薄壁管滚珠旋压力计算模型

给出了一种计算三维滚珠旋压力的解析模型。根据滚珠轨迹对空间坐标进行旋转,简化了滚珠与工件的空间关系表达式;基于空间解析几何理论和旋压件为半无限体的假设,得到了滚珠与管坯的接触边界方程,并在各坐标平面上进行投影得到二维曲线,通过对曲线的积分计算各坐标平面内的接触区投影面积。变形区单位压力通过钢球压入空间半无限体时成形区的平均压力近似相等的假设给出,计算各旋压力分量和总旋压力;通过对旋压力轴向分量的理论计算结果与实验数据对比,表明给出了一种计算三维滚珠旋压力的解析模型。根据滚珠轨迹对空间坐标进行旋转,简化了滚珠与工件的空间关系表达式;基于空间解析几何理论和旋压件为半无限体的假设,得到了滚珠与管坯的接触边界方程,并在各坐标平面上进行投影得到二维曲线,通过对曲线的积分计算各坐标平面内的接触区投影面积。变形区单位压力通过钢球压入空间半无限体时成形区的平均压力近似相等的假设给出,计算各旋压力分量和总旋压力;通过对旋压力轴向分量的理论计算结果与实验数据对比,表明给出的计算模型的准确性。     

基于三维区理论的FADS技术研究

嵌入式大气数据传感系统(Flush Air Data Sensing System,FADS)通过在飞行器表面特定区域布置测压孔测量来流压力,根据建立的气动模型反推得到飞行参数(攻角、侧滑角、马赫数、静压及动压等)。利用在尖楔前体表面三维区中分布测压孔的方法,根据三维区中的流动特征和压力分布规律,建立压力分布与飞行参数之间的关系。试验结果表明,基于三维区理论的FADS系统得到的马赫数误差在5%左右,精度较高。     

超临界CO2塑化双基药挤出计量段流动状态的数值模拟

为了掌握超临界二氧化碳(SC-CO₂)塑化双基药在挤出计量段内的流动情况，了解流场内压力、流体速度、剪切速率、剪切黏度等参数的分布与变化情况，使用有限元法的CFD模拟软件Polyflow，对SC-CO₂辅助双基药塑化挤出成型过程中物料在计量段的流动状态进行模拟研究。结果表明，流体压力和剪切黏度都随着工艺温度、注气流率和溶剂比的增大而减小，螺杆转速的提升导致剪切黏度降低，但流体压力却急剧增加。流体外壁面的压力逐级升高，截面处的压力呈现近似环状分布，由机筒内壁面向螺杆表面逐渐减小。截面处的剪切黏度形成以螺杆中心点为圆心的环带状高黏度区域，越贴近机筒内壁和螺杆表面区域的剪切黏度越小，且工艺参数改变不影响剪切黏度的分布规律。流体外壁面的剪切速率随螺杆转速加快而增大，且高剪切速率集中在螺纹处。截面处最大流体速度出现在螺纹附近，紧贴机筒内壁处的流体速度最小，随着远离机筒内壁和螺杆表面流体速度迅速增大，且越靠近螺杆表面及机筒内壁区域的速度梯度越大。     

基于粒子群算法的钛合金高速外圆磨削参数优化

采用正交试验法研究砂轮线速度、工件转速、磨削深度对磨削后TC4钛合金表面粗糙度的影响规律,并采用粒子群算法对建立的表面粗糙度数学模型进行优化,最后用工艺试验法对优化结果进行验证。结果表明:工件表面粗糙度基本随砂轮线速度的增大而减小,随工件转速、磨削深度的增大而增加;磨削深度对表面粗糙度的影响最大,砂轮线速度次之,工件转速最小;当砂轮线速度为150 m/s、工件转速为60 r/min、磨削深度为0.005 mm时,工件表面粗糙度最小,其优化值为1.444μm,与工艺试验结果(1.468μm)的误差小于5%,表明采用粒子群算法对表面粗糙度数学模型进行优化是有效的。     

Si3N4 陶瓷引弧诱导电爆炸加工温度场建模

针对传统工程陶瓷材料粗加工技术成本高、效率低的问题,提出一种利用引弧诱导电爆炸技术加工方法。在Si3N4陶瓷引弧诱导电爆炸加工实验中,对影响温度场分布的主要工艺参数进行实验研究。在简要分析工艺参数对温度场分布影响的基础上,利用正交实验和回归分析的方法建立了温度场预测模型,得出了工艺参数对温度场分布的影响规律。仿真实验结果表明:温度场分布随着加工电流和脉冲宽度的增大而增大,随着喷嘴半径和喷嘴与工件之间的距离的增大而减小;研究结果可以为引弧诱导电爆炸过程的控制提供参考依据,为今后加工多种形状的工件提供参考。     

