离心泵流动噪声与其水力学参数关系的实验研究

应用基于四端网络的流动噪声测量方法,在专用的实验系统上,对离心泵流动噪声与其水力学参数的关系进行实验研究.实验结果表明:离心泵泵轴转速是影响离心泵流动噪声的最主要因素,它们之间总体上呈线性对应关系;离心泵出口压力对其流动噪声具有一定的影响,在标准工况处声压级最低.本文最后对流动噪声的成因进行了一定的分析,提出了原则性的噪声控制方法.     

管内流动分布参数模型的实用精确近似方法

本文对管路分布参数模型精确近似式中的各参数利用最小二乘法进行了曲线拟合,得出了一组形式简单、精确实用的拟合公式。该研究为管路分布参数模型的精确近似提供了具有工程实用价值的计算方法。     

不同过程参数对搅拌摩擦焊接中材料流动以及残余应力分布的影响

通过有限元法建立了搅拌摩擦焊接的二维模型,并研究了不同工艺参数下搅拌摩擦焊接过程中材料的流动以及残余应力的分布。在搅拌摩擦焊接过程中,切向流动构成了材料流动的主要形式,并且材料流动最为剧烈的区域发生在后退侧。在材料的切向流动中,材料的流动方向不是单一的,可能会形成漩涡。搅拌头平移速度和转速的增加,都能使材料在后退侧的流动变得更为剧烈,但是在材料流动速度较小的区域,参数的改变对材料流动的影响很小。纵向残余应力的最大值始终发生在热影响区的边界,并且纵向残余应力在靠近焊缝中心线的附近一般为正值,而在靠近焊接构件边界的地方,残余应力则表现为负值。纵向残余应力的最大值随着搅拌头平移速度的增加而有所增加,但是搅拌头转速的变化对纵向残余应力的分布影响不大。     

楔横轧轧件断面收缩率对金属流动的影响

采用三维弹塑性有限元模拟方法，研究轧件的附加变形——扭转变形、轴向拉伸不均匀变形和端面凹心随断面收缩率的变化规律，得到了在断面收缩率为35％左右时，轧件的附加变形最大的结论，通过轧制实验验证了轧件端面凹心的有限元模拟结果。     

搅拌摩擦焊工艺参数对LY12铝合金焊缝金属流动形态的影响

采用铝箔作为标示材料,研究了旋转速度、焊接速度、下压量等工艺参数对LY12铝合金搅拌摩擦焊焊缝金属流动形态的影响.结果表明:焊缝金属的流动形态由4个特征区域组成,即水平流动区、紊流区、"洋葱环"区和刚塑性迁移区;搅拌摩擦焊的焊缝关于中心不对称,返回边标示材料的变形程度比前进边的大;随着旋转速度的提高,金属在焊缝厚度方向向上的迁移量先增大后减小;随着焊接速度的提高,金属向上迁移的最大位移减小;增大下压量,有利于金属的流动和焊缝致密度的提高.     

流动状态对测定气动元件流量特性参数的影响

通过大量的实验研究,可以发现气动元件流量特性参数的测定正确性受到很多因素的影响,其中,测量方法、测量仪表的精度是比较明显的影响因素,此外,气动元件的内部结构、使用压力、气动元件内的流动状态的影响也不可忽视。该文重点阐述流动状态对特性参数测量正确性的影响,其研究内容对判别已有的测量试验方法的正确性及制定新的测量试验方法具有指导意义。     

刀具几何参数对切削过程的影响

金属切削是常用的机械制造加工手段，不同的切削参数对加工过程的影响不一样，本文利用有限元软件，通过对金属加工过程的模拟，得到不同参数对加工过程的影响曲线，为正确的选择加工参数提供了理论依据。     

基于裂缝梁动力特性和自振频率的参数敏感性

基于Bernoulli-Euler理论,将开口裂缝梁视为变截面梁,利用模态摄动方法建立了一种求解带任意数量开口裂缝简支梁和连续梁动力特性的半解析分析方法。在等截面无损梁的模态子空间内将裂缝梁的变系数微分方程的求解转化为非线性代数方程组的求解;利用无损梁的自振频率和振型函数摄动求解裂缝梁的模态参数;通过矩形开口裂缝简支梁和两跨连续梁的动力试验验证了笔者方法的准确性;最后,利用开口裂缝梁动力特性的半解析解研究了简支梁和两跨连续梁的自振频率对裂缝尺寸和位置的敏感性。     

