同心简垂直发射装置底部导流分析

研究了在同心筒垂直发射装置发射过程中导弹周围高温燃气环境对导弹产生的影响.通过同心筒底部导流结构的设计,减少高温燃气的反射,促进高温燃气的排导,从而减少高温燃气对导弹底部的烧蚀.采用数值仿真方法对两种导流方式进行计算模拟和对比.结果表明,采用导流锥型同心筒对导弹发射过程中的压力和热环境有一定效果.     

Ti-46Al-8Nb合金定向凝固显微组织及选晶器角度对合金片层取向的影响

采用Bridgman炉结合BaZrO₃/Al₂O₃复合模壳对Ti-46Al-8Nb(原子分数/%)合金进行定向凝固，研究了合金的界面侵蚀层形貌、显微组织和物相组成，以及选晶器角度对选晶效果及合金片层取向的影响。结果表明：定向凝固合金底部存在厚10μm左右的侵蚀层，且随着高度增大，合金的氧含量和侵蚀层厚度增加；合金的凝固组织为由γ(TiAl)和α₂(Ti₃Al)相组成的全片层结构且无夹杂物存在；在30°～60°区间内，选晶器角度越小，选晶效率越高，但选晶器角度对合金片层取向与生长方向的夹角没有影响。     

内置导流筒旋流澄清器分离性能研究

为解决传统矿井水处理中悬浮物含量高、粒级细、比重轻且设备占地面积大、工艺成本高等问题,提出用内置导流筒旋流澄清器来处理污水,加入导流筒来增加颗粒碰撞几率,延长絮凝时间。通过对比试验探明加入导流筒可以有效提高旋流澄清器的分离性能,并通过试验研究其结构参数和操作参数对分离性能的影响规律。结果表明:内置导流筒外径、导流筒倾斜角、导流筒插入深度、进口速度对分离性能影响较大;并采用正交试验得出最佳组合。在导流筒外径180 mm,倾斜角2°,插入深度50 mm,进口速度0.93 m/s工况下,处理悬浮物含量约为800 mg/L,浊度约为80 NTU的煤泥水时,悬浮物含量降低到36.2 mg/L,浊度降低到7.7 NTU。     

带导流筒连续式搅拌槽固液混合特性的CFD研究

利用CFD方法对带导流筒连续式搅拌槽内的固液混合特性进行数值模拟,考察了导流筒位置、长度和直径,进料口的轴向位置和径向位置对浓度标准差(σ)、混合时间(T)、单位体积搅拌功率(P_r)和湍动能(k)的影响。结果表明:随着导流筒位置的升高,σ逐渐减小,T先增大后减小,P_r和k减小;随着导流筒高度的增加,σ和T先减小后增大,P_r和k减小;随着导流筒直径的增大,σ逐渐减小,T增大,P_r和k增大。随着进料口距液面距离的增大,σ先减小后增大,T减小,P_r和k减小;随着进料口距搅拌轴中心距离的增大,σ增大,T先增大后减小,P_r和k减小。σ和T越小,P_r和k越大,混合越均匀。综合考虑各因素,导流筒位置为15 mm,筒高比为0.333,筒径比为0.567-0.6,进料口的轴向和径向距离分别为50mm和15 mm时,固液混合性能最好。     

铈在铝铜合金凝固过程中的作用

本文在定向凝固的条件下考察了稀土元素Ce对Al-Cu合金平面生长、胞状生长及枝晶生长的界面稳定性,一次及二次枝晶间距的影响;借此探讨了一般微量合金元素在凝固过程中的作用。研究表明,Ce降低Al-Cu合金的界面稳定性,平面生长时,临界G/V值与Ce含量关系的回归处理结果是：G/V＝0.38[4.5＋(2～3)C (Ce)]（Al－4.5%Cu）。Ce含量较小时减小一次枝晶间距,但含量较大时反而增加一次枝晶间距。随着Ce含量的增加,二次枝晶间距减小。分析表明,只有当微量合金元素的平衡分配系数k很小及C 0/k较大时,才会对合金的凝固过程产生明显影响。     

紧急停机工况下风力发电机系统动态特性分析

以NREL 5-MW风力发电机为研究对象,综合考虑叶片和塔筒柔性、随机风载和控制策略,利用Simulink和FAST建立包含结构动力学和空气动力学的风力发电机系统耦合动力学模型。研究叶片卡死故障紧急停机工况下风机动态特性,分析停机时叶片参数对动态特性影响规律。结果表明:叶片卡死故障紧急停机工况下,塔筒底部受到较大反向冲击载荷,塔筒底部绕Y轴最大弯矩随故障叶片在停机初始时刻的方位角呈现周期性变化,变桨速度越大,风轮和塔筒底部受到的载荷也越大,停机时间越短;与正常停机工况相比,叶片卡死故障紧急停机时机舱X方向振动变大,其振动频率除了0.326 Hz塔筒前后(X-X)弯曲频率外,还出现0.668 Hz叶片一阶摆振频率,主轴俯仰力矩增大,塔筒底部绕Y轴最大弯矩及风轮最大推力减小。     

