钢桁梁桥横梁与弦杆节点切削的疲劳性能提升方法

为了降低横梁与弦杆节点开裂风险，提出了一种节点切削的疲劳性能提升方法。通过建立钢桁梁桥有限元模型，明确了横梁腹板间隙疲劳开裂的根本成因。基于开裂成因，对横梁端部上翼缘进行切削，通过对比不同切削参数对局部细节受力特征的影响，得到了合理的切削参数范围。结果表明，桥面混凝土板与纵梁对横梁约束是腹板间隙开裂的根本成因；上翼缘切削有效地改善了腹板间隙受力状态，降低了开裂风险；建议切削点至焊缝的距离取30～70 mm,切削半径取75～150 mm。     

螺旋钻采煤机犁煤板的结构及参数分析

为了提高螺旋钻采煤机犁煤板的收煤率,降低其能耗,提出3种结构形式的犁煤板,建立犁煤板物料回收离散元模型,利用该模型分别对不同形式犁煤板的结构参数进行仿真分析。研究结果表明:螺旋形犁煤板的收料比能耗和收煤率均随螺旋导程的增大而减小;圆弧形犁煤板的收煤率大体上随倾斜角的增大而减小,随圆弧半径的增大而增大;其收料比能耗大体上随倾斜角的增大先减小而后增大,随圆弧半径的变化无显著规律性;当倾斜角为40°左右,圆弧半径为300 mm左右时,犁煤板的收料比能耗较小;平面形犁煤板的收煤率大体上随铲角和倾角的增大而减小;收料比能耗大体上随铲角的增大而增大,随倾角的增大而减小;在研究的结构参数范围内,当铲角和倾角同时在30°左右取值时,犁煤板的比能耗较小;在3种结构形式的犁煤板中,倾角和铲角均为0°的平面形犁煤板能获得的收煤率最高。     

深松机关键部件小变量范围内的试验研究

通过对深松铲铲尖的工作阻力主要影响因素的分析及各因素的参数范围的确定,采用二次正交旋转设计试验方案,加工23组不同结构参数的铲尖,每组铲尖加工3个,试验时每组3个铲尖同时进行作业,牵引阻力取三个铲尖的平均牵引阻力。     

新型单边螺栓承载力试验研究

以单板的4种加工工艺(螺纹切削、淬火切削、螺纹挤压以及热熔钻)和组合板厚度为影响因素,对28组(202个试件)普通钢板作为螺母时的螺栓承载力进行试验研究.试验表明:单板螺栓承载力随板厚增加而显著增加,螺纹挤压工艺是较为理想加工方式;相同螺栓直径,螺栓承载力组合板随板厚增加而增大,但当组合板厚达到16mm之后(螺纹圈数接近8),承载力增长趋势减缓;组合板加工工艺的质量对螺栓承载力有显著影响.     

铲旋工艺的有限元分析及试验研究

针对含法兰盘双筒形零件内筒成形的铲旋工艺,设计了一种半封闭式双铲旋轮结构,基于Simufact软件平台建立三维铲旋刚塑性有限元模型,对铲旋工艺的成形效果进行分析,并采用CDC-60型旋压机床进行试模验证试验.结果表明,在铲旋成形过程中,变形区的金属始终处于受力不均、受挤压的状态,从而发生轴向、径向、切向的位移,并产生轴向长高、径向增厚的效应.在铲旋成形后期,底部金属所受小变形区的阻力作用增强,使其径向增厚受阻,从而在筒壁内侧出现了欠料缺陷,而且进给距离越大,其增厚效应和欠料缺陷越明显.试验所得旋轮内筒的有效高度和壁厚分别为35.0、6.9 mm,超过铲旋厚度的15和3倍,试模试验结果与模拟结果的误差小于10%,从而验证了数值模型的可靠性和半封闭式铲旋轮结构的可行性.     

