基于范诺流理论的变截面涡旋压缩机轴向间隙泄漏研究

为了定量研究变截面涡旋压缩机轴向间隙泄漏,基于范诺流理论,考虑其主轴转速、介质粘度和摩擦等因素,探索建立变截面涡旋压缩机轴向间隙泄漏量计算模型,根据模型分析影响泄漏的主要参数,以便利用控制关键参数来降低轴向间隙泄漏。通过搭建涡旋压缩机试验平台,测定涡旋压缩机工作腔在实际工况下,不同间隙同一主轴转速和同一间隙不同主轴转速下泄漏量的实测值。结果分析表明:压差大小与泄漏量成正比,当主轴转速一定,间隙为0.02 mm时,实测值与理论值拟合较好,并且随着压差增大,泄漏变化较小;主轴转速越高,间隙泄漏量越小,当间隙一定,转速为3000 r/min时,实测值与理论值拟合较好,并且转速越高,泄漏量越大。通过理论计算与实际测量结果对比分析,所建立的泄漏量计算模型准确可靠。此模型的建立为深入研究和控制轴向间隙泄漏奠定基础,也为推广涡旋压缩机在大功率领域的应用提供理论基础。

基于湍流理论的涡旋压缩机轴向间隙泄漏研究

针对涡旋压缩机轴向间隙泄漏控制问题,定量计算轴向间隙泄漏,为了更加接近工程实际,在考虑转速、温度、气体粘度等因素基础上,基于湍流理论,建立了完整的涡旋压缩机间隙泄漏量理论计算模型。分析了影响轴向间隙泄漏的关键参数,便于通过优化参数以达到控制间隙泄漏的目的,同时为了验证理论计算模型的可靠性,搭建模拟涡旋压缩机试验测试平台,测试了定转速不同间隙和定间隙不同转速下的泄漏量值,并与理论计算结果相比较。结果表明:涡旋压缩机高低压腔压力差与泄漏量成正比,当主轴转速不变,间隙为0.020 mm时,测试值与计算结果拟合较好,并且随着压差增大,泄漏量逐渐减小,说明通过增大压差可以降低间隙泄漏量;当间隙不变时,主轴转速越高,间隙泄漏量越小,当转速大于3500 r/min时,实测值与计算值开始啮合,并且转速越高,啮合度越高。说明基于湍流模型所建立的泄漏量计算模型可靠。通过定量准确计算轴向间隙泄漏量,为降低涡旋压缩机泄漏提供理论依据,也为涡旋压缩机推广应用提供帮助。

Mg-Bi系合金的研究进展

合金元素Bi的价格较低,在镁中有较高的固溶度,随着温度降低,其固溶度减小,析出Mg_(3)Bi_(2)相,提高了镁的力学性能,因此Mg-Bi系合金具有良好的固溶和时效硬化潜力。在Mg-Bi系合金中加入Sn、Mn、Al、Ca、Zn等元素,改善合金组织,能够进一步提高合金的力学性能及耐腐蚀性。文中介绍了国内外学者对Mg-Bi系合金的研究进展,在总结Mg-Bi二元合金研究成果基础上,系统的概述了Mg-Bi-Sn系、Mg-Bi-Mn系、Mg-Bi-Al系、Mg-Bi-Ca系、Mg-Bi-Zn系等合金的组织和性能,综述了合金化对合金第二相、晶粒尺寸、织构、动态再结晶的影响,阐述了合金元素种类、添加量及热加工参数与合金力学性能的关系。总结了Mg-Bi系合金研究中存在的问题,并对今后的研究工作进行了展望。

熔融温度对DLC薄膜杂化状态影响的分子动力学研究

文章基于Tersoff势函数,采用分子动力学方法建立金刚石的分子模型,分析了不同熔融温度和冷却过程对原子键合结构,径向分布函数曲线和配位数的影响,从原子尺度阐明了DLC薄膜制备过程中原子形态杂化的形成机理。研究发现:DLC薄膜主要由C-sp3和C-sp2杂化相组成,当温度低于6000 K时,熔融和冷却基本不会使C-sp3杂化发生结构转变,薄膜的性能比较稳定。当温度高于7000 K时,熔融过程中有大量的C-sp3杂化原子转变为C-sp2和C-sp1,冷却和弛豫平衡会引起高能态C-sp3杂化原子转变为C-sp2,但C-sp1杂化的含量基本不变。熔融温度主要影响DLC薄膜制备过程中C-sp3和C-sp2相的百分比含量,当体系中C-sp2含量超过40%,薄膜的性能将趋向于石墨。

