轧制吹扫喷嘴结构仿真优化

为优化吹扫用喷嘴内部结构,改善吹扫效果,运用CFD软件对几种典型结构的喷嘴的内部流动进行了有限元仿真,得到了相应的流动特性参数等结果。对比分析了仿真结果,结合各种结构的加工工艺性,提出了渐进抛物线型截面的喷嘴结构方案。最后通过试验数据,证明了采用该结构的喷嘴具有一定的优越性。     

重油催化裂化进料雾化喷嘴出口结构对喷嘴性能的影响研究

采用Fluent软件,基于欧拉-欧拉方法的VOF多相流模型对喷嘴的内部流场进行仿真分析,研究喷嘴出口段结构参数对喷嘴性能的影响;在确定喷嘴出口段最优结构的基础上,应用基于欧拉-拉格朗日方法的DPM模型对喷嘴的外部雾化射流区域进行了雾化状态分析,并探究了喷嘴的雾化机制.结果表明:出口锥角θ=51°时喷嘴的性能最优,平均速度为101.19 m/s,湍流强度为2141.1％,达到最大值;出口长度L2=20 mm时喷嘴的性能最优,速度为101.03 m/s,湍流强度为2121％;出口直径d2=25 mm时喷嘴性能最优,平均速度为101.49 m/s,湍流强度为2101％,且出口直径d2对喷嘴的雾化性能影响最大.并根据优化后的结构尺寸进行了5:1比例缩小的实验,对喷嘴内部液相流动状态呈四点分布进行了验证,同时喷嘴外部雾化液滴分布锥角与仿真结果误差为3.81％,雾化液滴粒径最大误差为3.67％.     

磨料射流喷嘴压力场与速度场的研究

为提高磨料射流抛光加工过程中的可靠性和效率,对在磨料射流加工中起到重要作用的喷嘴进行研究具有重要的意义。该文在分析喷嘴射流机理的基础上,针对典型的喷嘴进行仿真研究,得到了喷嘴内部压力场和速度场的分布情况,同时采用有限元对喷嘴结构参数进行数值模拟分析与比较,得出不同结构参数对于流体性能的影响。最后对该仿真方法的可靠性进行了实验验证,并给出了误差率,证明了在该文中所使用的仿真方法具有可靠性,为进一步研究磨料射流喷嘴提供了实用的价值和有效的方法。     

3D打印机送丝机构和喷嘴协同优化研究

为提高3D打印机出丝的连续性与稳定性，提出送丝机构和喷嘴协同优化方法，克服了已有的打印机喷嘴和送丝机构单独优化而忽略两者之间耦合效应的不足。以喷嘴加热段长度、散热段长度、出口长度、送丝速度为优化参数，以喷嘴截面平均速度和平均温度为优化目标，设计正交试验，进行流体仿真。为快速得到最优方案，基于神经网络与NSGA-Ⅱ算法进行优化分析，结果表明：加热段长度为6 mm、散热段长度为4 mm、出口长度为0.7 mm、送丝速度为4.5 mm/s时，最大喷嘴截面平均速度为78 mm/s，最大平均温度为208.39 ℃，最大平均速度提高2.6%，最大平均温度提高1.22%。以最佳工艺参数组合进行流体仿真验证，结果表明：喷嘴截面平均速度与温度确实明显提高。     

基于数值模拟的热喷嘴热平衡分析及优化设计

运用大型通用有限元分析软件ANSYS Workbench对注射模中的热流道热喷嘴主体结构进行热平衡分析,探索热喷嘴中加热线圈的缠绕方式对热喷嘴整体温度场的影响,并通过对分析中的最优结果进行试验,验证有限元分析的可靠性,从而指导热喷嘴产品的设计。     

铝电解预焙阳极组电-热场仿真及钢爪优化研究

本文针对某铝厂200kA电解槽存在阳极钢爪压降偏高、电流分布不均等问题,运用大型有限元软件ANSYS建立阳极组电-热耦合计算模型,对仿真结果进行分析,研究了钢爪外部结构及内部结构对钢爪压降、阳极组压降以及电流分布均匀性的影响;对钢爪外部结构进行优化,得出钢爪横梁的最优尺寸为高度H=140mm、厚度D=130mm,对于高度550mm的新极,采用该尺寸钢爪横梁比原始钢爪降低阳极电压约9.9mV;通过对钢爪内部结构进行优化,得出新型钢爪,新型钢爪相较于原始钢爪,爪头电流分布不均由11.9%变为基本一致。     

