基于相变材料的混凝土吊罐温控数值模拟研究

为保证混凝土吊罐在垂直运输时其内部混凝土的温度,采用相变石蜡作为吊罐温控措施,通过Fluent软件探究了不同季节和不同相变石蜡厚度下混凝土温度变化情况。结果表明:在不同季节,采用相变石蜡作为吊罐温控措施,可有效控制其内部混凝土温度的波动;在冬季环境中,当相变石蜡厚度小于40 mm时,混凝土内外温度差减小有限,消峰填谷效果不理想;在夏季环境中,随着相变石蜡厚度的增加,混凝土表面最大温度的降低程度呈现先增大后减小的趋势,当相变石蜡厚度为20 mm时,混凝土表面温度达到最低。

新型船舶轻量化整体隔音舱室的研究与设计

提出一种国内首创的船舶轻量化整体舱室装置设计方案,该方案深入应用于船舶舱室领域以及轮机机械领域。这一创新设计,旨在提升船舶舱室的舒适性和安全性,同时降低船舶的整体重量,提高燃油效率。该装置的独特之处在于,它可以通过限位卡合结构,对船舶舱室内的一些家用家具进行精确的限位固定。这种方式相比于传统的膨胀螺丝等固定方法,更具灵活性和便捷性。当需要拆卸家具时,限位卡合结构可以迅速解锁,实现快速拆卸。这一设计大大提高了船舶舱室的实用性和人性化程度。此外,该装置还在舱室的墙壁以及顶部采用了石膏板和隔音棉,取代了传统的泡沫板或水泥板。这种创新的设计,不仅能有效提升舱室的隔音效果,还能进一步减轻船舶重量,提高燃油效率。总体来说,这种新型的船舶轻量化整体舱室装置设计理念,将为船舶行业带来全新的变革。它不仅提升了船舶的性能,提高了船舶舱室的舒适度,也为船舶制造带来更高的效率和更低的成本,将对我国船体建造方式产生重要影响,并提供一种全新的思路。

导齿盖腐蚀疲劳裂纹分析

导齿盖材料为42CrMo中碳调质钢,零件经过渗锌热处理表面防护。该零件在海洋性气候环境下服役过程中发生腐蚀疲劳开裂,裂纹位于其侧面与上表面相交的棱边处,此处为导齿盖暴露面,裂纹源区存在腐蚀坑等较明显的腐蚀特征。采用宏微观形貌分析、能谱分析、化学成分检测、金相组织分析和力学性能分析等手段对导齿盖裂纹进行了检测分析,得出结论:导齿盖服役环境中存在S、Cl等腐蚀性元素介质,对零件的暴露面造成了腐蚀,导齿盖在使用过程中受到交变载荷作用,发生了腐蚀疲劳,超出了材料腐蚀疲劳极限,导齿盖疲劳裂纹不断扩展进而失效。

工业机器人小臂拓扑优化设计

小臂是工业机器人重要的承力部件,以某50 kg负载工业机器人小臂作为研究对象,面向增材制造进行结构优化设计。通过拓扑优化和模型重构,优化材料布局,改善小臂结构构型。经有限元分析,优化后小臂的应变、应力及固有频率等结构性能均有不同程度的改善,同时小臂的质量减轻了22.12%,实现了结构的轻量化,降低了运行能耗和成本,提高了寿命,有助于绿色制造。该拓扑优化方法具有推广价值,可以为连续结构体优化设计和改进提供参考经验,助力数字化设计和智能制造的实现。

基于神经网络与NSGA-Ⅱ算法的方舱温控优化设计

综合考虑车载方舱外部传热与舱内设备的功率负载等因素对舱内热环境的影响,以车载空调的布局与送风角等作为设计变量,以舱内电子设备耐受温度与乘员舒适度为目标函数,采用BP神经网络建立设计变量与目标的映射关系,利用改进型非支配排序遗传算法对舱内的气流布局与环境温度梯度进行优化,取得Pareto前沿解。优化结果表明,在制冷功率一定的前提下,最优解集主要集中在空调较接近电子设备且前出风角较平直时。此方法节省仿真优化成本,对方舱内温度与流场环境控制具有重要工程指导意义。

