沥青路面温度场的有限元分析

针对沥青路面温度场问题,为了准确预估沥青路面温度场分布,以用来指导路面病害的预防、路面结构的设计等,本文阐述了温度场的基本理论,并根据传热学基本原理,利用有限元法构建沥青路面温度场数值计算模型。以具体工况为实例,进行瞬态温度场的模拟分析,结果表明,本数值计算模型用于分析沥青路面瞬态温度场是可行的,且具有较高的精度和较好的实用性,可基于此对温度场做规律性分析。     

基于三维元胞自动机的铣刀片温度场模型

铣刀片是机械加工过程中重要的切削工具,由于受到的热冲击对刀片会造成严重的损毁,因此研究切削过程中刀片内部的温度变化规律对揭示刀片的破损非常重要。为了解决这一问题,利用元胞自动机模型对铣刀片进行单元划分,建立了三维元胞自动机温度场模型,模拟温度场在刀具内部的分布。建立的温度场模型可以根据切削区所测的温度值来计算刀片其它区域的温度值,是研究铣刀片内部温度场变化的重要依据,为进一步研究切削热对刀片的破损原理奠定了基础。     

大面积HFCVD系统衬底温度场建模与分析

以大面积HFCVD系统为研究对象,应用传热学理论建立了衬底温度场模型.根据金刚石成膜过程中对衬底温度大小及均匀性的工艺要求,对影响衬底温度场的参数进行了优化设计.最后,应用灵敏度法综合分析了各参数对衬底温度场的影响程度.     

基于薄壁件变形分析的铣削加工瞬态力学模型研究

对薄壁件加工变形问题进行了分析,指出了建立力学模型的重要性及进行变形分析对力学模型的要求;在分析现有文献有关力学模型的基础上,对各模型的优缺点进行了评价,并针对性地进行了改进;根据薄壁件变形特点,结合切削试验在不同的切削区域分别建立了切削力模型,并进行了试验验证.     

新型超声振动切削装置研究

分析并计算了超声振动切削所需的功率,提出了采用高效的压电换能器以及直接驱动刀具的振动的新型超声振动切削装置进行超声切屑的新方法,实验结果表明,该方法能有效地提高机械精密加工表面质量和精度。     

扁钻加工过程的分析模型──2任意钻尖角扁钻切削力的计算(英文)

钻尖的几何参数对扁钻的切削性能有着显著的影响．文中对扁钻主切削刃和横刃的几何角度进行了精确的分析，并建立了主切削刃的轴向力和扭矩的计算模型．在该模型中考虑了切削速度和进给速度沿主切削刃变化的影响，可应用于任意钻尖角的扁钻加工过程的分析．研究和试验表明，主切削刃的轴向力和扭矩的预测值与实际加工的测量值具有较好的一致性．     

电加热提高稠油采收率技术的数值模拟方法

根据电加热稠油油藏机理,建立了电热过程中电流场,渗流场与温度场的数学模型和离散模型,讨论了该模型相应的算法,编制了计算软件并给出了数值模拟结果,结果表明电加热稠油油藏是一种提高稠油采收率的有效方法。     

扁钻加工过程的分析模型

钻尖的几何参数对扁钻的切削性能有着显著的影响。文中对扁钻对主切削刃和横刃的几何角度进行了精确的分析，并建立了主切削刃的轴和和扭矩的计算模型，在该模型中考虑了切削速度和进给速度沿主切削刃变化的影响，可应用于任意钻尖角的扁钻加工过程的分析，研究和试验表明，主切削刃的轴向力和扭矩的预测值与实际加工的测量值具有较好的一致性。     

RPFEM在正交切削分析中的应用研究

针对典型的正交切削工艺过程,采用分析静态大变形过程的Lagrange描述法,建立了基于平面应变假设的正交切削过程的刚塑性有限元(RPFEM)分析模型;自行开发了模拟切削变形过程的刚塑性有限元分析程序,详细分析了正交切削变形全过程,计算出了变形体内部的网格变形图和速度场、应力场和应变场的分布结果和成形力随行程(时间)的变化曲线;对切削模拟过程中相关技术问题如切屑与基体材料分离准则、切屑与前刀面脱离判据等进行了系统的探讨;在网格重新划分时,采用面积加权平均和体积加权平均相结合的算法,实现新、旧网格体系之间参数的传递;以刨削为例完成了常温条件下铝试件模拟试验,试验结果证明了数值模拟的正确性.     

基于升力面混合模型的水平轴风力机性能研究

提出了叶素方法（BEM）与升力面法相结合的一种新型混合模型．将叶片用一平面代替,并在叶片平面上采用压力跳跃边界条件,混合模型将CFD解算器与叶素方法（BEM）联合起来进行迭代求解,首先采用BEM模块根据入流条件和叶片各段面翼型的气动参数确定叶片上的不连续分布压力,然后采用CFD模型根据压力分布计算叶片上的力和转轮的流场尾迹结构等流场参数,CFD计算得到的流场参数再应用到BEM模块进行计算．每次迭代得到的流场参数与上次得到的值进行比较,残差达到要求则迭代过程结束．将该混合模型用于求解NREL第6期风力机出力性能,并与试验结果对比,得到了满意的效果．     

基于温度场动态变化的林火蔓延模型研究

为了提高林火蔓延模型的准确性和通用性,文中把火场看作一个动态温度场,并从火场上任一微元体任一时刻温度变化状态出发,应用能量守恒定律,建立火灾区域温度场动态变化模型.经差分处理,得到进行模拟计算的一组温度场计算方程;由边界点条件,求出边界点的集合后,拟合得出火线函数,积分后可得到时刻火场的过火总面积、火线长度和火场形状,同时进一步证实了对流传热方式是影响林火蔓延的主要因素.从广州市8宗森林火灾的蔓延模拟结果看,过火面积的模拟精度约90%,能较准确地模拟林火发生时的过火面积和火线长度.     