偏心圆变量式高压大流量径向柱塞泵的动态流场的有限元分析

偏心圆变量式径向柱塞泵是一种高效节能新型液压泵,已被成功应用于大流量高压液压传动系统中。介绍了11个柱塞偏心圆变量式的一种新型径向柱塞泵(35 MPa、500 m L/r)的工作原理及其机械结构,利用三维建模软件Pro/E,建立该泵的三维立体模型,采用有限元软件Fluent-3D对该泵稳定工作时的内部的速度场和压力场的动态特性进行分析,得到了该柱塞泵稳定工作时的内部的压力场、速度场分布图。依据仿真结果,对泄压槽的结构做了优化改进,改进后的有限元分析结果表明,该泵的压力冲击现象得到明显改善。     

基于热机耦合的气缸盖结构优化设计

发动机缸盖的结构对其工作可靠性有很大的影响,为提高缸盖的强度,首先建立了缸盖的三维模型,然后基于热机耦合原理分析了该缸盖结构的温度场与应力场,随后采用数值分析的正交实验法,构建了6因素5水平的正交实验表,通过极差分析方法中的综合平衡法得到缸盖关键部位尺寸的最优组合,最后对最优尺寸缸体结构进行了有限元仿真,结果表明,优化尺寸后的应力值比原始结构降低了15%,为缸盖的结构设计提供了一定的参考。     

液压系统油液在线监测电容传感器的优化设计

设计了圆弧型极板油液监测电容传感器的结构,应用电磁场理论对传感器的电容值及检测场的灵敏度进行了计算和分析;应用ANSYS有限元分析软件,对传感器内部的电势分布和场强分布进行了仿真,得到与计算结果相一致的传感器特性,即传感器检测场内部灵敏度分布不均,在靠近极板边缘处灵敏度高,在中心处灵敏度低。应用正交实验法,对此结构传感器的主要参数进行了优化,得到了一组最优的结构参数,同时提出了传感器两对极板相错90°的极板优化排列方案。     

提高桌面3D打印机效率的研究

目前桌面3D打印机受到了许多领域的关注,但由于桌面3D打印机是通过逐层累加的方式来构造实体,所以与传统的切削加工相比,熔融沉积成型的桌面3D打印机生产效率较低。为提高桌面3D打印机的生产效率,提供了一种优化零件构建时间的方法。即通过零件表面采用直径为0.4 mm的喷嘴进行成型加工,填充区域采用直径为1.2 mm的喷嘴进行成型加工,并与现有单喷头方法进行对比实验,发现该方法在保证表面粗糙度不变的前提下能大幅度缩短构建时间。为提高桌面3D打印机效率提供了一种新思路。     

薄壁GH3536尾喷管组焊变形控制工艺优化仿真

基于SYSWELD仿真平台,利用热-弹-塑性有限元法和固有应变法进行仿真优化,研究焊接工艺对薄壁GH3536尾喷管组件焊接变形的影响。首先进行平板对接工艺试验和热-弹-塑性有限元仿真计算,对焊接热源模型进行校核,获得不同焊接工艺下典型接头的平均固有应变和修正的材料热膨胀系数。建立全尺寸三维尾喷管组件的焊接有限元模型,基于固有应变理论的弹性有限元方法,利用平板对接获得的材料热膨胀系数,计算焊接工艺参数与焊接约束对尾喷管组件焊接变形的影响。结果表明,焊接电流为40A时,薄壁GH3536平板对接焊接头固有应变值最小为0.00660mm,此时尾喷管焊后变形也最小,为推荐使用的最优焊接工艺。在焊缝、进气口和排气口同时进行夹持,尾喷管焊后变形最小,整体变形1.39mm。     

船舶喷涂机器人扇形喷嘴内射流模拟对比分析

通过对目前船厂船体喷涂工艺的分析,设计船舶喷涂机器人射流系统原理结构。扇形喷嘴是机器人喷涂新方案的关键部件,其内部流场特性的研究非常重要。以船厂目前常用的4种扇形喷嘴为例,应用CFD手段,根据流体理论建立数学模型,并根据应用现场实际,简化了物理模型,分别进行4种扇形喷嘴腔体内流场的数值模拟,并对比分析了4种扇形喷嘴轴心线上的压力变化曲线和速度变化曲线,得到4种扇形喷嘴各自的特性,为后续船舶喷涂机器人扇形喷嘴深度模拟提供参考。     

