航天器多层隔热组件薄膜受力均匀性

航天器在发射迅速泄压过程中，多层隔热组件的薄膜受力均匀与否是判断隔热组件是否失效的关键指标之一。在一定压差环境下，若每层隔热薄膜受力不均匀，则某一层薄膜会因承受较大流体压力而失效。该文以多层隔热组件受力均匀性指标展开研究，建立多层隔热组件三维切片模型，采用计算流体动力学(computational fluid dynamics, CFD)方法，分析了多层隔热组件在泄压过程中各级薄膜的受力情况；提出了薄膜压差系数，该系数是体现薄膜受力均匀性的关键指标；采用正交实验设计，分析了多项结构参数对薄膜压差系数的影响规律。结果表明：结构参数对薄膜压差系数的影响程度从大到小分别为薄膜孔直径、薄膜层数、错孔距离和薄膜厚度。该文提出了一种计算薄膜压差系数的数学解析方法，通过将该数学解析方法与CFD方法的计算结果进行对比分析，发现该方法更准确。该数学解析方法可用于快速计算多层隔热组件薄膜压差系数，为判断多层隔热组件薄膜在航天器发射过程中的受力均匀性提供依据，对避免多层隔热组件失效具有重要意义。     

基于ABAQUS的W形金属密封环密封性能研究

W形金属密封环作为航空工业中使用的一种重要密封手段,其密封性能不仅影响着航空发动机性能,还对整个动力系统的安全有着至关重要的影响。利用ABAQUS建立W形密封环的数值分析模型,以Von-Mises应力和接触应力来表征其密封性能,分别研究工况环境以及结构参数对W形密封环密封性能的影响规律。研究表明,随着工况温度的升高,Von-Mises应力和接触应力逐渐变小;在一定范围内,随预压缩量的增加,Von-Mises应力和接触应力会随之增大,密封性能愈好;随介质压力的增加,Von-Mises应力呈现先减小后增大,而接触应力逐渐增大;同时,在一定范围内,随W形金属密封环壁厚增加,Von-Mises应力和接触应力随之增大,随着波峰半径增加,Von-Mises应力和接触应力随之减小,而随着波谷半径增加,Von-Mises应力逐渐减小,接触应力会先减小后随之增大。     

滑动轴承研究性实验的开发与实施

该文介绍了开展滑动轴承研究型实验的一点经验,对研究型实验台的开发、研究内容的界定等做出了初步的规划,提出了研究型实验的特点是:知识取得通过直接经验,问题表象复杂,影响因素众多,测试结果的分析有灰箱的特点。     

新工科背景下机械创新实验室的建设与探索

基于新工科建设背景,以清华大学人事制度改革为契机,以培养大机械类创新人才为目标,以国家级实验教学示范中心平台为依托,以清华大学多层次大学生实践项目为支撑体系,同时结合多年教学经验与资源,对机械创新实验室进行了改革与建设等相关工作,取得了一定成果,为今后相关实验室建设提供了新的思路与方法.     

核主泵机械密封的流固强耦合模型

核主泵机械密封的机理和性能研究对压水堆核电站安全可靠运行具有重要意义.本文提出了一种适用于流体静压型核主泵机械密封的流固强耦合模型.根据核主泵机械密封的结构特点和工作特性,在圆环变形理论的基础上发展了密封装置机械变形的解析计算方法.结合密封端面机械变形和密封间隙流场的分析,将流体域、固体域和耦合作用构造在同一组控制方程中并同时求解所有变量,得到了流体静压型核主泵机械密封的解析式流固强耦合模型.此模型得到了相关实验结果的验证.将本文提出的解析式流固耦合模型应用于核主泵机械密封的参数研究,分别在一般情况和泄漏率固定条件下,得到了夹紧环螺钉参数和密封端面几何参数对于密封性能的影响规律.相关研究结果为此类机械密封的性能分析、设计及装配等提供了一定的理论依据.相对于全数值方法,本文模型具有高效、便捷、易于施加约束条件等独特优越性.     

干气密封启动过程中的声发射信号特征

通过实验方法研究干气密封启动过程中声发射信号的变化规律。利用功率谱确定声发射信号中与密封端面摩擦相关的频段,并研究了声发射信号的均方根随主轴转速的变化。结果表明:在该文实验条件下,密封端面的摩擦会产生中心频率在160kHz左右的信号成分,带通滤波能有效降低支撑轴承的干扰;声发射信号的均方根能反映密封端面的接触摩擦状况;启动过程的声发射曲线可分为3个阶段:剧烈变化段、平稳段和缓慢增加段。该研究结果为利用声发射技术监测干气密封启动过程中的端面接触状态提供了参考依据。     

虚拟仿真技术在齿轮零件设计中的应用

针对机械原理齿轮范成实验教学理论与工程实践相脱节的问题,清华大学机械原理教研组进行了系统化的教学改革与设计,建立了针对齿轮设计与加工综合实践改革思路及内容,构建了全过程实践方法。以范成法完成对齿轮设计计算的基本知识及理论加工方法的掌握,通过引入虚拟仿真技术完成对齿轮设计与仿真及创新加工方法的掌握。该实验教学体系的建立,有利于培养学生从理论设计到三维建模仿真再到实体加工的全过程的综合能力,有利于培养学生的科技创新与实践创新能力。     

机械基础双语教学的实践与体会

本文对学生就双语教学的态度和反应做了调查总结 ,然后从课程的内容出发 ,结合教学实践 ,探讨了双语教学的方法和实施手段 ;其次 ,对机械原理课程教材的选择 ,机械设计教材的选择进行了探讨。最终提出了双语教学的4水平分类 ,并给出了每种水平教学方式的初步看法 ;在此基础上进一步提出了双语教学开展过程中的几点建议。