宽明渠流动的流速分布及含沙量分布

本文综合了目前明渠流速分布的试验成果,建议了一个统一的流速分布公式,並在此基础上推导了一个含沙量分布公式。     

近岸悬沙质量浓度垂向分布公式

为解决现有悬沙质量浓度分布公式积分难的问题,基于流速幂函数及摩阻流速推导出一个近岸流速垂向分布公式,并结合悬沙扩散方程推导出平衡状态下可有效避免Rouse公式在水表面为零的不合理性的悬沙质量浓度分布公式。近岸水文及泥沙实测资料验证分析结果表明：该流速、悬沙质量浓度分布公式具有较高的准确性;根据流速、悬沙质量浓度分布公式推导的悬沙输沙率公式可由初等函数表示,并能有效解决爱因斯坦方法积分难的问题。     

反挤压单位挤压力理论计算公式的探讨

对反挤压单位的挤压理论计算公式的计算值与实测值相差较大的情况进行了分析,认为“二值”相差较大的原因是,原公式在推导时假设金属流动方向在反挤过程中不变,与反挤压时金属实际流动方向随变形程度变化而变化不一致引起的。据此,对原公式进行了修正,并结合实测值推导了一个半理论半经验的新的反挤压单位挤压力计算公式。新公式考虑了变形程度和毛坯的初始硬度使反挤时金属流动方向改变对单位挤压力的影响。该公式的计算值与实测值比较接近,其误差不超过10％。     

X5214铝合金型材挤压过程的数值模拟

通过采用有限元法与有限体积法相结合,在MSC.SuperForge有限元商业软件上实现了挤压比λ=98.28的X5214铝型材挤压过程的数值模拟;对比了3种不同导流孔形状对型材挤出模口处z向的流速均匀性:获得该型材挤压过程的材料流动速度场、应力场和温度场分布图,并对金属的流动过程进行分析.模拟分析结果表明:对于X5214铝型材,采用对称导流模可获得较佳的流速均匀性.     

河床泥沙起动流速公式修正及可靠性验证

在河床泥沙起动的瞬间,颗粒与水相互作用,具有相同的速度。所以在研究泥沙起动流速的时候既要考虑水体对河床泥沙的影响,又要考虑河床泥沙对水体的影响。通过探寻河床有效切应力与水体流速梯度的关系;并考虑河床泥沙内部渗流作用对泥沙起动流速的影响推导出新的均匀泥沙起动流速公式。将此公式与实验资料及前人推导公式进行对比,结果表明本公式的计算精度符合工程应用标准,能弥补采用经典流速分布公式研究泥沙起动流速时的不足;并能较好地应用于组成成分为粗粉土、沙与砾石的泥沙研究中。     

优异力学性能的AZ31镁合金挤压板材:多类型织构的作用

采用横向梯度挤压（TGE）和传统挤压（CE）工艺制备Mg–3Al–1Zn（AZ31）镁合金板材,系统地研究了镁合金在挤压工艺中流变和动态再结晶行为,并对挤压AZ31镁合金板材的微观组织、织构和力学性能进行了分析。结果表明,由于在横向梯度挤压工艺中引入了沿板材横向额外流速和沿挤压方向流速差,板材具有细小晶粒的微观组织和多种类型的织构。板材横向从边缘到中心基极逐渐偏离法线方向,在板材中心区域达到最大倾角65°。此外,除了横向梯度挤压板材中心区域外,板材基极沿挤压方向向横向偏转40°–63°。与传统挤压板材相比,横向梯度挤压板材具有高的延展性和应变硬化指数（n值）,低的屈服强度和Lankford值（r值）。由于横向梯度挤压板材在变形过程中基面滑移和拉伸孪晶容易被激活,板材延伸率最高可达41%,屈服强度低至86.5 MPa。     

铜扁线连续挤压力的研究

针对连续挤压工艺的重要参数—连续挤压力进行详细研究,得出了连续挤压力公式.并对铜扁线连续挤压成形过程进行数值模拟,对数值模拟结果进行了详细的分析,得到了金属流动的等效应力场,其变化规律与实际相吻合.     

实心轴开式冷挤压中挤压力的计算

在管材挤压过程中,挤压力对工件成形起到了十分关键的作用,本文采用上限法进行分析计算,得到了轴类零件单位挤压力的计算公式,此公式具有一定的工程实用性,为挤压模具的设计及挤压工艺的制定提供了理论依据。     

单向连续车流下公路隧道紊流分区结构与流场特性

将隧道内流场划分为3个区域,从上到下分别为壁面影响区、车辆影响区及紊流推进区.根据卡门流速分布亏损律,建立了单向连续车流下二维公路隧道紊流方程,引入普朗特掺混长度理论和范德里斯公式,得到了3个区域的二维流速分布公式.以1:10的缩尺比例搭建了隧道通风实验平台,测试了在4种模型车速下隧道中截面的风速,对比验证了二维流速分布公式的准确性.最后基于二维流速分布公式和实验数据,分析了公路隧道中3个分区的风场特性,并给出了隧道平均活塞风速计算公式-u≈0.486v0-0.116 7(v0为车辆行驶速率).     