丘陵山地小型窄幅分段式大豆收获机设计与试验

针对丘陵山地大豆收获小型宜机机具缺乏、损失率和破损率高等问题,设计一种丘陵山地小型窄幅分段式大豆收获机,该装置主要由拨禾轮、往复式割刀、输送链板等部件组成,主要围绕丘陵山地地貌特征、大豆植物生理学特性、收获及作业过程装备的动力学行为,优化拨禾轮的转速、安装高度、割刀往复速度、割刀和输送链板结构等参数。基于响应面单因素试验研究各因素对损失率、破损率影响的显著性大小顺序为:拨禾轮转速>割刀切割速度>拨禾轮高度。通过参数优化分析,确定大豆收获的最优作业参数组合为:拨禾轮转速51 r·min^(-1)、拨禾轮高度78 cm、割刀切割速度1.5 m·s^(-1),预测损失率为1.57%,破损率为1.4%。在最优工况下进行田间试验,结果表明收获机损失率由最高2.21%降为1.60%,破损率由最高2.03%降为1.35%,各指标实测值与模型优化值的相对误差均小于3%,满足国家相关标准要求。

大豆收获机割台关键技术及损失研究现状分析

割台作为大豆收获机的核心部件,其技术性能直接关系到大豆的收获质量和收获损失率。针对割台仿形设计、割台高度控制技术、影响割台损失率的关键技术展开研究和分析。首先,综述割台仿形机构与割台高度控制的结构、工作原理及关键技术,对比分析国内外的研究差距。其次,针对大豆炸荚、割台关键技术与割台损失的相关性进行深入分析,探讨割台损失产生的主要原因和影响因素,提出关键技术的改进建议。最后,展望我国大豆收获机割台在多元化、智能化与自动化方向的发展趋势,大豆炸荚生物特性及大豆收获机收获损失研究方面的发展趋势。研究发现,我国现有大豆收获机存在割台仿形性能差、割台自适应控制技术滞后、割台损失率偏高等问题。同时有效揭示国内大豆收机割台仿形机构、割台升降装置、割台的自适应性及割刀等关键技术存在的问题,割台振动、割台位置与仿形及撞击力导致割台损失率高的原因,为我国大豆收获机割台关键技术的突破创新及降低收获损失的进一步研究提供重要参考。

基于ABAQUS的刀具几何参数对铣削HT250铸铁变截面涡旋盘的影响

由于变截面涡旋盘加工比较复杂,且加工精度要求高,需考虑刀具几何参数。开展HT250铸铁变截面涡旋盘高速铣削仿真,研究刀具几何参数对其的影响,并通过试验加工出变截面涡旋盘实体;构建由三段基圆渐开线组成的变截面涡旋盘数学模型,建立三维铣削模型和简化后的二维铣削模型,基于ABAQUS软件分析加工时刀具前角、后角和钝圆半径对铣削力和铣削温度的影响规律,得到不同刀具几何参数的铣削应力云图和铣削温度分布云图。通过刀具几何参数对变截面涡旋盘铣削力和铣削温度影响规律的研究,为选择合理的刀具几何参数提供依据和参考,便于提高变截面涡旋盘加工精度。

基于3D打印技术股骨头减压联合骨髓间充质干细胞移植专用移植器的研制及应用

背景:自体组织工程化骨髓间充质干细胞移植是治疗早期股骨头坏死最常用方法之一,目前尚无专用的移植器具,该手术移植过程耗时、费力、繁琐,不利于该手术临床推广。目的:研制一种配套、高效、专用的移植器,解决股骨头髓芯减压过程中干细胞移植困难的问题。方法:利用计算机辅助设计软件对该专用移植器实体建模,3D快速打印出实物。于股骨头髓芯减压联合骨髓间充质干细胞移植术中测试该专用移植器性能,比较使用专用移植器与使用传统器械手术的手术时间、术中出血量、干细胞/生物纤维胶原复合物遗漏量目测类比评分、医生满意度评分。结果与结论:(1)利用3D打印技术快速研制出了一款专用移植器;(2)与对照组比较,试验组手术时间、术中出血量、干细胞/生物纤维胶原复合物遗漏量目测类比评分、医生满意度评分均显著改善,差异有显著性意义(P<0.05);(3)计算机辅助设计软件及3D打印技术是适合一线临床医生自主研发的高效手段。研制的专用移植器较完美的解决了细胞/生物纤维胶原复合物移植耗时、费力、繁琐的问题。

