测量高温气体流量的超声波流量计设计与研究

利用超声波检测流量原理,设计带有缓冲棒的超声换能器,利用换能器与气体间缓冲棒的散热作用,降低测量时换能器的工作温度,保护换能器不受到损害,保证超声波流量计的测量精度。     

高速主轴动态性能的实验研究

介绍了一种高速主轴性能的测试实验。采用DHDAS动态信号测试分析系统,在高速主轴工作状态下,采集不同转速下主轴两端的振动加速度信号,并利用仪器自带的分析软件以及MATLAB软件,对所得数据进行平滑、消除趋势项、积分变换等分析处理,提取了真实有效的信息,为高速主轴性能的研究和分析提供了依据。结果表明,该实验方法,实时高效,且抗干扰能力强,误差较小,是研究高速主轴振动特性的有效方法。     

高速切削表面完整性研究

在高速切削加工过程中,影响表面完整性的因素是非常复杂的。从3个方面对近几年来高速切削表面完整性研究的现状进行了综述:表面粗糙度的研究、表面残余应力的研究、加工表面硬化的研究,为进一步研究表面完整性具有指导意义。     

烟气轮机动叶流道内颗粒运动的流动显示实验

烟气轮机是催化裂化装置能量回收系统中的关键设备,但内部烟气介质含有催化剂颗粒,易在内壁面沉积、结垢且对叶片造成冲蚀、磨损,影响机组正常运行。为研究烟气轮机内部复杂的两相运动规律,以实际烟气轮机为基准设计了模型烟气轮机,利用高速摄像机拍摄模型烟气轮机动叶流道内的颗粒运动形态,捕捉颗粒与壁面的作用过程。结果表明,动叶前缘是颗粒碰撞的高频区,且颗粒碰撞后速度方向变化量较大。颗粒与动叶压力面发生多次碰撞的位置集中在压力面后缘,小粒径颗粒较易紧贴动叶压力面运动。实验结果为进一步探索催化剂颗粒在烟气轮机内部的沉积结垢机理提供了重要依据。     

重型机械荷载作用下邻近高铁桥墩的扰动性分析

为了解重型机械施工期间邻近高铁桥梁及其周围土体的扰动情况,从而保障重型机械施工期间邻近高铁的运营安全,依托宁和城际轨道交通一期工程,基于PLAXIS 3D软件建立了高铁桥墩及相应土层的有限元模型,分析了重型机械荷载作用下周围土体的变形影响范围和高铁桥墩的变位值。在此基础上,对履带吊静置前后土体侧向应力,以及重型机械施工期间邻近高铁桥墩的竖向位移、水平位移和倾斜度进行了实时监测,并将数值计算与现场实测的结果进行了对比分析。结果表明:履带吊静压后,测试点处侧向土压力明显增大,但对深层土体无明显影响,履带吊就位后各测点土压力值均无明显变化;土体附加应力随着深度的增加而迅速衰减,且土体变形的水平影响范围不超过20 m;施工过程中高铁桥墩的竖向位移、倾斜度变位情况稳定,且均小于预警值（ 0.8 mm）,但水平位移受重型机械施工影响相对较大,接近于预警值;所得结论可为今后类似邻近既有高铁线施工工程提供可靠参考。     

AgWC30电接触材料的电弧行为研究

对电弧基本行为的研究一直是电接触材料领域的研究重点,本研究以AgWC30触头为研究对象,借助高速摄像的手段,观测电触头对在不同工作条件下,电弧行为的基本特征和规律,并进行了定量测量研究。结果表明,电弧演化阶段经历起弧、稳定燃烧、迅速熄灭3个过程。起弧阶段存在多点起弧特征,并伴有明显的金属熔滴的喷溅行为,稳定燃烧阶段出现电弧的产生、长大和合并行为,最后电弧迅速熄灭。通过扫描电镜对燃弧后触头表面的形貌分析,判断触头表面存在以WC为骨架覆Ag的大量凸丘,凸丘与熔桥的产生和断裂行为有密切关系,触头分断过程中熔桥和电弧可同时存在,并存在一定的协助作用。     

