电压对静电喷雾金刚石线锯切割质量的影响

为了改善金刚石线锯切割中切割液的润滑冷却效果,提高工件切割质量,利用静电喷雾供液方式替代传统浇注供液方式,并对静电喷雾供给的切割液荷电液滴进行了运动学分析,仿真研究了不同电压下荷电液滴的吸附特性.在此基础上进行了切割液浇注供给方式和静电喷雾供给方式的金刚石线锯切割试验,以切割后的崩边宽度和表面粗糙度作为切割质量的评判参数.结果表明:与浇注式供液方式相比,静电喷雾式供液方式能够有效地降低崩边宽度和表面粗糙度;当荷电电压为-6 k V时,崩边宽度和表面粗糙度达到最小值,分别为44.78μm和0.409μm.     

基于复合工作液的铝合金高效电火花线切割

采用复合工作液作为放电介质以获得极间均匀冷却的铝合金高效电火花线切割技术,研究了铝合金电火花线切割的极间放电机制及切割工艺.结果表明:线切割表面质量主要取决于脉冲宽度及峰值电流,而脉冲电源占空比对其影响不大;铝合金电火花高效线切割宜采用窄脉宽、高峰值电流和合适的占空比,以使极间形成微小的蚀除颗粒及以气化为主的蚀除方式,有利于极间蚀除产物的排出,并减少蚀除产物在电极丝上的黏结,从而延长运丝系统的使用寿命.     

超声振动辅助电火花铣削流场与蚀除颗粒分布场仿真

在工具电极上附加超声振动,可以通过超声振动的泵吸作用、空化作用改善极间流场,减少加工碎屑的集聚,从而提高电火花铣削加工的加工效率.基于Fluent平台,对超声振动辅助电火花铣削一个超声振动周期内的加工极间压力分布变化、流速变化与蚀除颗粒浓度分布进行了仿真研究;分析超声振动对极间压力分布、流速以及蚀除颗粒浓度分布的影响.仿真结果表明,超声振动使极间电介质工作液的压力分布更富梯度变化、流速变化加强,使加工碎屑在极间分布更加均匀,有利于加工碎屑从极间排除,减少电弧放电与短路,提高加工效率.     

浸液式高速往复走丝电火花线切割漏电损失

分析了放电能量损失与极间工作液漏电、工件表面漏电的关系.采用浸液和喷液2种冷却方式进行高速往复走丝电火花线切割加工实验,对理论分论结果进行了验证.结果表明：减小工件表面漏电面积和工作液电导率,可以有效减少能量损失,进而提高加工效率;在相同加工参数下,浸液式相对于喷液式切割速度有所降低,其主要原因是由浸没在工作液中的工件与电极丝间持续电解漏电形成的.
     

微细电火花加工脉冲电源及其脉冲控制技术

为了提高微细电火花加工效率,通过分析微细电火花加工特点,改进了主放电回路,设计了一种基于现场可编程门阵列（FPGA）的微细电火花加工脉冲电源.该电源集成了放电状态检测功能,能够判断每一个脉冲的放电状态,并及时切断有害脉冲.设计了应用于微细电火花加工的清扫脉冲回路,可在极间加载高能量窄脉宽的清扫脉冲,以清除积聚在极间的加工屑.利用该电源在桌面式微细电火花加工机床上进行了微细深孔加工实验和微细孔极限加工实验,取得了较好的加工效果.     