基于ABAQUS的蒙皮拉形仿真与二次开发技术研究

针对有限元批量仿真中建模繁琐的问题,结合蒙皮拉伸成形工艺和蒙皮拉形有限元模型的特点,基于ABAQUS/Python进行二次开发,快速实现不同工况条件下有限元仿真。首先分析了拉伸成形工艺以明确有限元仿真的过程和影响拉形效果的工况参数,建立蒙皮拉形有限元模型,包括建立几何模型、确定蒙皮材料、定义拉伸轨迹等。研究了基于Python的ABAQUS二次开发,建立了蒙皮拉形仿真结果批量生成插件,利用插件可以对预拉伸量、包覆过程延伸量和摩擦系数等工艺参数进行自动或手动修改,实现了有限元仿真模型的批量仿真和计算结果自动保存,同时将仿真数据转换为可自由读取的格式,方便进一步的数据分析与利用,有效简化繁琐的建模步骤,提高蒙皮拉形研究过程中有限元批量分析的效率。

飞机薄壁件损伤铆接修理前后承载能力分析

铆接是飞机结构损伤修理中常用的修理方法之一。为深入研究飞机薄壁件损伤铆接修理前后的承载能力和破坏形式,应用ANSYS/LS-DYNA软件建立了其三维有限元模型,进行了准静态拉伸仿真模拟,并将相应的模拟结果与试验结果进行了对比分析。结果表明:有限元分析能有效模拟飞机薄壁件损伤铆接修理前后的承载能力和破坏形式;同时,进一步分析了铆钉布置和盖板形状对飞机薄壁件损伤铆接修理前后承载能力的影响。这些结果为研究飞机结构铆接修理工艺参数优化设计提供了参考依据。

一种高硬度复杂薄壁翼片的机械加工工艺设计

一种高硬度复杂薄壁翼片目前没有高速铣削的加工手段可利用,需要普通铣削结合真空炉处理的方式来满足产品技术要求,加工难度大,生产进度紧。通过工艺攻关、工艺优化形成了翼片的机械加工工艺方案,采用普通铣削后进行真空炉淬火的方式保证翼片角度、厚度、孔径和力学性能要求,最后用电火花切割的方式将工件与工艺台分离保证翼轴孔距和外形尺寸。结合真空炉处理和电火花切割的特点,及时处理了加工过程中出现的热处理变形、切割外形导致孔距超差等技术问题,最终保证首批次合格产品按进度交付。所涉及到的翼片工艺方案、工艺台、定位基准选择、控制热处理变形的工装、电火花切割工装等内容属于西安现代控制技术研究所首次应用,具有创新性,对于弹体结构件中技术要求较高的翼片及同类结构的零件有一定的参考价值。

重型破冰船多桨状态对敞水性能的影响分析

针对重型破冰船敞水与破冰2种典型工况阻力差距巨大,而螺旋桨设计基准为破冰工况,研究如何处理重型破冰船敞水航行时三桨工作状态对于降低能耗具有重要意义。以系柱状态模拟破冰工况对三桨重型破冰船的螺旋桨进行设计并进行空泡校核修正,针对三桨推进、中间桨闲置舷侧两桨推进、舷侧两桨闲置中间桨推进3种不同工作状态下的敞水航行性能进行估算,对比分析得出三桨降功率敞水推进相对于闲置螺旋桨推进更有利于降低总推进功率并满足敞水设计航速要求。

基于PLC的自动分拣装置设计与研究

分拣装置是自动产线的重要组成部分,其分拣效率是影响产线生产效率的重要因素。为了减少人工,节约成本,综合利用PLC控制技术、机械传动技术、气动技术、检测技术和触摸屏对现有电路板自动检测系统的取料工序进行了改造,设计了一个具有自动取料、顺序设定、计数功能的自动分拣装置。测试结果表明,装置结构简单,运行稳定,易于复制推广。