提升管CSVQS环流预汽提器的CFD优化

针对原结构尺寸的环流预汽提器实现中心气升式环流时颗粒分布不均匀,环流效果较差,基于欧拉-欧拉双流体模型,应用CFD软件,对提升管CSVQS的环流预汽提器的结构进行了优化。结果表明,随着径高比D/H的增加,导流筒区与环隙区的固含率呈增加趋势;但若D/H过大,却不利于环流,取D/H=0.65~0.69。与原结构相比,当环隙区面积与导流筒区面积比S1/S2=0.97时,颗粒分布明显均匀,环流效果较好,有利于环流床内的气固充分混合接触,取S1/S2=0.95~0.99。与导流筒径高比和环隙区面积与导流筒区面积比相比,导流筒下端距莲蓬式气体分布器的距离H1对颗粒分布的影响较小,但当H1=120mm时,导流筒区和环隙区的颗粒分布更接近静床层时的颗粒分布,取H1=115~125mm。     

高精度蓝宝石卧式粘料机设计

针对在蓝宝石晶棒切割成片的过程中由于无法准确控制晶棒端面的晶向,导致晶棒切割成片后晶片精度达不到加工要求的问题,依据布拉格方程和晶体几何学原理,设计出了高精度蓝宝石卧式粘料机。该设备主要分为左右两部分：左侧包括一个轴向转动结构和滑动装置,可对晶棒端面的Y方向进行调节和修正;右侧主要包括一套压紧装置和水平调整机构,对晶棒端面的X方向进行调节。晶向调整好后直接在右侧的X光下进行准确粘接。经试验表明：切出的晶片晶向角度基本上都在正负3分以内,满足要求。     

高能离子束辅助沉积制备钛纳米膜

用离子束溅射沉积和高能离子束辅助沉积方法制备了具有择尤性的钛纳米薄膜,并采用原子力显微镜、X射线衍射仪和俄歇电子谱仪研究了试样表面预处理、离子束流和温度等离子束工艺参数对钛薄膜结构的影响。结果表明：离子束溅射沉积的钛膜在[002]和[102]晶向上呈现出明显的择尤生长现象,并分别在该两个晶向上表现出纳米晶型和非纳米晶型结构;当用高能离子束辅助沉积时,[102]晶向择尤生长现象消失,且钛膜的结构对束流变化较为敏感,束流较低时,钛膜为纳米结构且择尤生长现象减弱,而束流增加时晶粒长大,择尤生长现象叉增强。另外钛膜容易受到氧的污染,并随辅助离子强度增加而增强。     

柔性支承结构建模刚度及塔筒风载荷对偏航轴承载荷分布的影响

为研究风力发电机偏航轴承有限元计算模型中,柔性支承结构建模刚度及塔筒风载荷对其载荷分布的影响,建立了兆瓦级风力机偏航轴承三维实体模型,并利用Hypermesh前处理,在Ansys环境中建立滚珠滚道非线性接触模型,并通过赫兹接触理论算法验证了该有限元模型的正确性。在此基础上,讨论约束系统刚度改变、塔筒风载荷等因素对轴承载荷分布及疲劳寿命等性能的影响。研究结果表明:随着轴承柔性支承结构(塔筒)有限元建模长度的增加,轴承滚子受载降低,波动减缓,同时理论疲劳寿命增加,当塔筒建模长度≥3Dt后,结果趋近于稳定。当考虑风载作用塔筒上产生的塔筒风载荷与叶轮风载荷联合作用时,计算结果表明此时迎风面偏航轴承接触载荷降低,背风面增加,总体对疲劳寿命有改善作用。     

铝-铜二元合金定向凝固的相场模拟

基于KKS模型,采用相场和溶质场耦合的方法,对铝-铜二元合金的定向凝固过程进行了模拟。为了简化计算,采用了温度冻结近似;研究了各向异性、界面厚度、界面能等参数对界面形态和微观偏析的影响。结果表明:在各向同性的情况下,晶体生长为浅胞状枝晶生长;当引入各向异性后,随着各向异性系数的增大,晶体生长由浅胞状枝晶向深胞状枝晶转变;随着界面能和界面厚度的增加,胞晶间的凹坑变浅,晶体生长由深胞状枝晶向浅胞状枝晶转变。     

激光切割对TWIP1180钢组织和力学性能的影响研究

通过激光切割技术切割TWIP1180钢,研究并讨论了激光切割对TWIP1180钢组织和显微硬度的影响规律。结果表明,TWIP1180钢经过激光切割使试样边缘组织通过亚晶界迁移出现层错和共格孪晶界面,形成大量的孪晶组织,硬度值为323 HV。切割试样边缘与基体的过渡区域由等轴晶和孪晶组成,硬度值为341 HV。随着与激光切割边缘距离的增加,孪晶数量减少,晶粒尺寸逐渐趋于原始母材,硬度值降低到305 HV。     