工艺参数对管材激光弯曲成形影响规律的研究

管材激光弯曲成形是一种柔性金属塑性成形方法。将连续的激光光斑简化为一间歇跳跃的方形匀强面热源,并考虑材料性能参数与温度的相关性,建立了管材激光弯曲成形的热-机耦合有限元工艺仿真模型,对成形过程进行了数值模拟。有限元模拟结果表明:在其他条件不变的情况下,激光弯曲角度随激光功率的增大而增大,两者基本上成线性关系;弯曲角度随扫描速度的升高而减小,随光斑直径的减小而增大,但当光斑直径减小到一定程度后,弯曲角度开始减小;弯曲角度随扫描包角的增大而增大,当扫描包角为180°时,弯曲角度达到最大,弯曲角度随扫描包角的继续增大而减小;扫描次数与弯曲角度间成近似的线性关系,且第一次扫描管材产生的弯曲角度最大。     

焊接工艺参数对FGH96合金惯性摩擦焊过程材料塑性流动行为的影响

采用数值模拟方法对FGH96合金惯性摩擦焊过程进行分析,获得温度、轴向缩短量、材料流动与飞边四者之间的关系,着重研究初始转速与轴向压力等焊接工艺参数对材料塑性流动行为的影响规律。研究结果表明:在惯性摩擦焊初始阶段,材料温度与流动速度较低,无飞边产生;随着焊接过程的进行,材料的温度与流动速度呈现先升高后降低的规律;在焊接过程进入稳态后,摩擦面中心区域的材料主要沿试件的旋转方向流动,而摩擦面上两边界附近的材料向面外流动并形成飞边,飞边尺寸与弯曲程度随焊接时间的增加而增加。同时,随到摩擦面距离的增加,材料的流动速度逐渐降低且材料沿轴向流动的速度分量增大。结合FGH96合金惯性摩擦焊轴向缩短量的数值模拟结果,解释了从提高材料流动速度的幅度上看增加轴向压力优于初始转速的原因。     

压裂泵头体排液过程的非定常流动数值模拟

相贯线处高速流体冲击会加速泵腔局部腐蚀和裂纹萌生,缩短泵头体服役寿命。为得到相贯线处流速变化规律,联合泵阀及柱塞的运动方程和动网格技术,模拟了不同排出压力、柱塞冲次、柱塞直径及压裂液黏度条件下泵头体排液过程,拟合了相贯线处的流速预测公式。结果表明:左右两侧相贯线处的流速高于邻近区域,曲柄转角位于262°～328°时,右侧相贯线处的流速相对稳定;相贯线处流速对排出压力不敏感;增大柱塞冲次,相贯线处的流速线性增大;柱塞直径增大,相贯线处流速呈比例增大;而黏度对流速的影响取决于柱塞冲次;拟合得到的流速预测公式的误差低于2.35%。模拟结果可为泵头体流动加速腐蚀试验研究提供理论依据。     

卡口式流体连接器耐流量冲击性能研究

文中针对卡口式流体连接器在超过最大工作流量下使用过程中出现密封失效的问题,从理论上进行了产品失效的机理分析。通过耐流量冲击试验,得出卡口式流体连接器的失效流量值和失效模式。试验得出的失效流量值均大于按规定流速5 m/s 计算得出的最大工作流量,验证了卡口式流体连接器规定的最大工作流量是安全可靠的。同时,通过数值模拟和试验的对比分析,得出卡口式流体连接器在失效流量下产生的较大压力差和最大流速主要集中在插头内部密封块上的O形圈处和插座内部密封杆上的O形圈处,与失效模式相符。该研究结果表明,可以通过数值模拟预测卡口式流体连接器内部O形圈脱出的失效模式。     

基于有限元分析和断裂准则的FOD易折杆设计

机场跑道异物（Foreign Object Debris, FOD）探测系统易折杆设计是保证探测系统有效工作的关键,对防范FOD引起的机场安全风险具有至关重要的作用。文中以FOD探测系统支架易折杆为研究对象,提出在圆管上开半圆形缺口的设计方案以实现易折杆易断和耐疲劳的综合力学性能。通过有限元模拟方法,分析了不同圆角半径、圆管壁厚和缺口形状的易折杆在不同工作载荷下的应力应变状态。结果表明,随着缺口半径增大或壁厚减小,缺口根部应力水平提高,能够使易折杆在受到飞机撞击时快速断开,具备易折特性,但会降低疲劳寿命;反之会增加疲劳寿命,但不容易实现易折特性。合理调节壁厚和圆角半径,可以使易折杆具有易断性和耐疲劳的综合力学性能。     

波纹管过流流场的数值模拟

为了研究液体火箭发动机试车时的推力测量问题,采用标准κ-ε湍流模型,以某流体为介质,对波纹管内部流场进行了数值模拟.通过数值计算得到了管内流场的速度分布、压力分布特性等,并将解析结果以可视化的速度场和压力场给出.本文所建立的数学模型和所使用的数值计算方法,可为推力研究提供一定的理论基础和经验.     

