流体参数对航空发动机液压管路振动特性的影响

考虑了黏弹性系数和脉动流因素,采用牛顿法建立了航空发动机液压管路在基础激励下的非线性流固耦合振动数学模型,并将方程进行了无量纲化.根据梁模型横向弯曲振动模态函数,采用Galerkin法将运动方程在模态空间内展开,利用Matlab和Mathematica软件数值仿真,分析研究了航空发动机液压管路的流体压力、流速、轴向力等参数对振动特性的影响.最后通过实验验证了所得结论与理论相符合.     

空调管路振动性能分析及优化设计

针对空调管路振动的特性问题,采用Solidworks软件建立了空调管路三维实体模型,利用ANSYS软件建立其有限元动力学分析模型,计算分析了固有频率与振型等振动性能,提出了一种通过增加约束条件对空调管路的固有振动特性进行优化设计的方法。通过在空调管路中不同部位处施加约束位移,并对4种优化方案进行分析比较,获得最佳优化结果。研究结果表明,在空调管路干燥过滤器上下部位同时增加约束条件,分析出所有固有频率均脱离0~150 Hz低频区域,一定程度上不受外力激励干扰,振型方面空调管路振动幅度也得到了有效抑制。这种改变约束条件实现空调管路抗振特性的设计方法有效、可行,具有重要的工程价值。     

形状记忆合金管接头结构优化与有限元分析

为了解决油管接口处的慢性泄漏问题,研究了一种舰艇核反应堆管路用形状记忆合金管接头.建立了NiTiNb形状记忆合金管接头结构优化模型,并采用遗传算法,对NiTiNb形状记忆合金管接头进行了结构优化设计.采用有限元法对优化后的NiTiNb形状记忆合金管接头进行了热结构耦合仿真分析,仿真试验结果与理论分析结果取得了较好的一致性,从而证明本文提出的方法是可行、有效的,具有很大的通用性和工程实际意义.     

液力振动采油油管脱落分析

液力振动采油技术是油田为提高中晚期产量而广泛采用的一项技术.根据流体的连续方程和动量方程,建立了流体脉动特征方程,并对方程进行了无量纲化处理,采用特征线法,得出了油管内流体脉动的分布情况.据此,对液力振动采油过程中油管脱落的现象进行了理论分析,提出了相应的改进措施,对油田采油作业有一定的借鉴价值.     

4JB1柴油机高压喷射系统选型及管路匹配

采用FSEM(fuel system evaluation method)的方法进行柴油机高压喷射系统选型,针对4JB1柴油机选择BOSCH公司的第2代共轨系统.利用AMESim建立高压共轨柴油机供油系统模型,包括高压供油泵子模型、压力调节阀子模型、喷油器子模型和连接它们的高压油管子模型.仿真研究共轨管容积、高压油管长度和内径等参数对共轨管中的压力建立和压力波动的影响,并针对4JB1共轨柴油机进行共轨系统管路参数选择和试验验证,结果表明匹配的管路系统满足共轨柴油机轨压快响应和小波动的要求.     

汽车平顺性建模与仿真

汽车作为一个复杂的多自由度振动系统,定量分析和评价平顺性的关键在于建立理想的力学模型和数学模型.根据汽车振动理论,研究平顺性规律,并应用MATLAB软件建立了汽车三维7自由度车辆振动模型,通过实验和单因素分析法对所建立的车辆振动模型的准确性及振动特性进行了模拟仿真验证.结果表明,利用MATLAB软件计算机分析和预测车辆平顺性是切实可行的.     

电控柴油机燃油喷射系统参数匹配优化

基于4190型船用柴油机电控化改造,利用AMESim液压仿真软件建立了燃油喷射系统仿真模型,选取燃油喷射系统重要参数进行一次回归正交试验设计,建立了各参数与嘴端喷油压力间的回归方程数学预测模型,并对数学预测模型进行了方差显著性分析。结果表明：建立的数学预测模型精度较高,预测的最高嘴端喷油压力与仿真值相差3.2%,数学预测模型准确性较显著。优化得到了两组最佳的参数组合：柱塞直径13 mm、油管长度1 000 mm、喷孔直径0.30 mm、凸轮型线速度0.40 mm/(°)、喷孔数6个、油管直径1 mm,柱塞直径13 mm、油管长度800 mm、喷孔直径0.30 mm、凸轮型线速度0.40 mm/(°)、喷孔数10个、油管直径1 mm,满足电控化改造要求,与原机相比最大嘴端喷油压力分别提高了51.6%和38.9%,其喷油规律满足理想的“先缓后急”的要求。     