静压止推气浮轴承动特性的微扰动法研究

为了实现对静压气浮轴承的动特性进行研究,提出并设计了一种具有可变截面积均压槽的静压气浮轴承,结合气浮轴承的力学振动模型采用微扰动法建立了气浮轴承动态控制方程,运用有限差分法对气浮轴承动态控制方程进行了数值求解,得到了气浮轴承的动态刚度和阻尼。计算结果表明：当振动较小时静压止推气浮轴承的动态刚度值与静态刚度值相当,在气膜间隙为5.5 μm左右时,气浮轴承的动、静刚度均达到最佳值;在同一供气压力下,随着气浮轴承气膜间隙的增大,其动阻尼呈非线性减小,气膜间隙对气浮轴承动阻尼系数的影响较大。     

基于流体-固体耦合的液压滑阀开启过程仿真分析与优化

为改善液压滑阀开启过程中阀芯的工作性能,基于流体-固体耦合理论和动网格技术,建立滑阀开启过程三维流体-固体耦合数值分析模型,对阀芯在驱动力、弹簧力及液动力作用下的动作过程进行了模拟分析。针对阀芯受力分析结果,改进滑阀内部流道结构;以改进后阀芯槽口和凸台的4个结构参数为优化对象,利用最小二乘拟合和反向传播神经网络构建最大冯米塞斯应力与液动力峰值的目标函数,借助遗传算法确定了槽口和凸台的4个结构参数最优值。研究结果表明：优化后阀芯所受液动力和最大冯米塞斯应力的峰值分别减小了16.3%和22.0%;优化设计阀芯的结构参数可明显提高滑阀开启性能。     

间隙元在活塞有限元分析中的应用

该文使用间隙元模拟活塞的实际工作状态 ,提出活塞的有限元接触模型 ,不仅可以得到活塞的应力和变形 ,还可以计算出活塞与活塞销之间的压力分布以及销的刚度、销与销座的间隙变化对接触区域的大小和压力分布的影响 .     

油气弹簧主活塞斯特封泄漏流量计算与仿真研究

针对油气弹簧主活塞斯特封宽温域条件下的工作稳定性问题,基于材料力学及流体动力学分析与计算,建立了流体动密封数学模型,推导出了斯特封泄漏流量的理论计算公式;运用有限元模型获取密封间隙处的油膜压力数据,研究了工作温度、往复运动速度、预压缩率及沟槽尺寸对斯特封泄漏流量的影响规律。结果表明：同等工况下,往复运动速度增加、预压缩率减小、沟槽宽度或深度增大都会增加斯特封的泄漏流量;在材料许用温域范围内,随着工作温度的升高,斯特封的泄漏流量增加。     

高压传感器的高动压校准研究

介绍了一种对高压传感器进行高动压校准的实验方法，该法的目的是为了检验高压传感器的高动态压力作用下工作一致性的性能，中筒要阐述了用于以上实验的液压脉冲发生器工作原理和结构，给出了装置的物理、数学模型和目前已投入使用的准动态校准装置的技术性能指标：压力峰值（２００－１００００）×１０＾５Ｐａ；产生压力波形为近似于半正弦的压力脉冲；压力脉冲宽度０．５－１５ｍｓ；重复性可达±０．６％。并给出利用该装置对     

软固结磨粒群微观力学特性分析与试验研究

针对软固结磨粒气压砂轮加工过程中磨粒群内部发生剪胀效应,造成磨粒群表面局部堆积,进而引起工件表面产生划痕、降低二次精加工效率和表面质量的问题,建立磨粒群内部微观接触力学模型,揭示磨粒群内部力链传递过程。采用Li-Dafalias弹塑性剪胀本构模型,来反映磨粒群内部微观力-位移的关系。通过颗粒流三维分析PFC3D软件数值模拟具有不同孔隙率的磨粒群力链网络演化过程,以及加工件表面压强分布,结果表明：当孔隙率超过44%后,磨粒群内部力链传递路径消失;工件表面压强呈周期分布,随着孔隙率增大,压强幅值减小。搭建试验平台,通过光整加工试验得到孔隙率和磨粒目数对工件表面粗糙度的影响规律,结果显示：当采用磨粒目数800、孔隙率24%时加工得到的工件表面粗糙度较小,表面粗糙度轮郭算术平均偏差从313.74 nm降低到67.11 nm.     

侧倾角对机械弹性车轮刚度及接地特性的影响

为提高车辆行驶的安全性,对一种新型非充气式机械弹性安全车轮在不同侧倾角工况下的刚度特性及接地特性进行了研究。在充分考虑輮轮体层合结构基础上,基于有限元法建立了包含橡胶材料的不可压缩性、大变形及车轮与地面接触非线性等特征的机械弹性车轮三维有限元模型,并通过加载试验对模型进行了精度验证。将车轮刚度特性及侧倾接地特性的仿真和试验结果进行对比,分析了侧倾角对车轮垂向刚度、下沉量、接地印迹及压力分布等特征的影响。结果表明：车轮的垂向刚度随侧倾角的增大而减小;侧倾角的存在加剧了车轮胎肩部位的应力集中,使接地区域压力分布的均匀性变差。研究结果为分析机械弹性车轮侧倾特性、輮轮胎面的不均匀磨损及其结构优化等提供了参考。     