直拉单晶硅体生长过程中的控氧技术研究

单晶硅的氧含量及其均匀性可显著影响各种硅基器件的性能,也是在硅晶体生长过程中较难控制的参数。本文分析了直拉单晶硅生产过程中氧杂质的引入机理及其对晶体质量的影响,并通过改变氩气流量或炉内压力、热场几何尺寸、埚位、晶体转速和坩埚转速等拉晶条件,以及采用相应的磁拉技术来控制晶体中的氧含量及分布均匀性,提高晶体的质量。     

激光熔覆Inconel718合金涂层与基体界面的组织及力学性能

研究了激光熔覆Inconel718合金涂层与基体界面的微观组织及力学性能,结果表明：由于强化相的溶解,热影响区的硬度及强度降低,典型激光熔覆工艺条件下,扫描速度越快,热影响区越窄;熔覆层底部无平面晶组织,熔合区结合致密,化学成分一致,组织过渡平滑,熔覆层内部为枝晶组织,晶间有较多的Laves相,硬度较热影响区高;时效热处理后,热影响区及熔覆层的强度接近原始基材,界面区域力学性能过渡的平滑性改善。     

水热共还原法合成一维Sb2Se3纳米单晶带和单晶棒

采用水热共还原法在105-180℃合成了宽度为40—100nm的Sb2Se3纳米单晶带和直径为100—250m的纳米单晶棒。用X射线衍射、透射电镜和高分辨电镜对所得的产物进行了表征。结果表明：Sb2Se3单晶带和单晶棒是结晶程度良好的纳米晶，单晶带和单晶棒的生长方向为[001]；纳米结构形貌和尺寸随合成温度的改变而变化；并提出了Sb2Se3单晶带和单晶棒的生长模型。     

退火过程中均质和异质结构纯铜晶粒的生长

通过相场模型和理想晶粒生长模型,模拟了均质结构及异质结构(梯度结构和双峰结构)纯铜在退火过程中的晶粒生长.结果表明:晶界能垒变化对均质结构晶粒生长速率的影响较小;退火时间大于600 s时,均质结构晶粒的生长速率有一个较大的阶梯性变化;对于异质结构晶粒,晶界能垒越大,晶粒生长越慢;梯度结构中,小晶粒的生长速率最快,中晶粒的次之,大晶粒的最慢,且晶粒尺寸越大,晶界能垒对生长速率的影响越小;双峰结构中,晶界能垒对粗晶生长速率的影响较细晶的大,增加粗晶数目,细晶的生长速率明显降低,粗晶的生长速率增加.     

ZDO—101型氧量测定仪性能研究

讨论了用氧化锆固体电解质氧浓差电池测定气体中氧含量时，还原性气体杂质影响测量准确度的原因，研究了净化杂质的技术。以不同方法配制样品气，验证了了净化技术的效果及仪器测量的准确度和重复性，对仪器的结构、电测系统及其特性作了介绍。     

含外导流筒换热器筒节结构失稳临界压力分析

采用规则设计及有限元非线性分析方法对外导流筒换热器筒节结构临界失稳压力进行设计分析,系统地讨论了不同结构参数L_1/D_i、D_i/t_1、t_2/D_i、ρ_t对筒节失稳临界压力P_(cr)的影响规律。研究结果表明,本筒节结构基于规则设计近似得出的P_(cr)值过低,结果具有较大的保守性;一定参数范围内P_(cr)随t_2/D_i增大,D_i/t_1减小及L_1/D_i减小而增大;布管率ρ_t在0.9附近,P_(cr)达到最大;通过析因分析得出影响P_(cr)各因素的权重度为D_i/t_1L_1/D_iρ_tt_2/D_i。结论为含外导流筒换热器筒节设计提供参考。     

CFD在生物反应器结构优化改进上的应用

降低微藻生物质积累成本是解决微藻生物柴油技术产业化发展的关键技术之一。气浮开发式跑道池光生物反应器是最具被运用于大规模培养潜力的反应器之一。文中借助计算流体动力学(CFD)对影响微藻生物质积累的反应器结构和尺寸进行优化改进,研究了进气口位置设计和添加导流板结构对反应器流场分布的影响。模拟计算结果表明:添加导流板结构和将进气口位置对称设置在反应器长度方向的拐弯处都能较好地改善反应器流场分布,提高平均速度,降低死去比例,有助于微藻生物质积累;添加导流板的平均速度比无导流板时提高了14.6%,死区比例为无导流板时的5.7%。     

蓝宝石晶体掏棒机内冷式刀柄辅具结构研究

因蓝宝石晶体硬度为莫氏9级,仅次于最硬白金刚石,蓝宝石晶体掏棒加工中会产生很高的切削热量,筒刀和晶体必须进行筒刀内部和外部同时强力冷却,才能保证掏棒加工的稳定性和晶棒质量。所以蓝宝石晶体掏棒加工中要解决的关键技术问题之一,是内冷式刀柄辅具结构的研究、设计、试制、改进和联机使用。