船舶管系舾装减振降噪研究

船舶管路系统遍布舰船每一个角落,是舰船整体减振降噪的重要环节。管路系统的振动与噪声是泵、阀、附件、管路及介质综合作用的结果。除管路系统本身减振降噪外,管路系统与设备及船体需进行有效的振动与噪声隔离。本文重点针对水管路及油管路系统,从振动与噪声的产生、传导及减振降噪三方面进行了研究,并提出了有效的减振降噪方法,成功指导了工程实践,起到了良好的效果。     

失速型风力发电机系统振动仿真分析

采用叶素动量理论进行风力机气动力学的计算分析,并对风轮和塔架进行了有限元模态分析,建立风力机ADAMS柔性多体动力学仿真模型,并在MATLAB/Simulink环境下建立风力机传动链的数学模型,同时进行传动链系统的编程运算,充分考虑了气弹耦合特性以及传动系统的影响,最终实现在MATLAB/Simulink和ADAMS基础上对风力机系统振动性能的联合仿真.仿真数据同国际有名的风力机分析软件Bladed计算数据比较表明,该联合仿真方法可以较好地模拟风力机的振动特性.     

液力振动采油油管脱落分析

液力振动采油技术是油田为提高中晚期产量而广泛采用的一项技术。根据流体的连续方程和动量方程,建立了流体脉动特征方程,并对方程进行了无量纲化处理,采用特征线法,得出了油管内流体脉动的分布情况。据此,对液力振动采油过程中油管脱落的现象进行了理论分析,提出了相应的改进措施,对油田采油作业有一定的借鉴价值。     

井下工具系统固液耦合动力特性研究

用有限元法推导了普通井下生产管柱的固液耦合振动方程,计算出管柱的固有频率,并与数值计算方法进行对比.对井下管柱系统进行有限元谐响应分析,根据实测的潜油电泵振动数据,结合谐响应激励载荷,进行动力学分析,计算出管柱稳定工作时的动载荷频率范围.结果表明,额定功率下潜油泵的振动以及原油的流动速度均不会对井下工具系统产生明显的振动影响.     

高压高产气井油管柱强度安全分析

随着越来越多的深层油气资源进行勘探开发,油气井管柱所处的工作环境也急剧恶化,尤其是高温、高压、高产井“三高”油气井。为研究高压高产气井油管柱强度安全,建立高压高产气井油管柱动力学模型,通过高压高产气井油管柱安全系数法和高压高产气井油管柱三轴应力法对高压高产气井油管柱强度进行校核,对高压高产气井油管柱基本应力和管柱尺寸对管柱应力的影响进行分析。结果表明：随着产量的增加,管柱的横向位移不断增大;在0～20 s内管柱(H300 m、H600 m,其中H为深度)的横向振动应力幅值比管柱(H1 660 m和H2 540 m)大,管柱横向应力振动幅值较大,随后振动应力趋于稳定;在0～10 s,管柱纵向应力振动幅值较大,且越靠近管柱下部管柱的纵向振动应力越大;管柱在井口位置处轴向力最大;大尺寸管柱有利于降低高速流体诱发管柱的振动问题。研究成果可为高压高产气井管柱设计提供理论指导。     

先导式纯水溢流阀主阀阀口流场的数值模拟

纯水液压传动技术已经成为现代液压界关注的热点。液压传动系统中的溢流阀是液压系统中的关键部件,起保障整个系统安全稳定的作用。本文采用RNG k-ε湍流模型,应用CFD软件FLUENT对主阀阀口的气穴流场进行了三维数值模拟,得到了气穴流场中速度、压力等物理量的分布,并研究了阀芯锥角对气穴强度的影响。本文研究结果对纯水液压元件气穴控制的理论和应用研究具有一定的参考价值。     

变径管道流场分析

通过umoni计算流体仿真软件,对流体传动系统类管道流场建模分析,从微观的角度详细、直观的描述了变径管道中流场的速度分布和变化情况。液压零部件的损坏主要发生在初始阶段,因此本文着重对初始情况进行分析。结果表明,适当的变径及合理的尺寸,有助于减少流场中涡流的形成和气蚀的发生,降低气蚀和管道震动产生的可能性,保证系统动静态特性,研究结果对于延长元件的寿命和高精度的伺服系统应用有指导性的意义。     

