离散元仿真中挖掘机铲斗结构表面的单元球表示方法探究

提出了一种基于单元球的铲斗结构表面的多精度几何表示方法。该方法针对铲斗的斗底板、侧腹板、侧刀板、前刀板和斗齿5个部位的几何特征和功能要求,实施基于单元球的多精度几何表示。对比分析不同精度下单元球表达的铲斗结构表面,发现离散元仿真时间会随铲斗结构表面的几何表示精度的提高而增加。因而,铲斗结构表面的单元球表示需综合考虑仿真精准性与仿真时间的需求。对比分析不同精度下单元球与三角面片表示方法,证实了单元球表示方法具备有效表示铲斗结构表面的局部几何细节的能力。相比于三角面片表示方法,单元球表示方法有望在铲斗挖掘过程离散元仿真中花费更少的计算时间。     

基于数值模拟的单锚张纲张网水动力性能研究

为深入开展单锚张纲张网渔具结构优化、渔获性能评价研究,使用数值计算方法对其水动力特性和形状进行模拟。根据田内准则将中国东海近海渔业生产中常用的单锚张纲张网(230 m×180 m)按大尺度比为25和小尺度比为3.95缩小,然后使用集中质量法对模型张网进行离散化处理,并对网目进行群化。建立拓扑结构,在此基础上采用有限元方法建立单锚张纲张网数学模型并进行数值模拟。结果表明:网具从初始状态到稳定状态的时间随流速的增加而减小;当流速较小时,网口水平和垂直扩张较好,随着流速的增加,网口两侧网衣垂直扩张逐渐减小,上、下纲中部高度未见明显减小,但后坠程度逐渐增大,网具纵向拉伸逐渐增大,网口的宽度明显减小,而网口高度略有下降;网具各部分网衣的缩结系数从网身到网囊逐渐减小,且随着流速的增加而减小;网具的总阻力(F)随流速的增加而增加,且与流速(v)呈F=480.1×v~(1.722)的关系;网具上纲和下纲两端结附网线张力载荷较为集中,且随着流速的增加,集中载荷分布趋势愈加明显。研究表明,通过数值模拟分析网具的总体扩张和阻力,掌握张网网具各部分网衣和纲索的张力载荷分布,以及随流速的变化情况,分析网具的受力均匀性和结构合理性,了解各部分网衣的横向扩张情况,这对于分析网具整体选择性、滤水性和渔具的导鱼性等至关重要。     

利用三辊研磨仪二维化法分散制备部分纤维化纤维素增强聚丙烯

从廉价的纸浆纤维中获得了部分原纤化纤维素(pFC),并通过三辊研磨仪加工制备了纤维增强复合材料。通过三辊研磨机加工的方法,利用强剪切力实现了纤维在疏水性基材聚丙烯(PP)中的良好分散,并通过Micro-CT图像和光学显微镜证实了分散性。在纤维含量为50%时,复合材料的拉伸强度和弹性模量的增加分别超过70%和140%。与纯PP相比,添加纤维素可将复合材料的热膨胀系数(CTE)从平均140×10~(-6)K~(-1)降低到40×10~(-6)K~(-1)。差示扫描量热法(DSC)测试结果显示,与PP相比该复合材料具有稍低的结晶温度和稍高的熔融温度。热重分析(TGA)结果表明,p FC和PP在复合物中为完全为两相,并且p FC的热稳定性低于PP。该研究展示一种以提高p FC增强PP复合材料中纤维的分散度的复合材料制备方法,同时该复合材料对于天然可再生材料的利用以及提高PP的工程应用价值提供了一条思路。     

低雷诺数下的飞机机翼结构设计及优化

低雷诺数对翼型效率等方面的影响较大,影响微小型飞机的运行质量,因此,选择机型和设计机翼,是飞机结构设计中的重要部分,飞机的机翼结构直接影响气动性能,其结构设计必须保证合理性。当下设计高性能的飞行器,一般以基础翼型为基础进气动等方面的优化改造,以使飞行器获得更好的飞行性能,能更好的被应用到所要求的场景中。基于此,本文首先对机翼设计的参数及设计方法进行描述和分析,然后从多方面探讨低雷诺数下的飞机机翼结构优化设计的方法,以期为相关工程人员提供有效参考。     

管线钢专用引伸计的设计与应用

分析测量管线钢矩形试样规定总延伸强度Rt0.5的过程中产生误差的原因,设计开发了管线钢矩形试样拉伸试验测量系统。该系统由球铰式框架结构和光栅传感器组成球铰式光电引伸计,利用光栅传感器测量精度高与球铰式装卡的优势结合,把采集的信号通过数据处理器传递给计算机控制系统,通过系统的模数转换和软件的功能运算,能有效克服测量过程中的误差,保证试验结果的准确性和重复性,具有记录全过程拉伸曲线的功能,满足管线钢相关检验和试验标准要求。