超声外场对SiC_p/7085复合材料颗粒分布与硬度的影响

采用半固态机械搅拌与超声施振的方法制备SiC_p/7085复合材料,研究超声施振时间与超声功率对复合材料颗粒分布与布氏硬度的影响。研究结果表明:机械搅拌可实现Si C颗粒与基体的初步混合,但在搅拌过程中易形成颗粒团聚、气体夹杂等缺陷;超声施振后能够有效打散微观颗粒团聚,减少气孔夹杂等缺陷;在本实验条件下,最优超声作用时间为10 min,功率为1 k W;复合材料的布氏硬度变化规律与显微组织呈现一致性,在超声时长为10 min、功率为1 k W工况下,其硬度达到最大值131.7 N/mm2,较未施加超声时增加25.7%。     

自保温石膏基砌块传热模拟及结构优化

针对自保温石膏基砌块的热工性能,利用有限元分析软件ANSYS二维数值模拟砌块的传热过程,进行热流密度场分析并计算其传热系数,进一步探讨肋的结构形式及空气间层分布对砌块传热的影响从而对砌块结构形式进行优化。采用防护热箱法对优化后的砌块模型进行实验研究检测其传热系数,并利用加水平和竖向灰缝的三维模型模拟真实实验环境下砌块的传热过程。研究结果表明:薄空气间层与发泡石膏填充材料相结合的石膏基砌块为优化后的砌块结构形式。三维数值模拟结果与实验检测结果较吻合。     

基于物元模型的齿轮磨损状态分形评估方法

为实现齿轮磨损状态的准确评估,设计齿轮副磨损实验,进行全寿命周期磨损实验,根据磨损率、磨粒群分形维数、振动信号变化趋势以及工况条件,划分5个不同的齿轮磨损状态。选择计算简单、权值易于确定的物元评估方法作为评估齿轮磨损状态的方法,利用磨粒群分形维数建立齿轮磨损状态的物元评价模型,并用实验测试数据进行实验验证。研究结果表明:物元模型能有效地评估齿轮不同的磨损状态,对齿轮磨损状态的评估准确性达91.67%。     

岩石温度对盘形滚刀掘进参数破岩特性的影响

为了研究在岩石温度变化条件下盘形滚刀掘进参数对破岩特性的影响,以颗粒流理论为平台,从细观角度上建立了基于岩石温度变化的盘形滚刀热力学破岩数学模型,模拟了不同工况下岩石裂纹生成、扩展和岩渣形成的全过程,并对掘进参数对破岩特性的影响规律进行了研究,从细观角度解释了不同岩石温度下滚刀的破岩机制.利用直线式TBM滚刀破岩实验台,通过实验验证在岩石温度变化条件下掘进参数对滚刀破岩的影响规律是否与数值模拟有较好的一致性.研究结果表明:1)岩石温度升高,降低了岩石硬度、强度等力学性质,破岩时裂纹数增多且微裂纹迅速扩展,降低了滚刀破岩载荷,提高了破岩效率;2)低贯入度时,岩石不容易被侵入破碎;随着岩石温度的升高,岩石越来越容易挤压破裂;随着贯入度增加,失效区域进一步扩大,破岩效率提高;3)滚刀之间的协同作用随刀间距的增加而减弱,最优刀间距随岩石温度的升高而增加,随贯入度的增大而增加;4)提高岩石温度能增强滚刀之间的协同作用,提高破岩效率.     

大型水压机操纵系统间隙在线补偿

大型水压机操纵系统的凸轮顶杆与阀杆的间隙影响了水压机的控制精度和零部件更换的频率,为了保证水压机间隙增大情况下的控制精度和系统继续工作能力,提高水压机间隙故障的容错能力,通过检测操纵系统中油缸压力瞬变时的凸轮转角,与无间隙时的凸轮转角对比,对间隙量进行在线检测并补偿,并采用模糊PID补偿策略提高补偿精度。通过模拟间隙为5 mm和10 mm的工况,对在线补偿策略进行实验验证,对比无补偿策略和有补偿策略作用下的系统位移响应特性。研究结果表明:该在线补偿策略能有效地解决大型水压机操纵系统的间隙补偿问题,对提高水压机的控制精度、减少零部件的更换频率有一定作用。     

垂直管道水力输送的水击研究与AMESim仿真分析

为降低深海采矿中矿物垂直水力提升中的水击现象,根据垂直管固液两相流的特征,考虑固液两相流密度、浓度、弹性模量等特点,对垂直管水力提升不稳定流开展研究。推导出粗颗粒—匀质浆体两相流提升水击压力波波速方程、连续方程和运动方程,并且基于AMESim软件搭建了垂直管道水击仿真模型。分析了不同管道长度、不同管道直径以及不同颗粒浓度下的水击特性。仿真结果表明:每增加18 m管道长度,平均可以降低约12%的压力峰值,同时减小压力波对管道壁的冲击;每增加10 mm管道直径,也可以降低约7%的压力峰值,但流速增加,紊流强度增大;粗颗粒浓度每增加6%,压力峰值相应增加约2%,与此同时对管道壁的冲击也增加。研究方法及结论对于实际深海采矿中的垂直管道提升具有指导借鉴意义。     

带铰弹性开环多体臂架变位姿固有频率算法

针对多体泵车臂架作业中频繁位姿变换固有频率不易求解的问题,采用多体传递矩阵法建立四节臂架动力学模型,模型分为A和B 2个子系统,子系统A为第1节臂、支座油缸连接,子系统B为后3节臂、油缸连接。加入液压驱动油缸两端铰弹性的影响,进行整体模型封装分析4种常用位姿的固有频率,并在已有臂架实验台上进行实验验证。研究结果表明:采用多体传递矩阵法求解变位姿多体系统臂架固有频率避免了传统方法中重新设定计算的步骤,4种位姿加入铰弹性的固有频率均比理想铰降低且更接近实测值,为此类机械的变位姿频率计算和整车实时振动控制提供参考。     

一种中大型水平定向钻机动力头设计

水平定向钻机在非开挖领域相关工程中已得到广泛应用,而随着地质条件、地下环境等日趋复杂,非开挖规模越来越大,大型水平定向钻机的需求越来越多。而水平定向钻的大部分作业都要靠动力头完成,所以它的强度和使用寿命都是整机能否持续正常运作的关键。本文结合目前的国内外水平定向钻机结构,对水平定向钻机动力头结构设计进行了探讨,并对动力头部分进行了详细的设计。特别地,本文分别以"同轴双动力驱动"方案和"扇形双动力设计"方案进行设计,并进行对比分析,权衡利弊。     

斯坦福大学教育发展及教师教育研究

教师教育大学化、专业化是当前许多国家教师教育体制改革的焦点。通过对斯坦福大学教育学院的发展轨迹与办学理念的探讨,可以看出其教师教育项目及课程具有十分鲜明的特色,这对我国教师教育的发展、综合性大学开设教育学院等具有重要的借鉴意义。     

钛合金表面织构的光纤激光加工多参数耦合研究

针对钛合金作为生物医用材料具有耐磨性差、表面容易划伤等缺点,采用光纤激光表面织构提高其抗磨性能.因诸多激光工作参数共同制约其加工效率,对钛合金TC4进行多参数耦合实验研究,提出了一套适用于凹坑形和凹槽形两种表面图案的理想工作参数组.实验结果表明,该参数组能有效地提高表面织构的精度和速度.