轴承磨损对轴系横向振动固有频率的影响分析

轴承作为支撑船舶轴系的重要部件,轴承磨损有可能导致轴系共振、故障或完全损坏,进而影响船舶正常运行,因此有必要研究轴承磨损对轴系横向振动的影响。基于动力学方程,建立了一种轴系不均匀磨损情况下的振动计算方法,通过该方法研究了舰船轴系轴承长度、轴承末端磨损量、端部质量以及尾部支撑跨距对舰船轴系固有频率的影响。结果表明:建立的计算方法可以较为准确地计算轴系固有频率,与试验值相比误差在10%以内;随着轴承长度的增加,轴系横向振动频率增加;随着尾部支撑跨距的增加,轴系固有频率逐渐降低;同一支撑跨距下,轴系固有频率随轴系直径的增加而升高;随着轴承长度的增加,轴系固有频率随着轴承末端磨损量增加,固有频率下降变小。

Y、Mg_(3)Zn_(3)Y_(2)对Mg合金的强化作用:第一性原理研究

利用第一性原理研究了Mg-Zn-Zr合金添加Y元素对其力学性能的影响,取Y/Zn摩尔比为0.5,研究了第二相化合物Mg_(3)Zn_(3)Y_(2)对Mg-Zn-Zr-Y合金力学性能的影响。研究结果显示,Mg-Zn-Zr、Mg-Zn-Zr-Y合金分别在应变约为0.19和0.21时,应力达到极大值,Mg-Zn-Zr-Y合金理想抗拉强度明显高于Mg-Zn-Zr合金。态密度和差分电荷密度分析结果显示,Mg-Y键有较强的共价性,导致Mg-Zn-Zr-Y合金的理想抗拉强度得到提高。计算得到Mg_(3)Zn_(3)Y_(2)的杨氏模量E为70.26 GPa,泊松比ν为0.261,柯西压力C_(12)-C_(44)<0,说明Mg_(3)Zn_(3)Y_(2)是脆性的且提高了Mg-Zn-Zr-Y合金的刚度。

基于船间水动力近似数学模型的操纵运动预报

船间水动力的确定是研究船舶相遇、追越问题的基础,为快速对追越船间的操纵性能进行预报,提出了船间水动力和力矩预测近似数学模型,建立了追越船间运动数学模型,并对建立的考虑船间水动力的操纵运动预报方法进行了测试研究。基于船间水动力和力矩预测近似数学模型,对舵角、船间水动力和力矩无量纲系数随相对距离的变化规律进行了对比分析,并对不同速度下水动力和力矩系数进行了预报分析,最后将所建立的追越船间运动数学模型与商业导航模拟器预测结果进行对比,同时进行了追越船间的操纵运动预报,结果表明:建立的船间水动力近似数学模型和操纵运动模型预报结果准确,计算速度快,可以用于导航器的仿真系统。

电子设备静电放电防护技术分析及案例研究

科学技术与集成电路工艺的发展,使电子设备性能不断增强、集成度越来越高的同时也使其更加敏感,由静电放电引起的危害也越来越多,严重影响设备的可靠性与安全性。首先阐述了静电放电产生原因及时间短、频谱宽等特点,并对静电放电国内相关标准、要求、参数与干扰原理、途径进行了简单解析。然后对生活中的静电放电值及常用的防护方法、防护原理进行了介绍。最后针对某摄像头产品在静电放电试验中发生的故障现象结合以往经验,进行故障定位与分析,从并联防护器件TVS、更换具有屏蔽性能的柔性线缆、通过螺丝孔进行有效搭接以减小环路阻抗等方面给出具体的整改措施,并通过试验验证了措施的有效性。最终给出了引发故障的结论与相关建议,供相关设计人员参考。

提升2Cr15Mnl5Ni2N不锈钢抗磁性工艺研究

2Cr15Mn15Ni2N奥氏体抗磁不锈钢是一种性能优良的抗磁不锈钢,为了满足高抗磁性零件需求,通过采用抗磁性检测、金相组织分析和晶粒度检测,就固溶保温温度和保温时间对2Cr15Mn15Ni2N奥氏体抗磁不锈钢的抗磁性的影响进行了工艺研究。结果发现,1120℃固溶,延长保温时间,当2Cr15Mn15Ni2N抗磁不锈钢晶粒度长大到6级、晶粒度均匀一致时,抗磁性达到了≤Ⅱ级,满足了产品技术要求,解决了产品固溶抗磁性不足的技术问题,提出了生产过程工艺控制参数,可为后续同类问题的处理提供借鉴。