轴向柱塞泵回程球铰副油膜润滑压力形成机理研究

回程球铰副是应用于轴向柱塞变量泵的机械结构,为研究其空间相对运动特征,结合回程球铰副的几何特征与相对运动关系,提出基于柱面特征的油膜润滑机理分析模型。通过拓展经典JFO空化算法以考虑复杂表面剪切速度影响因素,建立回程球铰副油膜润滑数值分析方法;对比分析斜盘倾角7.5°、12.5°与17.5° 3种典型工作条件下的润滑状态,以及摩擦副表面剪切速度分布、间隙形状分布、空化指数分布和压力分布之间的关系。研究结果表明：间隙形状引起的动压效应与表面剪切速度引起的伸缩效应共同决定油膜压力场具有“双峰双谷”的分布规律,伸缩效应与斜盘的倾斜程度呈正相关性,是导致润滑承载力下降的重要因素;回程球铰副润滑设计需综合考虑伸缩效应与动压效应对油液成膜过程的复合影响。     

高能硝胺推进剂的暗区压强敏感性分析

从高能硝胺推进剂的燃烧波共性（都存在暗区）出发,分析了暗区压强敏感的物理化学本质,并根据暗区总化学反应,经过理论上推导,认为暗区厚度与压强的三次方成反比,与Ｋｕｂｏｔａ的实验研究结果相近。     

基于三维两相CE/SE方法的点火位置对固体燃料PDE的影响研究

针对固体燃料的燃烧、爆轰在火箭发动机和火炸药领域的广泛应用,以铝粉/空气为例,在考虑其化学反应特征的基础上,建立了气固两相管内爆轰三维数学模型,并采用守恒元-求解元方法(CE/SE方法)求解。推导了三维两相含组份变化的雅可比矩阵。在经过编程计算之后,对其结果进行分析。结果表明:无论是采用哪种点火位置,都可以实现稳定爆轰。当采用壁面位置点火时,压力峰值出现的时间总是早于温度峰值出现的时间;当采用中心位置点火时,压力峰值与温度峰值到达的时间一致。计算结果对固体燃料PDE的研究具有一定的指导意义。     

等离子体激励对飞行器流场影响的数值研究

针对传统飞行器控制方式的缺点,采用小尺度等离子体流动控制技术对飞行器流场影响进行研究。在前人的实验模型及飞行参数进行研究的基础上建立三维模型,采用数值仿真方法,研究了等离子体激励器位置和注入能量大小对飞行器流场及表面压力分布的影响。仿真结果表明：等离子体与边界层的相互作用可改变飞行器外部激波的初始结构,并在激励位置附近形成局部高压区;随着注入能量的增加,高压区峰值及作用范围分别扩大;等离子体激励产生的扰动具有三维传播特性,对飞行器侧壁面甚至对整个壁面周向压力分布产生影响。     

Contact Pressure Intensity Distribution and Its Effects on Workpiece Flatness Error in Plane Polishing with Retaining Ring

In order to find out the contact pressure intensity distribution and its effects on the workepiece flatness error in plane polishing with retaining ring, the contact model and the boundary conditions are built up based on the axial symmetric elastic contact theory. The pressure intensity distribution is calculated and analyzed with the help of the Hankel transform theory and the constructing solution method of Chebyshev orthogonal polynomials. And then, the effects of the dimensionless ring-workpiece gap, the load ratio of the retaining ring and the dimensionless ring width on the contact pressure intensity distribution are obtained. Finally, based on the distribution theory of material removal volume, the effects of the pressure intensity distributions on the flatness errors of polished workpiece are also investigated experimentally. The results show that the contact pressure intensity distribution becomes more uniform and the better profile of polished workpiece can also be obtained, if the dimensionless ring-workpiece gap is reduced, the load ratio is selected as 0.6 to 0.85, and the dimensionless ring width is taken as 0.13 to 0.40.     

阻塞效应显著的限制水域船舶水压场数值模型构建与应用

水压水雷依靠船体航行引起的水压场信号而工作,其在浅水、近海等限制水域布防威胁更大.为准确预报限制水域船舶水压场特性,基于黏流理论构建船舶水压场计算流体动力学数值模型,对船舶航行于极窄矩形、阶梯航道等限制水域产生的升沉纵倾、兴波、阻力及水压场等进行计算,并与文献[9]对比分析;基于势流理论构建船舶水压场有限差分数值模型,...     

一种基于装备三维模型的数码迷彩图案设计方法

数码迷彩设计是实现伪装效果的主要关键环节,面向自动涂装作业的迷彩设计是发展趋势与研究热点。通过目标建模方法构建装备四边形三维网格模型,基于分形布朗模型的迷彩生成方法得到装备目标最小外接矩形体五面展开数码迷彩图案;运用最小法矢角纹理映射方法实现二维、三维迷彩图案转换;基于开放图形库和微软基础类库实现的人工交互功能模块,完成图案优化修改。仿真验证与喷涂试验结果表明：输出的数码迷彩图案符合背景特征,草原、荒漠、林地、丛林背景的平均灰度对比和纹理相似度分别为0.18、0.45,且满足自动涂装作业输入要求。