硬质合金刀具车削钛合金切削变形试验研究

钛合金是航天制造业中的重要材料,具有弹性模量小、导热系数小、回弹大、相对切削加工性很差等特点。在钛合金切削加工中的各种物理现象,如切削力、切削热、刀具磨损以及已加工表面质量等,都是以切屑形成过程为基础的。本文根据钛合金车削试验,改变切削参数,通过测量各种切削条件下得到的切屑的几何尺寸,计算变形系数,研究了切削速度vc、进给量f等因素对切削变形的影响规律。     

复合载体夯扩桩承载性状分析

根据复合载体夯扩桩承载力及沉降计算理论,针对具体工程实例中的桩基检测试验对该桩型的承载及沉降特性进行分析,认为桩端载体的存在使得相同条件下复合载体夯扩桩的承载力提高了50%~200%,且桩端土体的不同对该桩型的沉降影响很大。之后采用ABAQUS有限元软件对单桩的承载力进行模拟计算分析,并与现场试验结果进行对比,证明了模型的可行性,在桩长较短的情况下可以将侧摩阻力作为承载力设计的安全储备。     

基于离散元法对冷硬铸铁切削过程的模拟与工艺优化

运用离散元方法对冷硬铸铁正交切削过程进行了模拟.利用PFC2D商业离散元软件建立了二维平面模型,分析了低速切削时不同的切削速度、不同的切削深度对切削力的影响.模拟结果表明,在低速切削时,切削力随切削速度的提高而增大,随切削深度的增大而增大.将计算结果与其他结果进行了比较,发现二者比较接近.进而说明离散元方法模拟脆性金属低速切削过程是可行的.利用模拟的结果对切削工艺进行了优化.     

三维元胞自动机的铣刀片温度场影响因素的研究

铣刀片是机械加工过程中重要的切削工具,由于切削过程中的热冲击对刀片会造成严重的损毁,因此研究切削过程中刀片内部的温度变化规律十分重要。本研究在三维元胞自动机温度场模型已建立的基础上,对切削速度、切削深度、进给量对铣刀片运动的影响进行了分析,通过三维元胞自动机模型的温度传递公式,得出切削速度越快,切削深度越深,进给量越多会使铣刀片温度不断升高的结论,最终将导致刀片的破损。     

金属切削刀具前、后刀面摩擦状况的数值模拟

采用数值模拟技术,成功地模拟出了自由直角切削中刀具前、后刀面的摩擦状况,并模拟出切屑形成及计算出刀-屑摩擦面上接触对各节点的等效应力值;同时对有限元建模及计算过程进行了深入的阐述.通过剪切角的仿真计算结果和用快速落刀实验得到的实验数据的比较证实了该方法的可行性.     

基于PFC的沥青混凝土铣削仿真及刀具安装优化

基于离散元对沥青混凝土流变特性模拟的优越性,对其切削过程进行动态仿真,克服了传统连续介质力学模型的宏观连续性假设的局限性,可以从微观角度对切削过程进行可视化的数值模拟.研究结果表明：通过单轴压缩试验校正后的模型,得到在不同切削角下切削过程中刀具前刀面受力变化规律,并得出刀具在安装工程中优先选择5～20°切削角的结论,为工程实际提供了参考.     

CFRP加固轴心受压混凝土方柱的承载力计算

为探讨CFRP加固轴心受压混凝土方柱的承载力计算方法,将其受力截面分为强约束区和弱约束区,承栽力计算简化为2个阶段,并提出了计算公式及其适用条件;与试验结果对比,吻合较好．证明使用该方法对CFRP加固混凝土方柱的受力进行分析,简化了计算过程是合理有效的．     

调酸式催化水解稻壳制备乙酰丙酸的研究

试验采用调酸式稀酸催化水解工艺,从稻壳中提取乙酰丙酸.根据Box-Behnken实验设计方法,确定影响乙酰丙酸收率的主要因素分别为硫酸浓度、反应温度、反应时间和液固比,分别在三水平条件下进行了27次试验,并建立了二次方程的模型,R2=0.986 1,显示该模型具有较好的拟合度;进一步通过响应面分析确定优化的水解条件:硫酸浓度3.9%,温度227℃,反应时间32 min,液固比16:1.在调酸催化水解工艺条件下,目标产物收率为38.426%,与模型估计值接近.     

混凝土损伤塑性模型损伤因子的取值及应用研究

ABAQUS混凝土损伤塑性模型可以有效用于混凝土结构性能研究,但模型中真实的损伤因子往往由于试验条件的限制难以被获取,为此提出一种损伤因子的计算方法。基于混凝土结构设计规范提供的混凝土本构关系,运用Sidiroff能量等价原理对损伤因子进行推导,采用数值模拟与试验研究相结合的方法分析一根钢筋混凝土简支梁,并将模拟结果与试验结果相对比。研究结果表明,模拟值曲线与试验值曲线吻合度较好,且ABAQUS分析结果中损伤云图显示出的梁受损情况与试验中观察到的破坏现象基本一致,验证了该计算公式的准确性,有利于混凝土损伤塑性模型达到理想收敛状态,为日后学者使用该模型进行混凝土结构非线性分析提供参考。