Effects of cutting fluids on drilling aluminium casting alloy 390

The primary objective of this research project was to compare the tool wear resulting when a semi-synthetic cutting fluid was used, to that from use of a premium soluble oil. The secondary objective was to determine the effects of cutting speed, drill diameter, and fluid concentration, on tool wear. The experiments contained two key elements: (1) cast aluminium alloy 390 was used as the workpiece material and (2) deep-hole drilling to a depth greater than two diameters was performed. Numerous drilling tests were performed with each cutting fluid using a flood application. To meet the primary objective, an experiment was designed for each cutting fluid and the wear on the lands of twist drills was measured. The secondary objective utilized a statistically-designed 2³ factorial experiment which evaluated the effects that moderate and relatively high cutting speeds, two drill diameters, and two levels of fluid concentration, had on tool wear. After analysis of the test results, it was concluded that concentration had the most significant effect on land wear when the experimentally-formulated semi-synthetic cutting fluid was used. Cutting speed was the most significant factor when drilling with the commercially-available premium soluble oil. Tool wear while using the semi-synthetic fluid was slightly less than that for the premium soluble oil.     

一种新型喷氨嘴布置优化设计方法

我国SCR脱硝技术仅有25年应用历史,在对原有火电机组进行SCR脱硝工程改造时,存在因空间受限导致的还原剂混合距离过短,有时没有空间安装用于保证催化剂入口氨浓度分布一致性的混合格栅,导致氨逃逸浓度和脱硝效率难以达到设计指标.针对这些问题,提出了一种适用于空间受限烟气脱硝装置的新型喷氨嘴布置优化设计方法.具体地,采用计算...     

单向应力作用下地下采空区顶板破坏规律特征

针对单向应力作用于地下采空区顶板的破坏规律特性问题,基于弹性薄板理论和压力拱理论,利用单轴压力试验机方法对顶板模型进行了试验,并探究了不同荷载条件下顶板模型的受压过程和变形特性。主要结论如下：顶板的破坏过程与峰值应力是否超过疲劳强度密切相关,超过疲劳强度时会出现加速破坏阶段;顶板的变形过程可以分为三个阶段,分别对应于不同的应力和应变变化规律;顶板的失稳破坏位置与荷载条件有关,周期荷载条件下更容易导致整体垮落塌陷;侧帮支撑作用对顶板的承载能力和稳定性有正面影响,但也会增加应力集中和变形。研究结果对于理解顶板在不同荷载条件下的力学行为和提高顶板的安全性具有重要意义。     

反向挤压过程无网格伽辽金热力耦合分析

针对反向热挤压过程变形剧烈,摩擦接触边界随变形的累积而逐渐增大,相应的摩擦力边界上的节点密度逐渐变小的问题,采用自适应边界节点布置方法施加摩擦力边界条件。同时,采用集中热容法解决初始时温度场震荡的问题。并推导给出了刚粘塑性无网格伽辽金方法热力耦合分析公式,实现了轴对称反向挤压过程的无网格伽辽金热力耦合分析。通过对典型工件的无网格数值模拟分析以及与刚粘塑性有限元分析结果的对比,验证了所建立模型和相应处理技术的准确性。     

新型电流变智能隔震装置的结构隔震效果分析

将电流变智能阻尼器与叠层橡胶隔震垫相结合,形成新型电流变智能隔震装置,对结构进行智能隔震控制。首先,进行了新型电流变智能隔震装置的设计,推导了转动电流变阻尼器控制力的计算公式,提出了电场强度和装置剪切变形之间的函数关系,实现了拟限位型和拟摩擦型的隔震装置模型;然后,针对电流变智能隔震控制的特点,提出了摩擦控制的判别规则并给出了计算公式,编制了相应的程序;最后,对应用电流变智能隔震装置的单自由度结构进行了数值分析,结果表明:两种类型的隔震装置对结构都有较好的控制效果,限制了隔震层变形的同时不增加隔震层的加速度,控制效果比较理想。     

考虑位移要求的大型三维连续体结构拓扑优化数值技术研究

大型复杂三维结构拓扑优化设计既具有理论意义,又具有重要的应用价值。基于等效转换的非奇异的结构优化模型,研究结构位移要求的最小结构重量设计问题。首先,介绍了位移约束的三维结构优化准则和公式。而后,为了提高拥有数万个单元以上的三维结构的计算效率,结合结构位移计算的迭代方法,在分析用于结构特性参数计算模型的基础上,建立了一套三维结构拓扑优化的求解策略和算法。最后,给出了几个典型和复杂的三维结构的拓扑优化设计算例。算例表明求解策略和算法是正确和有效的,且具有广泛的工程应用前景。     

不均匀随机参数桁架结构的随机反应分析

以随机荷载作用下的不均匀随机参数桁架结构为研究对象,提出了求解结构反应数字特征的矩法。从结构有限元方程出发,推导出结构刚度矩阵对各单元的弹性模量、横截面积以及各节点坐标的导数,进一步导得结构位移反应对各随机参数的敏度。利用随机变量函数的矩法,导出了结构位移反应的均值和方差,依据单元位移应力的转换表达式,分析了应力反应的均值和方差。算例表明,结构反应的方差取决于各随机参数的分散性和参数间的相关性。     

利用矩点估计法简化响应面可靠度指标的计算

针对响应面可靠度指标计算方法的缺陷,将罗森布鲁斯统计矩点估计法引入到经典响应面方法中对其进行改进。改进后响应面方法,考虑基本随机变量偏态情况,改变了模拟试验中随机变量抽样值的计算方法;直接采用了统计矩计算可靠度指标,使可靠度指标的计算在真实极限状态曲面的某些特殊点上进行;在计算过程中不需拟合近似极限状态曲面和对非线性方程进行线性化处理,不产生迭代误差和累积误差,计算过程简洁明了。最后分别利用改进的响应面方法和经典响应面方法分析了某一矿山大型工程的稳定可靠性,并以蒙特卡洛法计算结果作为准精确解进行了比较,计算结果满足工程要求。     

核反应堆预应力钢筋混凝土安全壳内爆炸数值分析

现代高技术战争和反恐怖战争中,核电站极有可能遭受精确制导弹药的打击。根据核反应堆预应力钢筋混凝土安全壳的结构形式,建立了安全壳有限元模型,采用土壤/混凝土材料模型,应用显式动力有限元程序LS-DYNA的流-固耦合算法,对预应力钢筋混凝土安全壳进行了内爆炸工况下的数值模拟分析,分析了在内爆炸荷载下安全壳结构的力学特性。结果表明:运用流-固耦合算法对安全壳进行内爆炸全过程三维数值模拟,能够揭示安全壳结构在内爆炸冲击波作用下的力学行为。     

胶囊机器人在黏液中旋进运动的研究

研究表面螺旋胶囊机器人在外部旋转磁场作用下在黏液中的运动特性。首先介绍外磁推进的胶囊机器人的系统构成,给出表面螺旋胶囊在黏液中旋进的磁主动矩的表达式,然后制作了镶有条形强磁片的胶囊机器人样品,搭建了旋转磁场试验台,配置了不同动力黏度的二甲基硅油以模拟人体体液。试验模拟旋转磁场对胶囊机器人在不同黏性液体中的旋转,证明了设计的合理性和可行性。当外部磁场强度在6.281 A/m左右时,胶囊机器人受到的驱动力矩为1.0 mN·m左右。在胶囊机器人的设计中,决定需要的外部磁场强度以及所受到的阻力矩大小的因素依次为胶囊直径、设计的工作转速和黏液的黏度。