爆炸冲击载荷下固支单向加筋板的动响应及破损特性研究

以半穿甲反舰战斗部舱内爆炸的毁伤与防护问题为背景,研究多根单向加筋板结构在爆炸冲击波载荷作用下变形破坏特点及规律。利用有限元软件LS-DYNA开展爆炸冲击波对固支单向加筋板的毁伤作用数值仿真计算,分析近距离爆炸条件下单向加筋板的破坏过程,得到了在爆炸冲击波载荷作用下单向加筋板的变形破坏模式和典型爆炸冲击波载荷下加筋板变形规律。结果表明：加筋板在整体剪切或塑形大变形条件下,其最大无量纲挠度分别与无量纲冲击载荷和加强筋相对刚度之间呈明显的线性关系;在载荷确定情况下,通过改变加强筋相对刚度和无量纲冲击载荷可以确定加筋板失效模式以及失效模式之间转化的临界区域。     

碱激发矿渣固化土压平衡盾构渣土的试验研究

利用碱激发高炉矿渣对土压平衡盾构渣土进行固化,考察了矿渣掺量、液固比、碱激发剂、成型压力、养护温度等因素对固化土力学性能的影响,分析了固化反应的主要产物及固化土的微观结构,研究了固化土的抗酸抗盐侵蚀能力。结果表明:碱激发高炉矿渣对土压平衡盾构渣土具有较好的固化能力,在配比范围内,随着高炉矿渣掺量的增加,固化渣土抗压强度和表观密度增大;固化渣土强度的主要来源是碱激发高炉矿渣生成的C-S-H和C-A-S-H;氢氧化钠和水玻璃的复合激发相对于单一激发固化效果更好,液固比、成型压力和养护温度对于固化渣土的抗压强度有一定影响;硫酸钠对所制备的固化渣土的侵蚀作用较小,而硫酸和盐酸的侵蚀作用相对较大。     

微细电解加工用中空电极的制备

为了改进加工间隙内电解产物的排出条件和加速电解液的更新,提出了一种嵌套式微细中空电极的精确可控焊接制备工艺。仿真分析了电极的过流特性,优化了电极长度,并进行了性能测试及加工实验。通过穿丝、黏结、嵌套尺寸及位置调整和焊接工序,制备出加工段内径为65μm、外径为130μm、长3.25mm左右,后段便于装夹和连通的嵌套式中空电极。在供液压力为1.15 MPa时,其出口流速可达10m/s左右。利用制备的中空电极,开展微细孔电解加工实验,在0.5mm厚不锈钢片上加工出最小入口孔径约为157μm,出口孔径约为133μm的微细孔,并将其延伸应用于微结构加工中,铣削出了长554μm、宽160μm、深224μm的微细T型槽。实验结果表明:制备的微细中空电极有效提高了加工间隙内电解液的流动特性,且连/导通可靠、装夹方便,适用于高深宽比微结构的电解加工。     

结合先验稀疏字典和空洞填充的CT图像肝脏分割

针对复杂多变的肝脏图像,提出了一种基于先验稀疏字典和空洞填充的三维肝脏图像分割方法。对腹部CT图像进行Gabor特征提取,并分别在Gabor图像和灰度图像的肝脏金标准边界上选择大小相同的图像块作为两组训练集,利用训练集得到两种查询字典及稀疏编码。将金标准图像与待分割图像配准,并将配准后的肝脏边界作为待分割图像的肝脏初始边界;在初始边界点上的十邻域内选择大小相同的两组图像块作为测试样本,利用测试样本与查询字典计算稀疏编码及重构误差,并选择重构误差最小的图像块的中心作为待分割肝脏的边界点;最后,设计一种空洞填充方法对肝脏边界进行补全和平滑处理,得到最终分割结果。利用医学图像计算和计算机辅助介入国际会议中提供的肝脏数据进行了实验验证。结果表明,该方法对肝脏分割图像具有较好的适用性和鲁棒性,并获得了较高的分割精度。其中,平均体积重叠率误差为(5.21±0.45)%,平均相对体积误差为(0.72±0.12)%,平均对称表面距离误差为(0.93±0.14)mm。     

碳纤维复合材料的钻削研究进展

碳纤维复合材料(CFRP)的高比强度、比硬度、耐高温、耐化学腐蚀等一些优良特性,使这种新型复合材料在航天、航空、船舶、建筑等领域的应用不断扩大,在CFRP的加工中,孔加工最为常见(约占60%)。本文主要对国内外一些碳纤维复合材料的钻孔加工实验理论研究进行总结,着重分析各因素对钻孔质量及刀具磨损的影响规律,展望了CFRP钻削加工的发展方向。     

