热力辅助磨料射流切割金属的正交试验

为提高射流切割金属的表面质量,提出一种热力辅助磨料射流切割金属的方法。采用万用电炉加热靶物至既定温度,后用前混合磨料水射流进行切割。选取45号钢为靶体材料,并采用拟水平正交表L_9(3~4)对射流的切割靶距、移动速度、温度、喷嘴压强等4个因素进行三水平试验,以不平度平均高度R_Z作为实验指标。实验结果表明,影响因素主次顺序为温度、喷嘴压强、切割靶距、移动速度,得出优方案为温度31℃、喷嘴压强25 MPa、切割靶距5 mm、移动速度100 mm/min,为进一步分析热力辅助对磨料射流切割机制的影响奠定一定的试验基础。     

基于回归分析的磨料水射流加工深度预测研究

为精确控制磨料水射流加工深度,需要深入研究磨料水射流加工参数对加工深度的影响。以喷嘴移动速度v、射流压力p和靶距S为影响因素,加工深度h为试验指标,进行磨料水射流加工深度正交试验,得到三种因素影响主次顺序为喷嘴移动速度v、射流压力p、靶距S。结合回归分析理论,建立磨料水射流加工深度预测模型,并通过实验进行验证。研究结果显示,基于正交试验的回归分析预测模型平均预测误差为5.17%,具有很高的可靠性。     

高压水射流切割粘釜物的实验分析

为研究不同高压射流参数作用下粘釜物的切割清除效果,开展了粘釜物的高压水射流切割清除实验研究。实验以切割深度及切割宽度为衡量目标,研究了入射角、靶距、横移速度和出口压力4个射流参数对切割清除效果的影响,通过正交实验实现了射流参数的优化。结果表明:切割深度和宽度均随出口压力增加而增大,随横移速度增加而减小;而靶距接近初始段长度,入射角度为30°时切割深度及宽度达到最大值;正交实验表明,射流参数对切割深度的影响效果顺序依次为横移速度、入射角、出口压力、靶距;当前工况的最佳射流参数组合为:横移速度7.5 mm/s,入射角30°,出口压力值120 MPa,靶距15 mm。研究结果为工业现场清釜作业提供了实验依据及技术支持。     

三相磨料射流切割试验研究

为了研究三相磨料射流切割加工的工艺参数对加工效果的影响以及对加工机理的解释,运用喷嘴直径为0．3mm的前混合三相磨料射流系统对Q235钢板和普通玻璃进行了切割加工试验,加工的工艺参数包括气体压力和靶距。对Q235钢板进行了针对靶距和气体压力的单因素试验,发现气体压力对材料的去除量影响很大,气体压力越大,去除量越大;靶距越大,去除量越小,但是变化比较缓慢。气体压力和靶距之间的交互作用很微弱。通过试验数据建立了金属去除量和驱动气体压力的数学模型,对三相磨科射流切割加工技术应用有参考意义和实用价值。     

水射流入射角度对渗碳钢表层改性的影响研究

后混合水射流表层改性的目的是在材料表层引入一定幅值的残余应力场,射流角度是改性工艺的重要参数之一,会对残余应力的分布产生直接影响.对齿轮钢材料18CrNiMo7-6渗碳合金钢进行后混合射流不同入射角度的试验研究.采用正交试验的方法,在喷嘴直径、喷嘴移动间距混合丸粒尺寸固定的情况下,提取射流压力、入射角度、喷嘴移动速度、喷射强化次数及喷射靶距五个因素,每个因素取四个水平,设计五因素四水平正交试试验.通过极差及方差分析得出影响残余压应力的主要因素是喷射压力,其次是入射角度,另外三个因素影响不显著,当试验条件为:喷射压力300MPa、喷射角度75°、 喷嘴移动速度400mm/min、 喷射强化次数3次及靶距70mm时,试件材料的最大残余压应力可达到-1292.14MPa.进一步对喷射次数对残余应力的影响进行了试验研究,发现残余应力峰值提升较少,只有70MPa,而硬度峰值能提升2HRC且强化两次之后基本再无提升,故在工程中不建议射流角度低于45°,而(45～75)°之间的建议喷两次效果较好.     