骨科手术中吸引器堵塞现状调查和临床观察

目的骨科手术中负压吸引器常发生堵塞,进而影响手术操作。文中通过对吸引器堵塞的现状调查结合临床观察,了解国内骨科手术中吸引器堵塞频率、部位,探索堵塞机制,为解决吸引器堵塞问题提供依据。方法通过分层随机抽样方法抽取连续2届中国骨科年会期间738名临床骨科医师进行骨科手术中吸引器堵塞现状问卷调查;并从1200例骨科手术中分层随机选择160例,其中全髋关节置换术38例、全膝关节置换术39例、四肢及脊柱骨折手术43例、其他骨科手术40例。对4类手术进行吸引器堵塞情况统计,并对现有吸引器进行医学专业人员满意度评分。结果共纳入调查对象738名,其中认为术中吸引器经常堵塞706名(95.7%),认为全髋关节置换术是最常发生引器堵塞的手术方式631名(85.5%),认为吸引器最常见的堵塞部位是吸引器头与吸引器软管连接部位714名(96.7%),满意度评分为(7.62±0.74)分;临床使用观察中全髋关节置换术吸引器堵塞平均(2.55±1.62)次,全膝关节置换堵塞平均(1.95±1.33)次,四肢、脊柱骨折手术堵塞平均(1.52±1.18)次,其他手术堵塞平均(0.95±0.68)次,满意度评分为(7.36±0.84)分。结论中国骨科手术中吸引器堵塞现象普遍,发生率较高,影响手术操作,造成骨科医师的满意度不高。因此,现有负压吸引器系统亟待改进。

B、Y及冷却速度对Ti-47Al-2Cr-2Nb合金组织的细化作用

研究了微量元素B、Y和冷却速度对Ti-47Al-2Cr-2Nb合金组织的复合细化效果。结果表明,在水冷铜坩埚磁悬浮真空感应熔炼和Y2O3型壳精密铸造条件下,B元素能够有效细化Ti-47Al-2Cr-2Nb铸件的晶粒尺寸,使其由粗大的柱状晶变为细小的等轴晶组织,但没有起到细化片层间距的明显作用。B、Y复合细化可以在B元素细化效果的基础上进一步细化片层团尺寸,同时显著细化片层间距。在壁厚为2～20mm范围内,Ti-47Al-2Cr-2Nb-0.8B-0.3Y铸件的宏观组织均为等轴晶;且随着厚度的增加,等轴晶尺寸逐渐增大。适当降低型壳预热温度也有助于获得细小的片层组织。

涡旋压缩机齿顶密封条摩擦磨损性能的研究

在MMU-2高速端面摩擦试验机上,将4种制作涡旋压缩机齿顶密封条的材料PES、PEEK、纯PTFE、填充PTFE分别与HT250配副,进行干摩擦试验,对比分析在不同线速度下摩擦系数、体积磨损率、磨痕形貌的变化;同时研究填充PTFE在模拟涡旋压缩机工况条件下的摩擦学性能,通过扫描电子显微镜分析摩擦表面转移膜的形成规律,为将该材料应用到齿顶密封当中提供理论依据。结果表明:填充PTFE摩擦性能优于其它几种材料,在不同线速度下摩擦系数变化小,磨损率低,当载荷为300 N,摩擦系数小于0.2,体积磨损率小于5×10^(-6) mm^3/(N·m)。满足涡旋压缩机齿顶密封条在高线速度、低载荷、干摩擦条件下,摩擦系数低、磨损量小的要求。

聚酰亚胺/石墨改性聚四氟乙烯的摩擦学性能

利用MMU-10G端面高温摩擦磨损试验机,对聚酰亚胺(PI)和石墨共混改性聚四氟乙烯(PTFE)复合材料的摩擦学性能进行了测试,利用扫描电镜观察摩擦副表面的磨痕和复合材料的转移情况。同时研究最佳配比PTFE基复合材料在不同试验条件下的摩擦学性能,并测量了摩擦副表面的瞬时温度。结果表明,PI可以大幅度提高填充PTFE的耐磨性能,但PI含量增加不利于非金属转移膜的形成;当PI含量约为25%时,和石墨一起填充PTFE,复合材料的摩擦学性能最佳;当载荷大于300N和线速度大于4m/s时,摩擦表温度均高于125℃,复合材料进入高温摩擦阶段,摩擦表面发生蠕变,转移膜出现不同程度的破坏;PI填充PTFE复合材料摩擦性能在温度低于75℃时变化不明显。

