一种新型Al-Zn-Mg-Cu合金杯形件摆辗成形数值模拟及实验研究

为了研究摆辗成形工艺对一种新型Al-Zn-Mg-Cu合金杯形件力学性能的影响,对初始高径比分别为0.4、0.8和1.2的坯料摆辗成形进行数值模拟和实验研究。通过有限元法模拟摆辗成形过程中坯料的金属流动、等效应变分布和温度分布,并在此基础上进行摆辗成形实验,分别测试杯形件底盘弦向和径向的强度。有限元研究发现,与摆头接触的变形区域网格畸变量大,并且变形过程热效应明显。研究结果表明,当坯料高径比为0.8时,杯形件的底盘弦向强度可达到507MPa,比母材提高了64.4%;摆辗成形可以提高该新型Al-Zn-Mg-Cu合金杯形件的底盘强度,同时初始坯料的高径比对杯形件底盘的强度分布影响较大。     

几何尺寸对岩石抗拉强度影响的试验研究

通过对不同高径比圆盘试样进行巴西劈裂试验发现,随着高径比的增加,抗拉强度逐渐减小,呈近似三次函数关系。然而由于巴西劈裂抗拉强度是基于弹性力学平面假设得到的,与实验结果存在较大差异,同样给尺寸效应研究带来困扰。采用有限差分软件对不同高径比圆盘试样应力分布规律进行研究,结果表明:越靠近端部,水平应力越大;高径比越大,圆盘端面中点处水平拉应力越大;圆盘起裂位置发生在端面中心点而不是内部中心点。在此基础上对巴西圆盘劈裂试验方法进行修正,获得更加真实的抗拉强度尺寸效应。     

TC4钛合金自由锻过程相变模拟与工艺分析

为了揭示TC4钛合金自由锻过程中相的演变规律,课题组建立了TC4钛合金的相变模型,对其成形工艺进行数值模拟,并利用平均值和标准差值作为评价指标,对模拟结果进行分析。结果显示：温度在700℃左右时,α相开始向β相发生转变,当达到1 000℃后,转变率达到100.0%直至加热结束;镦粗的最佳高径比为2.5,锻件对应的平行边距D=410 mm;锻件与模具接触处形成温度骤降区,首先发生β相到α+β相的转变,2相占比平均值呈相反演变趋势,标准差值为相同演变趋势。基于模拟的锻造工艺,能够有效地缩短试验周期,提高产品合格率,本研究为大型钛合金自由锻工艺提供了参考。     

红层软岩单轴抗压强度的尺寸效应

通过对甘肃省定西市兰渝铁路(夏广段)LYS-1标胡麻岭隧道的红层软岩进行不同高径比试样单轴抗压强度对比试验,研究红层软岩单轴抗压强度的尺寸效应。加工试件直径50 mm,高20~100 mm。定义无量纲量尺寸效应系数为非标准样与标准样所测单轴抗压强度之比。试验数据拟合得出红层软岩尺寸效应系数与高径比、平均弹性模量之间线性相关,拟合效果良好;高径比＜2.0,尺寸效应系数随着高径比的增大呈先减小后增加的趋势。联立拟合直线求解,得出尺寸效应系数取极小值时的高径比。对试样进行受力分析,通过研究不同破坏形态,得出红层软岩试样尺寸效应系数变化的原因,且发现红层软岩尺寸效应明显。     

造气煤气发生炉技术改造总结

1煤气发生炉本体改造为了提高煤气发生炉单炉发气量,将炉膛由φ2260mm逐步扩大到φ2400mm,φ2610mm或φ2800mm。随着炉径扩大,炉膛高度也作相应提高,参考φ2260mm煤气发生炉高径比（煤气炉灰盘至炉上出气管下壁高度与炉膛直径之比）及结合实践经验,煤气发生炉扩径后高径比必须控制在1．73～1．80（见表1）。保持合适的高径比对煤耗下降有很大关系,因为高径比较大的煤气发生炉由于可装填的料层更高,可以实现较高的吹风强度,其气化剂分布更加均匀,气化剂与填料层接触时间更长,蒸汽分解率高,气体成分好,从而使灰渣残碳量低,煤耗低,煤气发气量大。     