基于磨料水射流抛光铝合金质量的研究

磨料水射流抛光铝合金表面质量的影响因素较多,本文分析了射流压力、靶距、喷射角度和磨料流量四个工艺参数对抛光质量的影响,利用正交实验和极差分析法,研究了该工艺参数对磨料水射流抛光铝合金工件表面粗糙度的影响主次顺序为靶距、射流压力、磨料流量、喷射角度。并运用多元回归分析法,建立工件表面粗糙度与影响因素间的经验模型,对铝合金汽车轮毂表面处理具有很大的实用价值。     

磨料水射流铣削加工表面质量的研究

以磨料水射流铣削加工质量为核心,通过对45#材料进行铣削加工实验,采用单因素分析法,分析磨料水射流铣削加工时主要加工参数靶距S、喷嘴移动速度v、射流压力p、横向进给量L、铣削次数n对铣削加工质量的影响,得到了加工参数对表面质量的影响规律,为磨料水射流铣削加工其他材料提供了参考。     

基于水射流的轮胎粉碎效率的试验研究

用传统方法粉碎废旧轮胎制得胶粉时会出现高能耗、易污染、设备复杂等问题,为避免上述问题,基于高压水射流技术,设计了一套子午线轮胎回收试验装置,并安排了L_(25)(5)~3正交试验。试验得出了影响胶粉粉碎效率的主次因素,得到了最优射流工作参数为A_4B_4C_4,还对高压水射流作用在轮胎橡胶层上的粉碎机理进行了分析。试验证明:用正交试验法所决定的最优射流工作参数是可行的,冲击粉碎和水楔粉碎是橡胶层粉碎的最重要机理。     

基于正交实验法的大流量磨料水铣混凝土性能的实验研究

由于混凝土水铣的特殊性和复杂性,影响水铣的因素很多。为了确定大流量磨料射流冲蚀混凝土性能影响比较显著的因素和其重要性次序,运用正交实验法安排实验,同时利用正交分析的相关方法进行分析,并得出结论:认为影响大流量磨料射流冲蚀混凝土的主要因素依次是射流压力、磨料重量、冲蚀靶距;射流压力对实验结果影响特别显著,磨料重量对实验结果影响显著。     

磨料水射流切断面的温度特征试验研究

为了探究高压水射流技术的低温特性,获得高压水射流技术的温升规律,采用单因素的方法进行了一系列高压磨料水射流切割实验,研究了磨料水射流加工过程中的最高温度随靶距和喷嘴移动速度的变化及规律。实验过程中保持压力不变,只改变靶距和喷嘴移动速度,并使用热成像仪对实验过程中的温度进行实时监测。实验结果表明：磨料水射流在加工铝合金时,切断面最高温度会分别随着靶距和喷嘴移动速度增加而增加,并且当靶距和喷嘴移动速度超过一定值时,其最高温度保持在60℃左右。     

基于Fluent灭火用气泡雾化喷头设计仿真

依据细水雾灭火机理,设计了一种灭火用气泡雾化喷头,分析了影响喷头雾化效果的因素,计算出喷头结构的关键尺寸;通过Fluent软件对喷头内部及喷口下游流场仿真,得出气泡的粒径变化及分布、喷口形状对喷雾的影响、喷出速度与喷出距离的关系、喷雾截面雾滴粒径分布,结果表明该喷头适用于煤矿井下初期火灾。     

Method of Constructing a 3D Friction Map for a Rubber Tire Tread Sliding Over a Rough Surface

An experimental methodology for constructing a 3D friction map, which depends on normal pressure, sliding velocity, and temperature, for tire tread rubber has been presented. The methodology of constructing a 3D friction map is based on the principle of temperature–velocity superposition, which makes it possible to combine the obtained experimental data into one sculpted surface. Two types of the tread rubbers were investigated that are used in summer passenger tires and heavy-loaded all-metal tires. The results of analyzing the obtained 3D friction maps have been presented. The influence of normal pressure and sliding velocity to the amount and position of the values of coefficient of friction of the rubber sliding over the sandpaper surface with the specified abrasive grit has been considered.     

双腔室自振脉冲喷嘴空化射流数值模拟

以风琴管喷嘴为基础,串联一个谐振腔形成双腔室自激振荡脉冲喷嘴,利用Fluent对其流场进行数值模拟,分析射流靶距、二级谐振腔腔长比、腔径比的变化对空化射流流场的影响。结果表明：谐振腔尺寸过大或过小均会影响涡环结构的形成,进而影响空化效果。当谐振腔腔长比为0.77、腔径比为2.6时,谐振腔内涡环结构对称性好,轴向含气率高,射流速度较高,该结构利于清洗效率的提高。靶面滞止压力可对空化效果产生影响。当射流靶距较小时,在滞止压力的作用下二级谐振腔无涡环结构产生,轴向含气率较低。当靶距增加到18 mm时滞止压力产生的影响减小,轴向含气率明显提高,因此清洗靶距应至少为18 mm。但靶距的增加会降低射流到达靶面的动能,因此最佳靶距应取18 mm。     

实心橡胶自行车胎动力学特性及影响因素分析

轮胎是自行车的重要组成部分和承载部件.本研究基于某品牌单车实心橡胶轮胎,通过橡胶超弹-黏弹本构模型的建立,对实心橡胶轮胎进行瞬态动力学仿真,分析其应力、应变,中心轴垂直位移等特性,得出材料与轮胎应力、应变、中心轴在垂直方向跳动之间的关系.结果表明:橡胶材料硬度对应力、应变以及轮胎中心轴垂直方向跳动均有较大影响;利用正交...     