电火花线切割极间介电特性与放电能量分配关系

摘要：
建立了电火花线切割极间介质电阻模型,分析了加工能量与极间介质电导率、工件厚度之间的关系,并对极间介质电阻模型进行了实验验证.研究结果表明,随着电导率的升高或者工件厚度的增加,放电期间极间“漏电流”增大,损耗在极间介质的能量增加,加工效率降低,电导率变化导致的极间电阻改变对于加工效率的影响显著. 关键词：
电火花线切割; 工作介质; 介电特性; 电导率; 放电能量中图分类号： TG 662
文献标志码： A     

微孔电火花加工极间工作液流动状态研究

电极旋转是提高微孔电火花加工效率的有效手段,而极间的工作液作为放电介质,其运动状态是影响微孔电火花加工放电状态和加工效率的关键因素之一.依据粘性流体运动学偏微分方程建立了旋转电极周围工作液的机理模型,应用FLUENT软件对此模型进行了流场计算与模拟,结果显示放电间隙内工作液为层流状态.结合得到的工作液流动规律,应用流场中微粒动平衡理论对电蚀产物颗粒的分布规律进行研究,发现电蚀产物颗粒在间隙内的分布只与颗粒直径有关.由此提出了通过调整放电参数来改变颗粒直径进而改善间隙放电状态的新方法,为合理选择放电参数提供了理论依据.     

连续铸造复合轧辊结晶器流场的数值模拟

采用湍流两方程模型,对连续铸造复合轧辊组合结晶器内钢液的流场进行了数值模拟研究,分析了拉坯速度及浇注倾角等工艺参数对组合结晶器内钢液流场的影响.结果表明:钢液进入组合结晶器后分为三个流股,其中的两个流股对称地沿周向流动的同时向上反卷,在组合结晶器的上部形成两个对称的漩涡;另一个流股沿周向流动的同时向下流动,最终以几乎相等的流速流出结晶器.涡心位置随着拉坯速度的增大而下移,同一拉坯速度下,漩涡涡心在浇注倾角为60°左右时最低.在相同的拉坯速度下,随着浇注倾角的增大,钢液流股的穿透深度也随之增大.浇注倾角为15°时,钢液对辊芯的冲刷速度较大,而浇注倾角为90°时,钢液对辊芯的冲刷速度较小.     

轴向流吸附器内部流场特性

以轴向流吸附器内部流场为研究对象,采用CFD软件对其内部气体流动特性进行数值模拟.比较轴向流吸附器内无气体分布器、仅加装单一多孔板气体分布器、加装多孔板气体分布器与单级挡板相结合等3种方式对吸附器内部流场均匀分布的影响.未加装气体分布器的轴向流吸附器内部气流分布严重不均;仅加装单一多孔板气体分布器的轴向流吸附器内部流场的气体流动稍有改善,但气流分布仍不均匀;加装多孔板气体分布器与单级挡板相结合的方式,吸附器内部流场的气体流动得到明显改善.多孔板气体分布器与单级挡板组合使用时,保持气体分布器开孔率不变,开孔孔径为0.003 m时气流分布最为均匀,效果最好;保持开孔孔径不变,气体分布器的开孔率为0.388时气流分布最为均匀.     

锌电解槽内气液两相流动的数值模拟

应用FLUENT软件,分别对单组阴阳极、多组阴阳极锌电解槽中的电解液流动进行了数值模拟研究.针对单组阴阳极间的电解液,基于气泡产生及运动的机理计算出单个气泡在静止电解液中的上浮速度为0.017 m/s.气液两相流数值模拟结果表明:在气泡的作用下,电解液沿阳极板向上运动,沿阴极板向下运动,形成一个大的循环;而气泡群上浮的平均速度约为0.021 m/s,与文献实验数据相吻合.针对实际生产中多组阴阳极锌电解槽,气液两相流数值模拟结果表明:在气泡上浮曳力和电解液进出口压差驱动的共同作用下,电解液的运动态势与单组阴阳极仅考虑气泡曳力作用时的状况相同,极间电解液平均流速是无气泡作用时的1.5倍左右,这将有利于加快极板附近电解液的更新,延缓锌离子的贫化.     