赫姆霍兹消声器共振腔结构形状对消声性能的影响

为探究共振腔结构形状对消声器消声性能的影响规律,采用统计能量方法分析了消声器共振腔外形形状分别为球体、柱体和方体情况下的消声性能,研究了圆形截面共振腔高径比变化对共振频率的影响规律,探讨了3种方法的应用范围。研究发现,腔外形对共振频率有影响,但对传递损失影响较小;高径比对共振频率有影响,当高径比等于0.6时,共振频率最大,随高径比增减,频率均向低频方向移动;集中参数模型计算结果与三维方法偏差较大,当高径比较小时,一维平面波模型计算结果接近集中参数模型,当高径比较大时,计算结果渐渐接近三维结果。     

塑性混凝土单轴受压性能尺寸效应的试验研究

塑性混凝土峰值应力与其试样尺寸、形状及配合比等密切相关,且与普通混凝土尺寸效应相似,受压时尺寸效应明显。考虑不同形状、尺寸、配合比和高径比等因素,开展了不同试验条件下塑性混凝土单轴无侧限抗压强度试验,重点研究峰值应力及应变的尺寸效应。结果表明：(1)塑性混凝土峰值应力及应变均具有较明显的尺寸效应,但随配合比即强度增大无明显变化规律;(2)峰值应力及应变尺寸效应系数随塑性混凝土底面尺寸增大呈非线性增长,且超过某一尺寸时趋于稳定;(3)圆柱体试样峰值应力尺寸效应系数大于棱柱体试样,且前者受配合比和高径比变化的影响较小;(4)圆柱体和棱柱体试样峰值应力尺寸效应系数随试样高径比增大而增大,但峰值应变尺寸效应系数无明显变化规律。     

Mixolab参数快速预测馒头比容高径比和总评分

为寻找面粉的馒头加工品质的快速评价方法,本文以市场收集的100个面粉样品(包括前路粉、中路粉、后路粉以及竞品馒头粉)为试验材料,然后利用Mixolab混合实验仪进行面团流变学测试,并同时完成馒头制作试验和感官评定。利用Minitab统计分析软件建立了Mixolab参数预测馒头比容、高径比以及总评分的数学模型,且预测相关系数分别为0.84、0.60和0.79。研究表明,通过这些模型得到的预测结果能很好地再现这些参数在馒头制作过程中的实测值,其中Mixolab基于重复性限预测馒头总评分的准确性高达98%。也就是说,混合实验仪参数预测的馒头总评分基本可以取代实际馒头制作的总评分,这大大提高了面粉厂馒头粉专用粉品质控制的工作效率。     

岩石高径比效应对其声发射影响的数值模拟研究

对6种不同高径比岩石试样进行数值模拟研究,讨论了不同高径比值下声发射之间的关系,得出了声发射的时间序列特征和空间分布的规律:H/D1时,达到应力峰值前,声发射频度及能量极少,且弥散、随机的过程较长;当达到峰值时,声发射频度和能量达到历史最大,主要分布在试样中部。H/D≤1时,在初期声发射已有出现,达峰值应力前有声发射突跃,且能量也较大,出现声发射带;达到峰值应力和在峰值过后仍有几次频度较高的声发射。这些特征为用压力机做实验时,控制一定高径比尽量避免岩石试样破裂过程受垫板干扰提供了参考依据,对预测岩石破裂来临及位置具有一定的参考意义。     

西部浅埋煤层煤样承载力及冲击倾向特征研究

浅埋深、厚煤层、窄煤柱是我国西部浅埋煤层的典型赋存特征。为考察温度、水、尺度对西部浅埋煤层煤样承载力及冲击倾向特征的影响规律,分别对饱水及饱水风干、25~250℃之间4种温度水平及3种不同高径比煤样进行室内单轴压缩试验。试验结果表明:1)从自然状态-饱水-饱水后风干,煤样峰值强度和弹性模量急剧降低,而峰值应变逐渐增大,煤样破坏程度愈渐剧烈,冲击倾向特征减弱;2)随着温度的升高,煤样峰值强度、峰值应变和弹性模量均呈现先增大后减小的趋势,在100℃出现临界点,此时煤样在加载过程中崩溅剧烈,冲击倾向性加剧;温度继续升高至250℃,煤样承载力及冲击倾向性逐渐弱化;3)随着高径比的增加,煤样峰值强度、峰值应变及弹性模量均呈现衰减趋势,煤样变形及破坏程度减弱,而冲击倾向特征增强。