切削参数变化对切屑断裂应变的影响

以影响切屑断裂应变的重要因素为基础,对切屑断裂应变随切削速度v、进给量f、背吃刀量ap的变化规律进行了理论分析;分析结果显示：高速切削时,当进给量f和背吃刀量ap不变的情况下,随着切削速度v的增加,切屑的断裂应变εB先是增加,然后又减小;当切削速度v和背吃刀量ap不变的情况下,随着进给量f的增加,切屑的断裂应变εB是减小的。当切削速度v和进给量f不变的情况下,随着背吃刀量ap的增加时,切屑断裂应变εB基本是定值。以上分析结果对了解切削参数对切屑折断性能的影响具有重要的意义。     

面向流屑角突变建模的切削状态参数经验公式的获得及应用

从提高流屑角突变模型的预测精度出发,建立了切削状态参数与3个切削控制参数之间关系的新经验公式。提出了一种通过迭代法准确设定有限元仿真软件刀-屑摩擦因数的方法,并通过直角切削Al6061-T6工件的有限元仿真试验,获得了一组不同切削控制参数组合条件下的切削状态参数数据。根据该数据拟合出剪切角φ、刀-屑摩擦角β、剪切应力τs关于刀具前角γ0、进给量f和切削速度v的经验公式,并通过一组直角切削试验,验证了所得经验公式的有效性。将新建经验公式应用于流屑角突变建模过程后,所得模型关于突变临界切削宽度的平均预测误差减小了27.2%。     

地下管道挖掘机内刀盘掘进参数研究

研究刀盘与界面耦合作用下的动态载荷是刀盘设计的基础,应用ABAQUS/Explicit有限元分析模块对地下管道挖掘机内刀盘的切削过程进行了仿真分析,采用扩展的线性Drucker-Prager本构模型作为土体模型,使用物理分离准则与单元剪切失效模拟土壤的分离。对内刀盘参数设计的合理性及其对结果的影响进行了分析,同时模拟了不同地质条件下内刀盘的载荷随时间的变化情况,仿真结果能够真实的反应内刀盘受力情况且为后续刀盘结构设计与优化打下了坚实基础。     

有限元方法在发动机曲轴断裂分析的应用

曲轴是发动机的关键部件,其性能的好坏直接影响到发动机的整体性能。三轮摩托车在行驶过程中经常出现曲轴断裂现象,因此,影响了产品的质量和企业的声誉。应用有限元软件对三轮摩托车发动机曲轴进行有限元建模和计,算,得到了曲轴工作过程中的应力图,找到了曲轴断裂的部位,与实际的断裂位置完全吻合,表明采用有限元方法对曲轴进行断裂分析是可行、有效的。同时对曲轴提出了改进方案。     

柴油机燃烧室不同结构对缸内流场的影响分析

运用三维建模软件Pro/E、有限元分析软件ANSYS Workbench和流体分析软件CFX三种软件进行联合仿真,研究燃烧室结构对柴油机缸内的速度场及压力场影响。先运用Pro/E进行三维建模,再通过ANSYS Workbench对其划分网格,最后通过ANSYS Workbench中的CFX模块对其不同燃烧室形状进行速度场及压力场分析,所得结果对分析提高燃油利用率和燃烧效率,为燃烧室的形状优化提供了依据。     

结构参数对下吹风冷却装置流场性能的影响研究

用ANSYS-Fluent软件研究挤出联动生产线中,下吹风冷却装置的外形结构形式、风源入口方向、出口流道吹风倾斜角度等主要结构参数变化对下吹风冷却装置吹风性能的影响。以空气为介质得出相关参数变化对吹风冷却性能的影响规律。结果表明：风源入口垂直于出口方向的圆筒形横截面外形的吹风冷却装置更有利于获取较大速度均匀性;经比较分析,出口流道吹风倾斜角为0°下吹风冷却装置表现的吹风效果最佳。经研究分析设计出能够较好地适应多种制品吹风效果的下吹风冷却装置结构。