喷嘴结构对微等离子弧输出特性影响的数值仿真与验证

通过数值模拟和试验研究相结合的方法,在考虑微等离子喷枪喷嘴结构的条件下,建立了大气压下脉冲放电微等离子弧的数值模型,重点研究了喷嘴孔径、喷嘴工件距、阴极内缩量以及电流大小对微等离子弧的影响,并通过光谱仪来表征微等离子弧作用的温度分布。结果表明:喷嘴结构对微等离子弧的形成与稳定有重要影响:在有效压缩距离点内,喷嘴孔径的减小以及喷嘴工件距离的缩近才对工件温度的提高有显著影响;一定范围内,工件的温度随电流的增大而增大;阴极内缩量对工件的温度影响不大。微等离子弧温度场的数值模拟结果与光谱仪测量结果基本一致,验证了模型的可靠性。     

航空喷嘴9Cr18Mo小孔钻削刀具结构与工艺参数优化

针对9Cr18Mo马氏体不锈钢航空喷嘴小孔的钻削加工,基于DEFORM-3D有限元软件,开展硬质合金钻头几何结构和加工工艺参数优化仿真与试验研究.基于钻削刀具的螺旋槽和后刀面数学模型,采用UG三维建模软件建立钻头三维模型,利用DEFORM-3D软件建立钻削有限元仿真分析模型,综合分析不同刀具几何结构和工艺参数对排屑、钻...     

风琴管喷嘴出口段内表面结构对空化特性的影响

喷嘴内表面结构对其内部流动特性有重要影响,进而影响到喷嘴空化特性。选取风琴管喷嘴出口段管道结构模型,构建管道内表面凸起结构,首先运用FLUENT对粗糙管道流场进行分析,得出近壁面流场压力变化曲线;通过MATLAB拟合出流场压力变化函数p(t),再基于空泡动力学方程研究空泡在该流场中的演变过程。结果表明:凸起的存在显著影响了近壁面流场压力,凸起达到一定数量时,压力波动呈现出类似交变变化;空泡演变初期凸起高度和宽度的增加提高了空泡生长速率,随时间延长凸起的尺寸增加加速了空泡的破灭。     

双辊薄带连铸分配器的模拟

采用FLUENT软件模拟研究将两支传统连铸用浸入式水口应用于薄带连铸布流系统中,通过设计正交试验分析了分配器侧孔面积比(S)、侧孔倾角(α)、两分配器间距(L)对布流器布流均匀性及液面波动的影响。结果表明,分配器侧孔倾角对布流影响是显著的,分配器侧孔面积比及两分配器间距对布流影响不显著。分配器侧孔倾角为0°、两分配器间距为800 mm、分配器侧孔面积比1.1为最优分配器结构参数。     

无阀微泵扩散管及收缩管流动特性分析

以无阀微泵扩散管和收缩管为研究对象,对管内流体的压力分布进行了理论分析,得出了扩散管和收缩管内流体的基本流动方程,并用有限元方法对扩散管和收缩管内的速度场和压力场进行了有限元数值计算,分析了对流动特性的影响因素,其结果对于无阀微泵扩散管和收缩管的设计具有参考意义.     

熔融沉积技术喷嘴结构尺寸优化研究

针对熔融沉积技术成型过程中丝材堵塞喷嘴现象，提出对喷嘴结构尺寸优化的思路。通过喷嘴出口截面温度场仿真，结合散热长度、出口长度及收敛角3个因素进行正交试验分析，得到喷嘴最佳结构尺寸组合。对比喷嘴优化前后实际打印过程及制件的表面质量、三维尺寸精度，结果表明：优化后的喷嘴能明显提高制件精度，同时可有效降低丝材堵塞发生的概率。     

同轴送粉工艺参数对激光增材再制造喷嘴粉流流场的影响规律

激光增材再制造同轴送粉喷嘴粉流汇聚特性是影响零件成形质量和成形效率的重要因素,基于 DEM-CFD 耦合方法,开展三维同轴送粉喷嘴粉-气流场仿真分析,依据表征粉流汇聚特性的喷嘴中心轴向粉流分布浓度、焦点距离、 上焦点截面粉流分布浓度和单位距离粉流分布浓度等参数,设计单因素试验,在喷嘴结构不变的条件下,分析输粉气流速度、送粉速率和中心光路保护气速度对粉流分布的影响规律。 结果表明:输粉气流速度越大,焦点距离越小,轴向粉流分布浓度越小,上焦点截面粉流浓度分布直径越小,单位距离粉流分布浓度越大,粉流的集聚性越好;中心光路保护气速度对粉流焦点浓度影响较小,保护气速度越大,焦点距离越大,上焦点截面粉流浓度分布直径越小,单位距离粉流分布浓度增加,粉流的集聚性越好;送粉速率对焦点距离影响较小,送粉速率越大,喷嘴轴向粉流分布浓度越大,上焦点截面粉流浓度分布直径越大,单位距离粉流分布浓度出现先增大后减小的趋势。