Precision machining of micro tool electrodes in micro EDM for drilling array micro holes

Micro electro discharge machining (micro EDM) is suitable for machining micro holes on metal alloy materials, and the micro holes can be machined even to several microns by use of wire electro discharge grinding (WEDG) of micro electrodes. However, considering practicability of micro holes <Φ100 μm in batch processing, the controllable accuracy of holes’ diameter, the consistency accuracy of repeated machining and the processing efficiency are required to be systematically improved. On the basis of conventional WEDG method, a tangential feed WEDG (TF-WEDG) method combined with on-line measurement using a charge coupled device (CCD) was proposed for improving on-line machining accuracy of micro electrodes. In TF-WEDG, removal resolution of micro-electrode diameter (the minimum thickness to be removed from micro electrode) is greatly improved by feeding the electrode along the tangential direction of wire-guide arc, and the resolution is further improved by employing negative polarity machining. Taking advantage of the high removal resolution, the precise diameter of micro-electrode can be achieved by the tangential feed of electrode to a certain position after diameter feedback of on-line measurement. Furthermore, a hybrid process was presented by combining the TF-WEDG method and a self-drilled holes method to improve the machining efficiency of micro electrodes. A cyclic alternating process of micro-electrode repeated machining and micro holes’ drilling was implemented for array micro holes with high consistency accuracy. Micro-EDM experiments were carried out for verifying the proposed methods and processes, and the experimental results show that the repeated machining accuracy of micro electrodes was less than 2 μm and the consistency accuracy of array micro holes was ±1.1 μm.     

内孔焊技术在低压反应水冷器(换热器)制造中的应用

在换热器制造中,管与管板的焊接质量决定了换热器本身的质量优劣和使用寿命,而管与管板焊接质量的好坏主要取决于管与管板的接头形式。内孔焊焊接就是为改善端面焊接的缺点而采用的较为先进的工艺方法,是一个全焊透结构。用内孔焊结构代替传统的管与管板角焊缝结构,是提高换热管与管板连接焊缝抗腐蚀能力和间隙腐蚀能力的根本途径。本文结合实践中的经验,阐述了内孔焊的接头形式、工艺顺序、焊接工艺参数及焊接过程中注意的问题等。     

基于Fluent软件的高炉冷却壁结构优化

基于Fluent软件,建立高炉冷却壁三维稳态传热模型,通过对不同结构参数下的铸铁冷却壁温度场的计算,分析了水管直径、水管中心线距冷却壁热面距离、槽深度、壁体厚度等因素对高炉冷却壁温度分布的影响。计算结果表明:在一定范围内,增大水管直径、减小水管中心线距冷却壁热面距离、减小槽深度、减小壁体厚度都可以降低冷却壁热面温度,延长冷却壁寿命。优化后的冷却壁与原冷却壁相比,相应的冷却壁热面温度降低了51.2℃,冷面温度降低了14.0℃,冷热面温差降低了37.2℃,冷却性能有较大幅度的提高。     

Numerical Simulation on the Creep Damage Evolution of Nickel-Based Single Crystal Specimens with Slant-Angled Film Cooling Holes

针对含不同倾角气膜孔的镍基单晶试件的蠕变损伤发展进行了数值模拟,研究了倾角对蠕变特性的影响。气膜孔的倾角分别为0°,15°,30°和45°。结果表明,倾角不同,气膜孔周围的分切应力分布也不同。当倾角为0°,15°和30°时,裂纹扩展方向为θ=±54°,而当倾角为45°时,裂纹沿着θ=±46°的方向进行扩展。倾角为30°的试件有最长的失效寿命。在气膜孔周围的高应力区,分切应力、Mises等效应力和沿拉伸方向的应力σ11均出现了应力松弛现象,且随着时间的延长,应力都达到了稳定值。此外,倾角也影响着蠕变损伤的分布,当倾角为0°,15°,30°和45°时,最大损伤点分别出现在与水平方向成0°,0°,13°和26°的位置。     

三维空间小孔电火花编程加工工艺方法研究

结合国内多轴电火花小孔加工机床的特点,利用UG建模工具获取三维空间小孔的位置与矢量信息,巧妙地利用接触感知功能得到设备回转轴的回转偏差,最后通过坐标变换获得对随机分布的空间矢量小孔精准定位的电火花加工方案。