土壤初始温度及地下水渗流对多供一回中心回水管换热器的影响

为研究地下水渗流对多供一回中心回水管换热器与周围岩土体换热情况的影响,以黄土高原地区实际土壤环境为依托,采用DesignMoldeler软件建立多供一回中心回水管换热器及周围土壤的三维热渗耦合传热模型,利用Meshing软件对模型进行网格划分,并采用Fluent软件对其进行数值模拟.分析岩土体分层条件下,沿埋深方向变化的土壤初始温度、不同地下水渗流方向及间歇运行模式对多供一回中心回水管换热器换热的影响.研究结果表明:分层土壤初始温度不同对不同类型的多供一回中心回水管换热器影响较大,故不可忽略;不同地下水渗流方向对不同类型的多供一回中心回水管换热器影响不同,存在一个最佳渗流方向使得换热效率达到最高;间歇运行模式可提高热泵运行效率,减小埋管的设计长度,从而减少初投资.     

大跨度斜拉索输油管桥模型固有振动的实验研究

建立了大跨度斜拉索输油管桥模型实验的相似条件，并以某大跨度管桥为例，采用两种不同的边界条件，对某大跨度斜拉索输油管桥固有振动进行了模型实验，通过实验，测得到了管桥的前几阶自振频率并与有关计算结果进行了比较，比较结果验证了文中的实验方法的可靠性，提出的实验方法可以用于预报类似柔性结构体系的固有振动频率。     

成品油管道拖尾油形成机理研究

拖尾油是混油的尾段。在成品油顺序输送过程中不可避免地会产生拖尾油,而拖尾油会污染后行油品。在盲管段主要是由于死油区的前行油品混入主管而形成拖尾油。传统的混油量计算式没有考虑拖尾油的影响,采用雷诺时均法对紊流进行模拟计算,利用CFD对不同的流速及盲管长度的情况进行模拟得到混油相关实验数据,模拟结果表明,盲管中油品替换速度与流速呈指数关系,为使混油量较小,流速最好控制在1.6 m/s内。盲管长度与油品替换时间呈指数关系,为减少混油量,盲管长度应小于5倍主管管径。利用MATLAB对盲管段油品替换时间、盲管长度和流速进行多元非线性拟合,得到盲管段所产生的拖尾油长度,结合混油长度计算的Austin-Palfery式得到混油长度的计算修正公式。对比现场实际数据表明,修正公式计算得到的混油量更加接近实际值。     

机坪输油管道荷载附加应力分析

应用ABAQUS有限元软件,考虑管土相互作用,建立并验证了管道结构有限元分析模型.应用该模型,分析了管周附加应力的分布特征,计算了飞机、施工重型车辆和压路机荷载作用下,管道附加应力及其引起的管道结构应力和变形随管道埋深的变化规律.结果表明:不同管道埋深对应的管周附加应力在管顶至管两侧60°的范围内有显著差异,且该范围内附加应力近似呈抛物线分布.即使管道埋深小至1倍管径时,飞机荷载和施工重型车辆荷载引起的管道结构应力和变形仍远小于容许值,而压路机高振幅振动压应力引起的管道结构应力达到管道强度失效的临界标准,是管道承受的最不利外荷载类型,对管道埋深有重要影响.     

水平井完井管柱振动特性实验研究

为探索气体作用下完井管柱振动响应机理，开展了水平井完井管柱在开井工况下振动相似实验。实验采用PE管模拟完井管柱油管，采用透明的亚克力管模拟完井套管，并采用Froude相似准则进行尺寸缩放；基于应变片测试技术采集气体作用下完井管柱油管在水平和垂直方向的振动，并采用模态分析法分析了管柱应变、位移响应及振动模态。通过有限元分析管柱固有频率并与实验振动频率对比发现，管柱振动频率接近三阶固有频率，且会发生共振；实验管柱系统在弯曲段响应应力、位移量较大，振动较为剧烈；管柱在水平方向与垂直方向振动频率与模态一致，水平方向振动剧烈。     

运用修正剪应力输运湍流模型模拟双自由度涡激振动

针对低质量比圆柱双自由度涡激振动振幅响应的数值模拟结果小于实验值的问题,基于OpenFOAM开源软件,对标准剪应力输运(SST)湍流模型以及数值模拟方法进行了修正,并通过圆柱绕流算例进行验证.运用扫频法,对约化速度为2~14,质量比m~*=2.6的圆柱双自由度涡激振动进行了数值模拟,并对结果进行了详细的分析与对比.结果表明,与标准SST模型的结果相比,采用修正SST模型的数值模拟结果与实验数据更为接近,运用扫频法能更好地体现涡激振动的非线性特性.文中提出的修正模型可以应用于海洋立管涡激振动的预报.