回转式高速剪切下料工艺及试验

针对棒材的精密剪切下料问题,提出了一种回转式高速精密剪切下料方法。完成了回转式精密剪切下料机和送料结构的结构设计,并完成了试验平台搭建。采用数值模拟的方法对下料刀具进行了优化分析,利用回转冲击和棒料表面缺口的应力集中效应,通过变频器改变下料刀具旋转速度,控制棒料的下料效率,对直径为Φ8 mm的不锈钢棒料进行了下料试验,并和传统的冲击剪切下料结果进行了对比分析。试验结果表明,本文提出的下料方法切实可行,可满足工业中多种材料中小直径棒料的下料要求。     

高速刮擦条件下封严涂层热物性对叶片损伤行为的影响

利用自制的高速刮擦试验机,对常见的铝、镍基封严涂层与TC4钛合叶片组成的封严摩擦副在高速刮擦条件下的摩擦学行为进行了研究。结果显示,铝基封严涂层对于叶片磨损轻微,甚至出现涂层粘着叶片的现象;镍基封严涂层严重的损伤叶片。通过分析刮擦面温度与力学性能变化间关系,发现封严涂层的热物性能对叶片的损伤具有重要的影响。若封严涂层的金属相熔点较低、热扩散率较大如铝基封严涂层,则配副使用时涂层易先于叶片发生软化,因而叶片磨损轻微,甚至被涂层粘附所代替。若封严涂层的金属相熔点较高、热扩散率较低如镍基封严涂层,则叶片易先于涂层发生软化,因而叶片损伤严重。     

高速超声振动切削钛合金可行性研究

钛合金由于其出色的机械性能广泛的应用于航空航天结构组件中。但较低的机械加工性使得钛合金切削速度低,即使在使用先进的切削刀具时,也因切削高温而难以进行高速切削加工。断续切削是一种有效地降低切削温度和改善切削质量的方法,作为典型的断续切削方法,传统超声振动切削（Traditional ultrasonic vibration cutting,UVC）和椭圆超声振动切削（elliptical ultrasonic vibration cutting,EUVC）已取得了显著的加工优势。但振动切削临界速度限制了它们的应用仅在低速切削场合。因此一种新的超声振动切削方法被提出,即高速超声振动切削（High-speed ultrasonic vibration cutting,HUVC）,此时刀具的振动方向与进给方向平行。当切削速度远远超过UVC和EUVC方法的临界速度时,刀具和工件依旧可以在一定的条件下实现分离。从而HUVC方法实现了宏观上的高速切削和微观上的断续切削,提升了钛合金的切削加工性。首先,HUVC方法的原理在文中给出,随后通过一系列使用普通切削（Conventional cutting CC）方法和HUVC方法的高速切削Ti-6Al-4V合金的对比试验来验证HUVC方法的可行性。试验结果表明,因刀具磨损的显著下降,HUVC方法的刀具寿命可最大提升300%。此外,相比CC方法,HUVC方法的切削效率可以显著提升90%,切削力最大下降50%并在连续的切削加工过程中获得更佳的表面质量。     

温度冲击对花岗岩动态拉伸力学性能的影响

在特定情况下,岩体工程中的岩石会经历温度快速变化（温度冲击）,因此研究温度冲击对岩石的影响对实际工程中岩体的稳定性分析有重要意义。通过将花岗岩试件加热至3种高温（200,400,600 ℃）,并采用3种方法冷却,研究了温度冲击对花岗岩物理性质的影响;使用分离式霍普金森压杆研究了温度冲击对花岗岩动态拉伸特性的影响,发现其动态拉伸强度随加热温度和冷却速率的增大而减小;使用高速摄影仪记录试件拉伸破坏时的裂纹形态,结合碎块形态,分析温度冲击对花岗岩的损伤程度,得出200 ℃加热条件下花岗岩不产生温度冲击,而在400 ℃和600 ℃加热条件下,花岗岩损伤程度随加热温度和冷却速率的增大而增大。