异形截面轴肩的应力集中特征

针对圆柱体与四方体相接的同心异形截面轴肩,建立直径比大于2、过渡圆角分别为内凹和外凸两种形式轴肩的三维有限元计算模型,利用ANSYS软件,分析计算应力和应变;给出变截面处应力集中系数随变截面直径比和内凹及外凸过渡圆角半径变化的曲线.计算结果表明,对于大径比异形截面轴肩,影响应力集中系数大小的决定因素是过渡圆角半径的大小和类型,而不是直径比的大小.不论是内凹过渡圆角还是外凸过渡圆角,过渡圆角半径越大,应力集中就越小,反之,过渡圆角半径越小,应力集中就越严重.当过渡圆角半径一定时,外凸过渡圆角的应力集中比内凹过渡圆角的应力集中小.直径比的大小对应力集中的影响不是很明显.     

基于时域有限差分法的浮顶油罐感应雷防护分析

为分析在雷击浮顶油罐附近地面时油罐感应的强电磁过程,建立了基于时域有限差分法的油罐感应雷分析模型,计算了雷击浮顶油罐附近地面时浮顶与罐壁间空气间隙的电场强度分布和雷电电场的辐射强度,分析了雷电流幅值、雷击距离和土壤电阻率对电场强度的影响.结果表明,浮顶与罐壁间空气间隙的感应电场强度随雷电流幅值和土壤电阻率的增加而增大,随雷击距离增加而减小;对于幅值30kA的雷电流,当雷击距离小于30m时油罐将隐含起火爆炸的可能性,当雷击距离小于1.2km时将可能损坏安装于油罐的电子设备.     

地形高程差对天然气输送管道工艺计算的影响

通过对气体稳定流动基本方程组进行解析求解,给出了考虑地形高程差影响的输气管道精确计算公式、简化计算公式和水平管计算公式.通过数值计算,研究了地形高程变化对天然气输送管道工艺计算的影响.结果表明,地形高程变化对管道压降计算的影响比较明显,而对管道直径和输气能力计算的影响不太明显,当高程差大于200m时,应该考虑高程差对天然气输送管道工艺计算的影响.结果为天然气输送管道设计的工艺计算提供了理论基础.     

雷击建筑物底层暂态电位分布初探

建立9柱框架结构建筑物的等效电路模型,利用电磁暂态仿真软件EMTP对雷击建筑物底层暂态电位分布进行模拟仿真计算,分析引下线长度、土壤电阻率、雷击点位置、建筑物楼层数、雷电流波形等因素与雷击建筑物底层暂态电位分布的关系,得到的主要结论为:雷击建筑物底层暂态电位的分布随引下线长度和楼层数的增加逐步趋于均匀;9柱多层建筑物模型随引下线长度的增加,底部暂态电位趋于均匀的速度比9柱单层建筑物模型快;9柱单层10 m×10 m×3 m建筑物模型的底部暂态电位的分布随土壤电阻率的增加逐步趋于均匀;雷击中间位置的底部暂态电位分布较均匀,雷击屋角和屋边缘位置的底部暂态电位分布不均匀;雷电流波的波头时间越短,底部暂态电位的分布就越不均匀,雷击点处的底部暂态电位随波头时间减小而上升.     

防雷引下线截面积的确定方法

本文根据热力学第一定律,计算首次雷击时单位长度钢筋里一次雷电所产生的总热量及其内能变量,分别得出各类防雷建筑物引下线截面积和雷电流峰值的关系式,为防雷引下线截面积的设计、检测和验收提供了方便快捷的计算公式。     

微槽板内的对流换热和流动特性

在单相强迫对流情况下,对刻有水力直径为0.133mm～0.367mm微矩形槽的微槽结构进行了换热和流动特性实验研究。研究发现,层流换热受槽道高宽比、水力直径与槽间距比值影响,而紊流换热则与水力直径、槽间距和无量纲参数Z有关,对紊流换热而言Z=0.5是最佳参数.实验表明Z对流动阻力因子亦有很大影响,层流情况下当Z为0.5时,摩擦因子或流动阻力都可达最小值;紊流流动阻力比经典理论预示值小,流动向充分发展紊流过渡的临界Re数也比常规值小。文中给出了计算换热和阻力降的经验公式。     