一种电子组件检测接触装置设计与应用

电子组件作为某导引头产品的重要组成部分,由各电子部件及电子舱底座组成,可实现对探测器输出信号的处理,并形成进动部件的修正信号;与弹载计算机进行串口通信,完成弹载计算机的装订任务并实时输出目标的跟踪角速度、框架角、跟踪状态信息;控制解锁电路实现对部件的锁定和释放。装调过程中存在组装不便利、易误操作、质量一致性差等问题,分析了问题产生的原因,通过接线关系的梳理、电子组件检测接触装置结构件的设计、电气设计、实物组装、试验验证等过程,从根本上杜绝了该问题的发生,保证了装夹的可靠性,提高了装调效率。

提高特种车辆薄壁齿圈制造精度的工艺方法

薄壁齿圈材料为20Cr2Ni4A,零件采用渗碳淬火热处理方式。针对特种车辆机电复合传动装置侧减速器中的关键零件薄壁齿圈在加工试制过程中出现的报废问题,根据现场加工及检测数据,分析了该结构齿圈的制造技术难度以及影响制造精度的主要工序,得出热处理渗碳淬火变形及淬火后硬齿面插齿工序装夹变形是导致零件报废的主要因素。设计2组试验,摸索渗碳淬火变形规律并提出解决措施,设计插齿夹具减小装夹变形,依据变形规律优化工艺流程,有效控制变形,同时进行了淬火后受退刀槽尺寸限制的磨齿工艺方案研究。经检测,硬齿面插齿齿圈精度可达7~8级,磨齿齿圈精度可达5~6级,为零件批量生产提供了技术支撑。

有限双极性软开关焊接电源仿真研究

有限双极性全桥软开关克服了移相全桥软开关过程中的占空比丢失和软开关负载范围小等问题,减小了全桥逆变电路的开关损耗,而焊接过程中的电弧负载存在空载状态,有限双极性全桥软开关空载时难以实现零电压开关。ISOP拓扑结构能够降低开关管的压降,从而选取低耐压的开关管,进一步降低电路的损耗。基于有限双极性控制策略,选取ISOP拓扑结构,采用倍流整流电路以实现全负载范围内的软开关,通过PSpice仿真软件对该电路软开关情况以及超前臂关断损耗进行仿真研究,为实际电路提供研究依据。搭建的焊接电源在全负载范围内实现软开关,同时对比了电源在硬开关和软开关工作情况下的温升情况,空载情况下硬开关温升较小,重载情况下软开关温升较小。

覆冰拉线测风塔钢绞线预应力施加方法

拉线测风塔是由直立的桁架结构塔身和沿高度方向斜向布置的数层钢绞线组成的高耸结构。在正常设计和建造的情况下,测风塔结构物发生破坏的概率之高在土工结构物中实属罕见。其中,有不少测风塔的结构破坏是在风荷载和覆冰荷载联合作用下发生的。目前,由于我国对覆冰荷载和风荷载联合作用下测风塔结构整体稳定性方面的研究还不够成熟,所以有必要进行如下研究。应用ANSYS有限元软件建立拉线测风塔模型,根据规范对其施加风荷载和覆冰荷载,通过改变钢绞线的预应力大小,观察塔身的节点位移情况,总结覆冰情况下拉线测风塔塔身位移规律,并最终确定更加合理的钢绞线预应力施加方法。

质子交换膜燃料电池数学模型研究综述

为实现碳中和目标,氢能成为了目前清洁能源转型的一个重要方向,其中质子交换膜燃料电池(PEMFC)因其高效率、低噪声、低红外信号等特性,受到了汽车领域及特种装备能源方向的关注。质子交换膜燃料电池的工作原理涉及内容多,范围广,且燃料电池是一个非线性、多参数强耦合的复杂动态系统。目前研究人员针对PEMFC建模开展了研究,提出了多种模型对其运行原理及控制状态深入研究,为提升其运行性能、延长使用寿命提供了基础理论参考。建立质子交换膜燃料电池模型,并以模型计算为基础,对燃料电池结构、控制策略等方面进行改良,可有效降低研发成本并推进其商业化进程。通过对常见建模方法进行分类分析,根据其基本特性及优缺点分析相应应用场景,为相关建模研究提供参考。