膀胱组织中微小RNA-429表达与大鼠脊髓损伤后膀胱癌发生的关系

目的探讨大鼠脊髓损伤后膀胱组织中微小RNA（miRNA）表达与膀胱癌发生的关系。方法选取雌性Wistar大鼠72只，将其中27只完全随机分为脊髓损伤组（12只）、假手术组（12只）和对照组（3只）。脊髓损伤组在脊髓损伤造模后3、6、9、12个月处死取材，假手术组在椎板切除术后3、6、9、12个月处死取材，每个时点3只大鼠，对照组不做任何处理，实验开始时处死后直接取材。比较脊髓损伤组和假手术组大鼠术后3、6、9和12个月以及对照组的膀胱组织中miR-429相对表达量。另取15只大鼠完全随机分配到脊髓损伤后3、6、9、12个月和对照组，各3只，比较对照组和脊髓损伤后3、6、9和12个月大鼠膀胱组织中E2F3蛋白相对表达量。另将18只大鼠不进行脊髓损伤或椎板切除，于喂养6、9和12个月时处死取材，比较其与对照组大鼠miR-429和E2F3蛋白表达情况，验证年龄对miR-429和E2F3蛋白的影响。另有12只大鼠完全随机分配到对照组以及脊髓损伤后1、14d和1个月3个时点，各3只，并与先前的脊髓损伤后3、6、9和12个月大鼠一同用于研究miR-429和E2F3蛋白的表达趋势。结果脊髓损伤组脊髓损伤造模后9、12个月的miR-429相对表达量明显低于对照组（P〈0．05），而miR-429在假手术组中的相对表达量与对照组比较差异无统计学意义（P〉0．05）。脊髓损伤后9、12个月大鼠膀胱组织中E2F3蛋白的相对表达量明显高于对照组（P〈0．05）。与对照组大鼠相比，脊髓损伤后6、9和12个月同时处死的未进行任何造模操作的大鼠膀胱组织中miR-429和E2F3蛋白表达差异均无统计学意义（均P〉0．05）。miR-429和E2F3蛋白在膀胱组织中的表达与年龄无关。将脊髓损伤后1、14d和1、3、6、9、12个月的大鼠膀胱组织的miR-429和E2F3蛋白表达量结合在一起分析发现，miR-429在脊髓损伤6个月后开始下调，而E2F3蛋白的表达在脊髓损伤6个月后开始出现明显的上调。结论大鼠膀胱组织中miR-429在脊髓损伤后下调，导致其靶蛋白E2F3表达上调，增强了肿瘤发生的可能性。

载荷、转速、温度对填充PTFE材料摩擦磨损性能影响的研究

研究聚酰亚胺、石墨填充PTFE复合材料,将复合材料和HT250材料配副,利用MMU-10G摩擦磨损试验机测量在不同载荷、不同转速的工况下,摩擦副摩擦系数、体积磨损率、温度的变化情况。然后用JSM-5600LV扫描电子显微镜对磨损后的试样表面和对偶件表面进行形貌分析。结果表明,填充PTFE摩擦学性能明显优于纯PTFE;用聚酰亚胺和石墨填充PTFE复合材料在试验过程中,载荷、转速均存在极限值,当载荷超过300 N,转速超过1 500 r/min时,摩擦系数和体积磨损率同时大幅度提高;同时当试样表面温度超过140℃时,复合材料形成的转移膜会出现烧灼。

聚酰亚胺填充PTFE材料在涡旋压缩机齿顶密封条中的应用

涡旋压缩机齿顶密封条通常由于材料磨损而失效,为了提高密封条的使用寿命,拟将聚酰亚胺填充PTFE复合材料作为涡旋压缩机齿顶密封条材料,通过试验研究其可行性。以某型号涡旋压缩机作为算例,建立密封条受力的数学模型,分析密封条工作载荷的变化规律;根据涡旋压缩机实际运行参数,设计不同的试验条件,将填充PTFE与HT250配副,在MMU-10G端面磨损试验机上进行模拟试验,研究其摩擦学性能;并利用扫描电镜观察摩擦表面的磨痕和复合材料的转移情况。结果表明:当试验条件为200 N、1 000 r/min时,摩擦副摩擦系数最小,体积磨损率为3.328×10-6;当温度超过120℃时,材料发生烧灼现象,磨损加剧。综合分析,在涡旋压缩机正常工作的条件下,将填充PTFE材料作为密封条原材料可有效地提高其使用寿命。