基于面内充气筋的悬臂结构振动控制实验研究

提出一种基于充气加筋技术的振动半主动控制方法。充气筋易于折叠,其刚度随充气压力变化,为空间可展开柔性结构的振动控制提供了一种新的变结构控制手段。设计制作了2块板厚分别为5 mm和1 mm的柔性悬臂板作为被控主结构。针对每1个柔性悬臂板模型,分别设计制作了面内充气加筋装置,开展了相应的振动试验研究。试验结果验证了利用充气加筋方案进行柔性结构振动控制可行性。面内充气筋对悬臂板结构的高阶振动模态影响大于低阶模态,在附加刚度匹配适当的条件下,可有效抑制正弦激励所激发的高频模态振动,但难以抑制悬臂板结构受瞬态激励所激起的自由衰减振动。     

PEC柱型钢梁端板连接框架抗震性能研究

为了研究焊接H型钢部分包裹混凝土柱-型钢梁端板连接框架骨架曲线、延性、耗能能力等抗震性能,设计3榀框架试件在低周往复荷载作用下进行试验。试件参数是端板厚度和柱翼缘厚度。通过试验,研究讨论了改变端板厚度和柱翼缘厚度对框架抗震性能的影响:分析了试件的骨架曲线、延性、耗能能力抗震性能指标。试验结果表明:柱翼缘厚度从12 mm增加到16 mm,框架节点初始刚度增加39.95%,端板厚度从12 mm增加到20 mm,初始刚度增幅11.76%;增加端板厚和柱翼缘厚可提高框架初始刚度;3榀框架试件的延性系数在4.41~5.38之间,说明PEC柱与型钢梁端板连接框架具有良好的抗震性能;增加端板厚度和柱翼缘厚度可以增加框架结构塑性性能。     

预应力带肋板与叠合板抗弯性能试验

目的研究预应力带肋板和预应力带肋叠合板的抗弯受力性能,为在实际工程中的应用以及数值模拟分析提供参考依据.方法采用自行设计的预应力带肋板与叠合板,分别对预应力带肋板与预应力带肋叠合板进行均布加载试验,并采用ABAQUS软件进行模拟与试验数据对比,通过试验数据、试验现象分析力学性能.结果净跨4 640 mm的预应力(肋宽:120 mm、肋高:70 mm)带肋板在预应力度λ=0.47,施工荷载2 k Pa作用时,施工期间不需要加设支撑,可以满足承载力、挠度和变形要求;预应力带肋叠合板的最大跨度通过计算可以达到5 100 mm.预应力带肋叠合板的挠度、裂缝在达到使用荷载时均满足要求.预应力带肋叠合板的结合面没有出现起皮、错层现象.结论新型的预应力带肋叠合板具有制作工序简单、整体性能良好的优点,且板上所凸起的肋取代了常见叠合板结构中的桁架筋,既节约了大量钢筋,又能够满足施工过程中的吊装要求.     

翼型深松铲铲间距对土壤扰动的仿真与试验

土壤扰动是深松作业的重要性能指标,翼型深松铲铲间距对土壤扰动特性有重要影响,是深松机设计的关键结构参数之一.本文采用离散元法(DEM)建立了土壤深松03试验模型,研究了翼型深松铲5种不同铲间距(350,400,450,500,550 mm)在恒定工作速度(0.83 m/s)和恒定工作深度(300 mm)下对土壤扰动特性...     

涡轮叶片不同安装角缘板尺寸检测研究

涡轮叶片背向缘板空间尺寸复杂,缘板的位置尺寸保证叶片相互间的装配问题,正确理解缘板的空间位置平面形成,将缘板的空间一般位置平面转换为垂直状态,便于叶片缘板尺寸测量和测具的制造。在叶身不同转角+α度,0度,,-α度情况下,检测叶背的缘板尺寸,利用UG设计功能,采集不同转角下,叶身定位点的空间位置尺寸和叶身型面的切线方向进行定位,解决了曲面定位点手工无法计算的问题,提高了设计效率和准确性。     

铝合金薄壁中空结构件重负荷铣削切削力研究

使用粉末冶金高速钢和硬质合金刀具,在机床转速n为3 000~8 000 r/min、进给速度vf为300~3 200mm/min、轴向切深ap为5~20 mm、径向切宽aw为5~20 mm的切削用量范围内对铝合金薄壁中空结构件重负荷铣削加工切削力及其影响因素进行研究.结果表明:在筋板交叉处切削力有剧烈波动,其值为切削单层铝合金时的8—10倍;在较宽的切削用量组合范围内,刀具工件系统易发生自激振动;刀具易发生刀尖崩刃和涂层剥落.机床转速是影响切削力的最显著因素,使用冷风气动喷雾射流冲击冷却方式、较大的刀具螺旋角、较多的刀具齿数和后波刃刀具可有效降低切削力.     

