出新结构的上、下摆动供胶装置,进行了受力分析,正确选择了减速机及驱动伺服电机的型号,做出了安全及润滑方面的设计,描述了改造后的效果。     

汽车动力总成悬置结构设计方法的研究

通过拓扑优化、参数优化、形状优化及限位设计进行汽车动力总成悬置(简称悬置)结构设计。设计过程如下:首先进行拓扑优化,以悬置概念结构作为原始设计方案;然后对悬置结构关键尺寸进行参数优化,使悬置的三向线性刚度偏差均小于3%,满足技术要求;之后对应力集中区域进行形状优化,使y和z向最大主应力有明显的降低;最后结合悬置非线性曲线设计准则进行限位设计,得到最终悬置结构。本研究方法适用于悬置类产品及汽车其他部件的设计。     

注射模浇注系统对成型工艺和塑件质量影响研究

通过筒形结构的塑件CAE模拟分析,设置不同的分流道的形状,浇口形状、位置和数目,研究对于流动、填充时间、最大注射压力、最大锁模力和熔接痕等成型工艺和塑件质量的影响。     

全屏蔽阀门磁力驱动器驱动性能分析

针对化工、核电、航天及航空等领域中,对高放射性、剧毒性介质提出的零泄漏要求,研制了一种全屏蔽阀门磁力驱动器。建立了全屏蔽阀门磁力驱动器的磁场分析模型,得到了磁力驱动器力矩系数、发热功率与磁场密度之间的理论关系式。研究了在不同球阀开度下,各结构参数对磁力驱动器力矩输出性能与发热特性的影响规律。最后,通过试验验证了全屏蔽阀门磁力驱动器理论研究的正确性。     

基于传质传热模型的废轮胎裂解塔设计优化(Ⅱ)优化设计

以达到最大有效传热面积和传热系数为优化目标,利用已建立的多层圆盘结构废轮胎裂解塔的传质传热模型,给出了刮扫面积重叠率、主轴转速、耙杆安装系数、耙叶数目间距及安装角度等裂解塔主要参数的优化设计方法.结果表明,刮扫面积重叠率ξ在区间(0, ξ_c)为宜;主轴转速ω应在保证最终产品质量达标的前提下,选取较高值;裂解塔设计中应尽量采用多耙杆系统;耙叶间距的更优设计方案是使各料环对应临界处理量相等;耙叶安装角度一般取为45°,此时耙叶所受阻力最小,对料环搅拌效果最佳.     

硬段结构对分子链含亲水基团的聚氨酯形状记忆性能的影响

采用自乳化法,用聚酯二元醇、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)或异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)、乙二胺(EDA)、三羟甲基丙烷(TMP)等单体合成了分子链含亲水基团的聚氨酯.用FTIR对聚氨酯进行了结构表征,并测试了胶膜力学性能和形状记忆性能.主要探讨了硬段结构与质量分数,回复温度和多次拉伸-回复对聚氨酯形状回复率的影响.结果表明,聚氨酯分子链内引入苯环或化学交联结构,可以改善材料的力学性能和形状记忆性能;聚氨酯的硬段质量分数有一最佳值,达到此值形状回复率最大;不同硬段结构的聚氨酯达到最大形变回复率的临界硬段质量分数不同,硬段的结构越稳定,其在形状记忆聚氨酯中的质量分数越低.多次拉伸-回复可以提高形状记忆性能.     

垃圾转运集装箱密封条的结构优化分析

针对垃圾转运集装箱在转运过程中存在密封不严的情况,对密封条的结构参数进行了优化设计。运用Ansys有限元分析软件对密封条进行建模、网格划分以及建立边界条件,对不同截面形状的密封条进行应力与应变分析,对密封条的结构和尺寸进行优化。装载运行结果表明,优化的密封条的接触长度增大了44.3%,最大内应力和接触应力分别减小了46.0%和60.2%,耐久性能和密封性能提升,综合成本降低。