高浓度CO2对柴油着火延迟特性的影响

为了研究柴油在高浓度CO2下环境中的着火延迟特性,提出了适用于该环境下的着火延迟时间公式。该公式考虑了CO2的热效应和第三体效应对着火延迟的影响,分析了CO2摩尔浓度与着火延迟的关系,运用chemkin模拟了CO2对OH自由基生成速率的影响。对该环境下柴油的着火问题进行了定容燃烧弹的可视化实验研究和仿真计算。结果表明：着火延迟时间公式在CO2浓度小于60%时能够有效表达CO2对着火延迟时间的影响;CO2浓度大于60%时,反应H2O2+M→2OH+M中的第三体效率降低导致着火延迟增长变慢。     

高浓度煤粉着火阶段燃烧特性的试验研究

在滴管处对烟煤粉气流着火阶段燃烧特性进行了试验研究，研究表明，高浓度煤粉的着火是挥发分燃烧的均相着火，初期挥发分相燃烧生成ＣＯ，当煤粉浓度降低时，着火方式由均相着火经联合着火向非元相着火过渡，此外还对煤粉粒径的影响进行了研究。     

高速磨床电主轴热刚度耦合模型的分析与优化

提出了基于Timoshenko梁理论的主轴刚度与热的耦合模型,基于有限元方法,通过研究电主轴主要结构参数与润滑方式对主轴刚度和前轴承温升的影响,模拟了主轴的刚度与热性能,给出了高速电主轴系统优化方案.研究结果表明,选用油气润滑方式,当滚珠直径为10.25mm、主轴直径为100mm时,优化后前轴承的温升从优化前的26.2℃降低至22.0℃,相应地,主轴刚度从195N/μm增加至220N/μm.     

超流氦输送系统Joule-Thomson效应

通过直接状态方程法和热动力学公式法对HeⅡ的Joule-Thomson系数进行了分析和计算,并在计算结果的基础上,拟合得到了便于工程应用的经验方程.应用经典的紊流流动关联式和Fanning摩擦因子关系式对HeⅡ输送系统的压力损失进行了预测.利用系统的压力损失和Joule-Thomson系数分析并计算了由于负Joule-Thomson效应引发的系统温升.计算结果表明:应用状态方程法计算的结果与目前公开发表的应用热动力学公式的计算结果很接近;HeⅡ的流速和初始温度都会对最终的温升产生重要的影响.     

机床主轴三联角接触球轴承温升的研究

对已提出的计算轴承工作温度的经验公式进行了检验，结果表明经验公式有很大的局限性，不能精确预报轴承的温升。对影响机床主轴三联角接触球轴承温升的主要因素（轴承预紧力和转速）进行了实验研究，以等温曲线的形式给出了轴承预紧力、转速和温升之间的关系，为精确预报轴承温升和现代机床设计提供了依据。     

杨氏双缝干涉实验的误差研究

对杨氏双缝干涉实验进行了研究,发现当缝间距d与缝宽a的数量级一样时,由一般教材中的给出的杨氏双缝干涉公式进行计算,所得结果误差较大。作者认为在计算光程差应当考虑缝宽a的影响,并给出了修正后的杨氏双缝干涉公式。     

基于三维多上行先导模型的高建筑物年雷击次数分析

为提高建筑物安全性，更准确评估建筑物雷击风险，利用三维多上行先导模型模拟雷击建筑物，计算出建筑物的年雷击次数。首先，通过改变模型中建筑物高度，闪电始发位置和闪电强度进行大量模拟，计算出闪电从不同位置始发时建筑物的雷击概率；然后，对建筑物上空一定范围内始发闪电进行总体分析，计算出不同高度建筑物的年雷击次数；最后得出一个利用建筑物高度和闪电强度计算的经验公式。结果表明，模拟得出的结果与观测结果相近，相较于国标中的经验公式，在一定程度上更精确的计算了建筑物的年雷击次数。     

对金属切削中温升的探究

从摩擦学入手,运用位错理论及粘着理论,对金属切削过程中的三个变形带和两种摩擦状态进行了全面分析,并提出了犁削项的存在,且参与了力系的合成。同时,由于法向载荷的变化.对摩擦系数产生的不同影响,进而引起加工质量和动力消耗的变异。文中详尽阐述了金属在切削过程中产生的剪切热量及摩擦热量,其分布状况、数量比例、散逸途径,并从中导出了计算热量、温升的理论公式,提出了发热指数的概念及计算方法。最后,通过具体算例,验证了金属切削加工过程中的热量、温升等的理论计算问题。     