基于相对暴露度的无黏性均匀泥沙起动流速公式

基于白玉川提出的床面均匀无黏性泥沙双向相对暴露度、拖曳力系数、上举力系数与纵向相对暴露度之间的关系分析发现,当颗粒雷诺数较大时(大于15 700),拖曳力系数、上举力系数仅受相对暴露度影响,且幅值变化较小.CD取值在1~1.22,平均值为1.11;CL取值在0.72~0.99,均值0.86.将拖曳力系数和上举力系数引用到泥沙起动流速公式的研究中,推导出基于相对暴露度的散粒体泥沙起动底部作用流速公式及垂线平均流速公式,通过与现有的天然河道、室内水槽试验得到的泥沙起动流速资料及现有的泥沙起动流速公式比较可知,本文公式与实测资料符合良好,较现有的泥沙起动公式计算精度更高.     

花键冷挤压成形过程凹模入口半角优化数值模拟

以花键挤压成形过程为研究对象,利用DEFORM-3D软件对花键的冷挤压成形过程进行模拟;以金属流动、变形程度、成形载荷和模具磨损等作为花键成形过程中的衡量指标,分别设定15°、20°、22.5°、25°和30°的不同凹模入口半角,模拟分析对花键冷挤压成形过程的影响。模拟结果表明,凹模入口半角为20°时,花键的整体成形质量最好。     

方盒形件精密挤压成形三维弹塑性有限元模拟

采用大变形弹塑性有限单元法对盒形件精密复合挤压全过程进行数值模拟,获得所需的金属流动规律及相关的力学参数,从而为优化设计模具、改进工艺和合理选用设备提供了可靠的依据;通过数值模拟成功预测了盒形件在复合挤压成形过程中可能出现的缺陷,进一步提出采用闭式精密锻造工艺成形盒形件。     

复杂杯形件温挤压成形工艺浅探

复杂杯形件的金属流动比较复杂。分析比较了这类零件成形的几种工艺方案,指出复合挤压具有工序少、制件尺寸精度高、模具结构简单、造价低的优点,并用美国MARK/Autoforge模拟了其温挤压过程,表明该工艺是合理可靠的。     

导流模和分流模金属挤压流动成形的数值模拟

建立了铝合金导流模和分流模挤压分析模型,利用有限体积法(FVM)分别对导流模和分流模模具在铝合金挤压过程中坯料的应力分布和速度场分布进行了比较和分析,发现坯料应力的分布与工作带高度的设定、出材流动是否均衡没有直接的联系,而工作带的调节对改善金属的流动有一定的作用.针对型材出口处的金属流动均匀性,提出了一个判定能否获得稳定合格型材的依据.计算出口型材的标准速度场偏差(SDV),当SDV随时间增加逐渐减少,并且其收敛值小于一个临界值时,认为能够获得稳定合格的型材.     

汽车联轴节壳体挤压成形过程三维有限元数值模拟

针对汽车联轴节壳体温挤压成形过程,采用三维刚－粘塑性有限元法进行了热力耦合数值模拟以揭示金属的塑性变形行为,从而为模具设计及工艺制订提供理论依据．通过有限元模拟,给出了汽车联轴节壳体三维温挤压成形过程的金属塑性流动模式和详尽的应力、应变及温度分布,并分析了成形物理场分布与变形的外部条件之间的关系．同时也对三维塑性变形的有限元技术处理方法（如：模具的几何描述及变形体的离散化、三维动态边界接触问题）进行了探讨．     

宽截面铝型材挤压导流模应用研究

探讨了导流模内挤压铝型材的流动规律。提出了确定导流模最小厚度的理论依据。用流函数法确定了宽截面薄壁铝型材挤压变形动可容速度场、应变速率场及上限功率。讨论了变形程度、磨擦因子等参数对导流模最小理论厚度、挤压载荷的影响。得出薄壁型材导流模厚度的理论最小值。为导流模优化设计提供了理论依据。     

开式冷挤压成形可行模角及最佳模角的理论与实验研究

给出了开式冷挤压动可容速度场及上限挤压力计算公式,讨论了主要参数对最佳模角的影响,理论分析结果得到实验验证。由理论及实验给出了可行模角及最佳模角。     

三通管接头径向挤压的刚塑性有限元研究

本文从实验和理论两方面验证了等径三通管接头径向挤压时的金属流动过程属于平面应变问题,应用Lee和Kobayashi S提出的刚塑性有限元法导出了模拟平面应变问题的刚塑性有限元数学模型的具体显式,编制了一套微机上模拟等径三通管接头径向挤压过程的程序.成功地模拟了等径三通管接头的径向挤压过程,计算了应变速率场和应力场的分布值,初步掌握了径向挤压时的金属流动规律.     

螺杆结构对熔融金属挤压成型流场分布的影响研究

基于无限大平板模型进行挤出过程的压力公式推导,开展单螺杆结构对于熔融金属挤出过程的流场分布影响研究。将机头压力损耗计算所得压力数值与单螺杆挤出机建压数值进行对比,从而判断单螺杆挤出机挤出能力。采用ANSYS中的POLYFLOW模块对挤出过程进行仿真模拟,该模块采用网格叠加技术,模拟熔融状态下金属锡的挤出,其中忽略了惯性和重力影响的三维计算,对螺杆进行最优化设计。研究发现减小挤出机的机筒间隙及螺距可以增加螺杆元件对物料的输送能力,且由于金属具有超高流动性,在挤出中并不需要有完整的固体塞段。通过理论分析得到最优螺杆设计参数并完成样机制备,通过实验验证设备的可行性,最终结果表明所设计小型单螺杆挤出机能够实现金属锡的连续均匀挤出。