轴流式血泵内部流场和生物相容性的数值分析

设计了一种新型磁悬浮轴流血泵，使用圆锥型磁轴承以避免由动静部件接触摩擦引起的血栓问题，其结构小巧紧凑并利于磁悬浮的实现．利用数值方法对血泵内的流场进行了模拟，加装出口导叶以改善血泵内部流场，得到了血泵的水力性能曲线及泵内压强、壁面切应力的分布．验证了转子和泵壳间的狭缝中存在与主流方向相反的逆向稳定冲刷流动，避免了狭缝内流动停滞，减少了血栓形成几率．给出了一种利用数值方法计算溶血指标的方法，并通过溶血指标的计算评价了血泵内的溶血程度，发现雷诺切应力是导致溶血的主要原因．     

岩石单结构面剪切变形渗透性演化规律

为了研究剪切作用下单裂隙渗透性的演化规律,在Comsol中采用Weierstrass随机分形函数来生成单裂隙,调整2个裂隙面的相对位移来模拟剪切作用,通过分析不同剪切位移条件下裂隙隙宽的变化以及不同流量下的非线性效应发生的界定范围,并绘制散点图与函数曲线拟合确定剪切过程影响裂隙渗透率的因素,给出定量关系。结果表明：未发生剪切时,隙宽的概率密度分布满足标准的高斯分布,而随着剪切过程的发生,隙宽的高斯分布被破坏,仅体现标准高斯分布的部分特征;发生剪切时,渗透率先有一个减小的过程,然后在一定范围内波动;当Re>9.6时,流体开始从线性向非线性发展。对岩石单结构面剪切变形过程中裂隙孔径变化对流体渗流特性的影响进行模拟,可为分析地质体中结构面变形对地热变化的影响提供参考。     

预留缝宽度对大理岩直剪试验结果的影响

在岩石直剪试验过程中,上下剪切盒（夹具）之间往往需预留一定宽度的缝隙,但预留缝隙的宽度值没有明确的规定。本文采用相同直径、不同高度的大理岩试样进行直剪试验,研究了上下剪切盒预留缝宽度对岩石抗剪强度和破坏特征的影响。试验结果表明：同一法向应力下,随着试验预留缝宽度的增加,试样剪切断裂面的正视图由一条近似直线逐渐变成三段近似直线构成的折线,剪切断裂面由水平曲面逐渐变为倾斜曲面,主导试样破坏的应力由剪应力逐渐变为拉应力;在同一法向应力下,试验预留缝宽度越大,测得的峰值抗剪强度值越小;随着预留缝宽度的增加,直剪试验获得的试样黏聚力整体上呈增加趋势,但变化不大,较为平稳,而内摩擦角则逐渐减小,且变化明显,幅度较大。试验预留缝宽度的取值对试验获得的抗剪强度、黏聚力、内摩擦角均存在影响,因此目前情况下在岩石直剪试验中应尽量减小预留缝宽度,而预留缝宽度的定量取值尚需开展进一步的研究。     

船舶主锅炉燃油压差调节器动力学仿真分析

基于虚拟样机技术,利用三维建模软件Pro/E及多体动力学仿真软件ADAMs,实现船舶主锅炉燃油压差调节器的虚拟装配和动力学仿真分析,获取了相关的动力学特性参数.该方法为相似的调节器虚拟样机研究提供了依据.     

低渗透岩石的单相水非Darcy流

为研究低渗透岩石的非 Darcy渗流现象 ,采用FDES- 6 4 1三轴驱替评价系统进行了稳定渗流实验 ,测定了盐水和蒸馏水在低渗透砂岩和砾岩岩样中的渗流特性。岩样抽真空后水平放置于岩样夹持器中 ,通过多级驱替泵控制密闭岩样中水的渗流速度 ,所产生的压力差由压力传感器测定。结论为 :1)在空气渗透率非常低并且孔隙度非常小的砾岩中 ,明显存在着非 Darcy渗流现象 ,但由渗流曲线后退趋势所得出的启动压力梯度非常小 ,以致于在生产应用中可以忽略 ;2 )低渗透介质中的微粒运移是低速非 Darcy渗流现象存在的主要原因 ;3)岩石的非均匀性降低了岩石的渗透率。     