烟叶烘烤试验箱内流热场数值模拟与导流板参数优化

为了提高烟叶烘烤试验箱内流热场分布的均匀性,采用计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)方法模拟了试验箱内挂满烟叶情况下的气流场和温度场,结合正交试验法探究了箱内导流板结构和布置位置对气流均匀性和温度均匀性的影响。结果表明：考虑交互作用下,导流板角度(A)、导流板高度比(B)和导流板距离差(C)3个因子对试验箱内总均匀性影响的主次顺序为AB>B>AC>C>A>BC,交互作用明显。使箱内总均匀性效果最佳的导流板参数组合为A₂B₁C₂,即导流板角度120°、导流板高度比1∶5、和导流板距离差77 mm。加装最佳组合导流板的温度不均匀度相比无导流板的温度不均匀度降低了62%,速度不均匀度相比无导流板的速度不均匀度降低了68%,改善效果明显。研究成果在改善烟叶烘烤试验箱烘烤质量、提高烟叶烘烤效率以及保证良好烟叶烘烤工艺数据库的建立上具有重要意义。     

基于磨损区重构的圆柱立铣刀周刃磨损评价方法

针对周刃磨损值测量误差大的问题,提出了基于磨损区重构的铣刀周刃磨损的评价方法。从视频显微镜获取的磨损区图像出发,建立三维重构与曲面展开映射模型,实现周刃后刀面磨损区的三维重构以及螺旋面的近似平面展开;应用几何变换,实现第1、第2后刀面磨损区的平面表示及其共面表示,从而得到等效平面磨损区。通过对等效平面磨损区的分析,得到后刀面磨损宽度和磨损面积,进而对铣刀周刃磨损进行评价。在对四刃铣刀的磨损（切削时间为57 min）进行实证研究后发现用重构法得到的磨损宽度、面积相比于用直接法平均增加了0.16 mm和0.067 mm²,增率为17.0%和14.9%。研究结果表明了重构法的可行性和准确性。     

胸椎弓根与其周围神经解剖关系的研究

目的探讨胸椎弓根与毗邻的神经的解剖关系。方法10例防腐成人尸体标本，从颈7至腰1，去除软组织、椎板、棘突、关节面和横突，测量双侧冠状向上椎间孔外神经根与正中线的角度，神经根上下方向直径及神经根与上下椎弓根缘的最小距离。结果神经根到其下的椎弓根上缘和到其上的椎弓根下缘的距离分别是1．8mm，3．8mm和1．6mm-3．5mm；椎弓根内缘和硬脊膜紧密相接触；神经根上下方向的直径从2．8mm逐渐增加到4．2mm。结论本研究发现植入胸椎弓根时，内侧穿破椎弓根要比上下侧更危险。     

带肋尾缘开缝模型内的非定常冷却性能研究

采用DDES(delayed detached eddy simulation)非定常数值求解方法,研究了燃气轮机叶片带肋尾缘开缝模型内非定常流动及气膜冷却特性,分析了3种吹风比(0.2,0.8,1.25)对尾缘开缝模型冷却效率的影响,对比了有、无肋板时尾缘开缝模型内的流动和冷却性能,并利用已有的尾缘开缝流量系数和开缝壁面冷却效率实验数据,验证了非定常数值求解方法的有效性和精度。研究结果表明:采用DDES非定常求解方法可以较好地捕捉尾缘开缝区域的旋涡脱落和涡系运动规律,计算得到的流量系数、壁面冷却效率与实验测量值吻合良好;流量系数随吹风比的增加而增加,且小吹风比时流量系数增加幅度更明显;相对于无肋板结构,尾缘开缝区域采用肋板结构时流量系数整体下降5%左右,冷却效率整体上有所提高;对于无肋板和带肋板两种开缝模型,吹风比对绝热壁面冷却效率影响都很大。当吹风比从0.2增加到0.8时,冷却效率显著增加;当吹风比增至1.25时,大尺度的旋涡脱落导致冷热气流强烈掺混,冷却效率反而下降。吹风比为1.25时,带肋板结构的开缝模型相比于不带肋板的开缝模型冷却效率的下降程度减小。     