近球壁射流空泡溃灭对微细颗粒破碎效果的影响

为有效解决大规模机械粉体制备中存在的微细颗粒团聚和粉磨极限等问题,采用了空化射流冲击结合磨介研磨的微细颗粒制备方法,并对近球壁空化射流有效冲击破碎颗粒开展了研究。理论分析了近球壁空泡溃灭对微细颗粒的冲击特性,得出了颗粒冲击破碎的有效量纲一距离及临界空泡最大半径;通过空化射流冲击球壁的数值模拟仿真,分析了喷嘴入口压力和靶距对近球壁空泡分布的影响。为验证理论与数值分析结果,开展了基于靶距、转速率、颗粒质量分数和喷嘴数目等多因素的石英砂球磨空化破碎对比实验,实验结果与理论和数值分析结果吻合良好,验证了此方法的有效性。研究结果表明:空化冲击结合磨介研磨微细颗粒的破碎率比单一研磨微细颗粒的破碎率更高;在空化射流入口压力5 MPa下,靶距和转速率是石英砂微细颗粒破碎效果的主要影响因素,其次是喷嘴数目。     

纯水射流除锈性能的仿真对比分析与试验研究

建立了纯水射流冲击的数学模型,模拟了纯水射流冲击速度场。针对冲击性能,仿真分析了不同压力、不同口径和不同靶距的流场特性,根据冲击性能仿真分析结果提供的参数进行试验,运用扫描电镜对除锈形貌进行观测,结果表明:射流压力、射流口径、射流靶距等参数对冲击性能影响较大。根据仿真分析得到的优化参数试验,表明超高压纯水射流除锈效果较好。     

磨料射流切割机的试验研究

本文介绍了前混合式磨料射流切割机的结构,工作原理以及用该机对金属和非金属材料进行的切割试验,指出射流工作压力、喷射靶距、喷嘴横移速度、磨料重量比浓度等是影响工作能力的主要因素,喷嘴直径及其内腔结构、磨料粒子尺寸等也是影响割缝宽度及表面形态的因素.试验对此表明,它比纯高压水射流和后混合式磨料射流切割机性能优越,是一种新型的、有广阔应用前景的工业切割设备.     

位移和速度三次非线性因素对金属橡胶干摩擦系统幅频特性的影响

金属橡胶是一种新型材料。文中运用谐波平衡法对金属橡胶千摩擦系统的振动响应进行研究，发现当同时考虑位移三次非线性因素和速度三次非线性因素时，速度三次非线性因素对金属橡胶幅频特性的影响可忽略，而当仅考虑位移三次非线性因素时，随着位移三次非线性因素的增大，幅频特性曲线的振幅逐渐减小，且当位移三次非线性因素较大时，幅频曲线出现弯曲跳跃现象，对金属橡胶减振器作动态响应实验，发现减振器的固有频率和传递率幅值都表现出非线性特性。本文工作对金属橡胶材料的理论建模及其特性的了解有重要的参考价值。     

Effect of cross-flow velocity on flow and heat transfer characteristics of impinging jet with low jet-to-plate distance

An effect of cross-flow velocity on flow and heat transfer characteristics of impinging jet in the case of low jet-to-plate distance at H = 2D was experimentally and numerically investigated. In the experiments, the air jet from orifice impingement on the wall of wind tunnel while a cross-flow was simultaneously induced normal to the jet flow. The jet velocity was fixed while the cross-flow velocity was varied corresponding to velocity ratios (jet velocity/cross-flow velocity) VR = 3, 5 and 7. The temperature distribution on an impinged surface was visualized by using thermochromic liquid crystal sheet (TLCs), and Nusselt number distribution was evaluated by using image processing method. The flow pattern on impingement surface was visualized by using oil film technique. The numerical simulation was carried out for a better understanding of the jet flow in the cross-flow. The results show that Nusselt number peak shifts downstream and the Nusselt number peak increases with increasing cross-flow velocity.