基于知识工程的标准件刀库设计

研究了拉刀的标准化设计,针对拉刀种类多但结构相似的特点,利用CATIA V5的知识工程建立了拉刀3D标准件库。此举有利于提高拉床的工作效率。本文给出了开发拉刀标准件库的一般方法,介绍了其设计步骤。拉刀标准件库的建立提高了拉刀的设计效率,为复杂刀具3D标准件库的建立提供了一种新思路。

动力载荷谱对不同硬度35CrMo钢接触疲劳的影响

对不同表面硬度的35Cr Mo试块,施加实际工况失效机制的载荷谱,获得材料在交变载荷的作用下接触处的塑性变形、表面形貌以及表层内部组织变化。据此得到35Cr Mo的塑性变形规律。结果表明:试块硬度较低(约32HRC左右)时,其接触疲劳主要以累积塑性变形为主,裂纹深度较浅(约10μm),硬化层较薄,硬化作用不明显;试块硬度较高(约42 HRC左右)时,接触疲劳破坏产生塑性变形,裂纹延伸深度最深(约35μm),硬化层厚,硬化作用明显。

热-力耦合作用下变截面动涡旋齿变形的研究

为了研究变截面涡旋齿的应力和应变,文章从涡旋型线方程入手,生成涡旋齿三维模型,建立气体载荷计算模型,采用试验方法测量涡旋盘各个位置的温度值,最后利用有限元软件分析,在气体载荷单独作用下和气体载荷与温度载荷耦合情况下涡旋齿的变形规律。结果表明:变截面涡旋齿在气体载荷和温度载荷作用下变形量很小,最大变形量仅为0.756μm,这位变截面涡旋齿的进一步应用提供理论支持。

基于ANSYS的汽车起重机伸缩臂滑块结构的优化设计

分析伸缩臂滑块的几何结构对汽车起重机的影响,以某型号汽车起重机伸缩臂滑块所承受的实际载荷为基础,通过改变滑块的外形结构,利用ansys软件对其进行有限元分析,结果表明:结构优化前后滑块总体位移由0.2661mm变为0.1212mm;等效应力由55.76Mpa变为52.12Mpa,说明优化后滑块的刚度和抵抗破坏能力都有所增加,提高了起重机的工作效率和安全系数。

胫骨平台骨折植入物内固定修复中3D打印技术的辅助应用

背景:在胫骨平台骨折修复过程中,由于骨折形式多样化、解剖变化复杂、X射线片或三维CT平扫受到二维平面的局限,使得医生在术前计划和修复治疗时难度增大。3D打印技术在骨科的应用已引起重视。目的:探讨3D打印技术在胫骨平台骨折术前计划和修复过程中的辅助作用。方法:纳入30例胫骨平台粉碎性骨折患者,采用随机数字表法分为两组,试验组及对照组各15例。试验组经三维CT扫描,以DICOM格式储存,经Mimics软件处理,转换数据为可打印STL格式,通过熔融沉积型3D打印机,制作出1∶1实体大小的骨折模型,参照3D骨折模型制定修复方案。对照组患者常规参照影像学资料制定修复方案。比较两组患者的手术时间和术中出血量,并于治疗后12个月采用Rasmussen胫骨髁部骨折膝关节功能评分评定疗效。结果与结论:试验组患者通过对1∶1等比例的3D打印模型进行分析研究,明确骨折类型后均顺利完成术前制定的修复方案。试验组手术时间及术中出血量均少于对照组,差异有显著性意义(P<0.05)。所有患者治疗后获得12-18个月随访,骨折愈合时间为3-5个月,平均4.3个月。治疗后12个月采用Rasmussen胫骨髁部骨折膝关节功能评分评定疗效,试验组治疗优良率显著高于对照组(P<0.05)。提示3D打印骨折模型有助于精确制定内固定修复方案,使得胫骨平台骨折的修复治疗更加精确、个性和直观。