混水泵压差控制法的分析与参数计算

当分户热计量低温供暖系统与原供热管网直接连接时,室内用户的自主调节会影响供热管网的平衡。为了解决这种情况下供热管网的平衡问题,根据流体力学和热力学基本原理提出了混水泵压差控制法,并利用能量方程及水压图对其调节原理和调节过程进行了分析,由热平衡方程推导出有关参数的计算公式,为混水泵压差控制法的应用提供了必要的技术支持。     

双幕墙风压缩尺效应及其产生机理的数值分析

将可实现k-ε湍流模型与非平衡壁面函数搭配使用,对带L型和一字型双层幕墙的矩形建筑的原型、1:10及1:100的缩尺模型进行计算流体动力学(CFD)建模分析,研究缩尺刚性模型风洞试验中由于双层幕墙廊道间距缩尺导致模型与原型的压力系数差异.通过对双层幕墙通风廊道内的气流流动和沿程阻力的分析,阐述了产生缩尺效应的内在原因.对L型双层幕墙,当处于幕墙廊道内气流流动较强的风向角时,廊道内沿程阻力对廊道内平均内压的影响较大,缩尺效应通过沿程阻力对内压产生影响,而且随着模型缩尺比的减小而增大;当处于廊道内气流流动较弱的风向角时,沿程阻力对内压影响不大,相应的缩尺效应也不明显.对一字型双层幕墙,在所有风向角下,其廊道内气流流动均较弱,因此缩尺效应对一字型双层幕墙平均内压的影响很小.     

基于剪切层扇形分层模型的射流声传播分析

通过计算流体力学建立一种扇形分层剪切层速度模型,并以此为基础用几何声学方法推导整个射流结构的声传播模型.以实际开口式风洞为研究对象,用数值仿真给出射流结构速度分布.建立速度随角度均匀变化的扇形分层剪切层速度模型.用声折射理论推导不同速度层之间的声传播.以声漂移量为指标对射流声传播模型进行声学风洞试验验证,证明本模型对声漂移量的预测精度更高,在高风速、剪切层较厚的情况下,优势尤为明显.     

轴流压气机可调静子叶片间隙泄漏流数值研究

为了探究轴流压气机前面级可调静子叶片部分间隙泄漏流对压气机性能和流场的影响,通过数值方法模拟某轴流压气机带有可调静子叶片的前面级1.5级流场,并详细分析了部分间隙泄漏流特征。数值仿真结果表明,相较带容腔原型算例,部分间隙使得压气机特性线往左下方偏移,设计点效率降低0.12%,近失速点效率降低1.83%,但喘振裕度提升6.4%;可见受到部分间隙泄漏流影响,静子叶片根部出口气流角明显增加;部分间隙泄漏流可以给吸力面根部角区低能流体充能,降低设计点端壁处的损失,降低近失速点吸力面分离涡的强度,提升喘振裕度;根部部分间隙造成叶片根部做功能力降低,但影响范围控制在5%叶高以内;部分间隙造成静子根部流场发生改变,使得设计工况点静子根部产生一条附着线,并形成闭式分离。     

活塞环开口位置对窜气特性影响的研究

在不改变活塞环组结构参数的情况下,为寻求降低活塞环组窜气量的优化方法,建立某柴油机活塞环组窜气特性模型,计算在1800 r/min全负荷工况下的窜气量.结合正交设计,在窜气特性模型中对活塞环组开口位置进行优化布置,并分别从活塞环开口、环槽与工作表面三条窜气途径对优化结果进行对比分析.优化方案将原方案的窜气量降低了10.3%,进一步分析表明环岸压力导致的油环震颤是原方案窜气量较高的主要原因.环岸压力对三条窜气途径的气体流量均有较大影响.通过调整环组开口位置合理分配环岸压力能有效降低窜气量,通过调整油环状态对压力的影响间接影响活塞环组的窜气特性.