2种切削顺序下TBM刀具破岩机理的数值研究

为研究切削顺序对全断面岩石掘进机(TBM)刀具破岩机理的影响,基于二维离散单元法,利用离散元仿真软件建立无围压条件下2把TBM刀具同时、顺次切削节理不发育岩石的仿真模型.在此基础上设计1组数值试验,模拟TBM刀具在不同刀间距下分别以这2种方式切割岩石时,岩石裂纹生成、扩展和岩石破碎块形成的全过程.最后,利用滚刀回转实验台对顺次加载方式下岩石的破碎模式进行验证.研究结果表明:切削顺序决定了岩石的破碎模式,但并不影响最优刀间距;当刀间距大于80mm时,顺次加载方式的破岩效率不再高于同时加载方式下的破岩效率;在2种加载方式下,岩石应力场的分布基本对称;破碎块的形成与侧向裂纹的交汇密切相关.     

玉米品种与土壤团聚体粒径对土壤渗透性的影响

通过盆栽-淋滤试验,探究玉米品种(郑单958、广花糯米和绿色超人)、土壤团聚体粒径(小于1 mm、2mm和4 mm)对土壤渗透性的影响,结果表明:1未种植玉米时,渗透性与土壤团聚体粒径间呈线性负相关特征;2种植玉米后:2 mm、1 mm的土壤团聚体分别种植广花糯米、郑单958,及2 mm的土壤团聚体种植绿色超人,渗透性显著提高,分别是空白的1.47、1.45和1.24倍;1 mm的土壤团聚体种植广花糯米与绿色超人,其渗透性略有降低;4 mm的土壤团聚体种植3种玉米,渗透性均无显著变化.室内土壤修复建议采用4 mm的土壤,有利于消除土壤粒径不同引发的重金属渗漏特征差异;3种植玉米后,渗透性与土壤团聚体粒径间除郑单958仍为线性相关(P0.05)外,其它品种均无线性相关.     

PDC钻头的岩石研磨性试验研究

利用微型钻头模拟PDC钻头的切削破岩过程 ,对PDC钻头的岩石研磨性进行了试验研究。根据有关磨损理论 ,提出以PDC切削刃在单位正压力下经过单位摩擦路程的体积磨损量作为岩石的研磨性系数 ,建立了根据研磨性系数预测PDC切削齿磨损寿命的理论模型。用试验方法测定了泥板岩、砂质泥岩、泥质砂岩、砂岩、石灰岩、花岗岩等不同岩样的研磨性系数 ,其数值范围为 10 -6～ 10 -3 mm3 / (kN·m)。采用公比为 10的等比级数分级方法 ,将我国石油钻井地层的研磨性分成四级。对直径 2 16mm的PDC钻头的磨损分析表明 ,在研磨性系数小于 5× 10 -5mm3 / (kN·m)的低研磨性地层中 ,切削齿的磨损寿命可达 35 0h左右 ;而在研磨性系数大于 5× 10 -4mm3 / (kN·m)的高研磨性地层中 ,切削齿磨损寿命在 10h以下。     

HTV船型浮阀塔板的流体力学及传质性能研究

HTV船型浮阀塔板是我国自行开发的一种新型浮阀板。在实验室模型上进行了流体力学和传质性能试验。试验结果表明,HTV塔板保持了F_1型浮阀塔板结构简单等优点,但其雾沫夹带量和泄漏量小,氧气解吸效率和氨气吸收效率均较F_1板高出约5％。因此,该塔板可推广应用于工业实际中。     

PDC钻头的岩石研磨性试验研究

利用微型钻头模拟PDC钻头的切削破岩过程,对PDC钻头的岩石研磨性进行了试验研究.根据有关磨损理论,提出以PDC切削刃在单位正压力下经过单位摩擦路程的体积磨损量作为岩石的研磨性系数,建立了根据研磨性系数预测PDC切削齿磨损寿命的理论模型.用试验方法测定了泥板岩、砂质泥岩、泥质砂岩、砂岩、石灰岩、花岗岩等不同岩样的研磨性系数,其数值范围为10-6～10-3 mm3/(kN*m).采用公比为10的等比级数分级方法,将我国石油钻井地层的研磨性分成四级.对直径216 mm的PDC钻头的磨损分析表明,在研磨性系数小于5×10-5 mm3/(kN*m)的低研磨性地层中,切削齿的磨损寿命可达350 h左右;而在研磨性系数大于5×10-4 mm3/(kN*m)的高研磨性地层中,切削齿磨损寿命在10 h以下.