古建筑防雷工程设计与施工技术探讨

雷电灾害是古建文物遭受破坏的主要自然灾害,雷击除直接击毁古建筑物外,还因为中国传统古建筑物大多为木结构,雷击将直接导致古建筑物起火,这将使古建筑大面积遭受损毁。中国的古建筑物种类繁多,造型各异,结构独特。因此,在对其做防雷设计和施工时,须根据其特点进行,使得所安装的防雷设施既要做到安全美观又要做到隐蔽可靠,让古建筑物获取最大的美观和最可靠的安全保障。本文根据所接触过的古建筑物防雷工程设计和施工及从事防雷工程多年的实践经验,通过对古建筑物特点、古建筑已遭雷击的原因和现状等多角度的分析。从古建筑的防雷类别的划分到古建筑及古建群落防雷工程设计、施工的工艺技术等多方面,阐述了如何对古建筑进行防雷设计和施工,做到既保证其防雷效果,也做到不影响古建筑的外观与其周围环境协调一致;还要尽可能避免对古建筑造成破坏。     

黄山名松雷电灾害风险分析

雷电是威胁自然和文化遗产安全的主要自然灾害之一.正确的雷电灾害风险评估可以有效防止或降低风险,减少损失.使用统计软件对黄山闪电数据进行统计分析,研究与黄山地质地貌、雷电环境等相关的雷电活动规律及其可能对黄山松和游客的影响,利用IEC的方法并进行改进,以龙爪松为例,给出相关风险分析值.研究表明:龙爪松引起的人身伤亡风险较大,超过允许值.风险原因主要为若雷电直接击中龙爪松,由于旁络闪击及雷击的机械作用导致树木爆裂伤人,同时还有雷击引起接触和跨步电压导致人员伤亡事故发生的风险.而龙爪松遭雷击起火或爆裂引起的损毁风险较小,将会达到数百年一遇的几率.评估结果对黄山游客雷电安全管理具有重要意义,对国内外类似风景区的防雷工作具有指导意义.     

节理岩体剪切强度的计算方法及其应用

根据36组直剪试验结果,对基于起伏度和粗糙度等剪切强度公式进行对比,给出其建议适用性范围.研究结果表明:在只考虑起伏度时,Ladanyi-Archambault公式的计算结果更接近实际值;而只考虑粗糙度时,采用JRC-JMC模型和Grasselli改进公式进行预测更加合理;节理岩体的峰值剪切强度与法向应力有关,当法向应力较小时,节理面起伏度是节理岩体峰值强度的主要影响因素,而随着法向应力的增大,采用粗糙度计算结果与实际值相吻合.     

散热器组抬高对变压器温升的影响

为了分析散热器组抬高对变压器温升的影响,在传统温升计算的基础上,利用有限元法对油流速度进行计算,从理论上解析了油流速对散热性能的影响。同时结合相关的温升试验数据,针对散热器组架高的情况,给出了传统温升计算结合油流速分析温升计算方法。     

基于闪电定位的新建住宅小区雷击风险分析

为客观评价住宅小区的雷电灾害风险以及可能造成的人身伤亡风险,同时考察符合目前建设标准的新建小区的雷击风险是否小于允许值,分析了目前新建小区中由于雷电引起的人员、设备损失情况。提出对新建小区建筑物、构筑物进行雷击风险计算的重要性。结合新建小区特点,选取合适的风险参数,给出了新建住宅小区雷击风险的计算方法。并以南京市长江边某大型新建小区为例,计算了雷击引起的人员损失的风险,给出了小区防范雷击风险的一般方法     

跃移雪颗粒运动特性的数值模拟研究

运用拉格朗日方法,根据雪颗粒的运动机理,对单个跃移颗粒运行轨迹进行了数值计算.同时,结合颗粒的受力特征,对影响其运动的一些参数,如粒子直径、摩擦速度和颗粒密度等进行了分析.结果表明,随着雪颗粒直径或雪粒密度的增大,粒子竖向受力与重力之比减小,粒子的跃移高度则随之增大;而当粒子起跳速度不同时,水平方向受力与重力之比的变化规律也表现不同,进而影响其水平方向的跃移长度.基于经验公式,建立了雪面侵蚀质量通量与跃移粒子数目之间的关系,计算了雪颗粒质量传输率,并与经典文献的计算方法进行了比较.结果显示,随着雪颗粒直径和摩擦速度的增大,粒子质量传输率随之增大;随着阈值摩擦速度增大,粒子质量传输率随之减小.所得计算结果与Iversen经验公式吻合较好.