基于OpenCV图像识别技术的金属环热胀冷缩实验研究

基于OpenCV图像识别技术,将金属环热胀冷缩的形变量实时转换成图像像素数量的变化量,从而解决了难以实时观测热胀冷缩实验中物体微小形变量的问题,同时有利于帮助学生深入理解加热环状物体后,它的内孔径到底是变大了还是缩小了的疑难问题.

“金属热胀冷缩”实验装置的改进和使用

该实验装置对教材上原有的实验方法和装置进行了改进和创新,学生能直接看到铝、铜、钢3根金属棒在受热、受冷后长度增长、缩短,通过小灯泡的点亮和熄灭,把“金属受热膨胀受冷收缩”的实验结果直观化,把不容易观察到的细微变化,转化成容易观察到的光现象,使学生对金属热胀冷缩现象的认识变得更深刻、更具体,保证了科学实验的严谨性,增强了实验的趣味性与探究性。该实验装置有多功能的合理利用、实验操作简捷安全、结果呈现直观可视化等优点。

“固体也热胀冷缩吗”教学设计

基于“任务驱动”和“科学探究”理念对“固体也热胀冷缩吗”一课进行教学设计,充分调动了学生的学习积极性。学生在教师指导下亲历探究过程,并能学以致用。

管状带式输送机巡检机器人轨道热胀冷缩问题仿真与验证

管状带式输送机巡检机器人能够有效提高设备的巡检效率,降低设备出现重大故障的概率。由于管状带式输送机通常在户外环境中工作,环境温度的大幅度变化致使机器人轨道发生热胀冷缩,且频繁出现连接处断开、螺栓剪断、轨道变形等故障,严重影响了巡检机器人行走于轨道的安全性。文中采用有限元建模的方式研究轨道的热胀冷缩问题,对不同连接方案时轨道应力、横向变形、支架拉力等指标进行分析,采用轨道之间无间隙硬连接,轨道与支架滑动连接,在轨道活动端设置伸缩缝的方案以实现较好效果。同时,在实际工程中验证了上述方案的可行性,总结了管状带式输送机巡检机器人轨道设计的关键性原则,为今后巡检机器人正常运行提供了保障。

热胀锻组合式凸轮轴连接强度分析

为解决组合式凸轮轴生产过程中存在的成本高、操作复杂等问题,提出了用热胀锻工艺成形组合式凸轮轴。借助非线性有限元软件ABAQUS建立成形过程的仿真模型,分析了冷却到室温后凸轮与轴管之间的接触压力与各成形因素之间的关系。测量了不同成形温度下轴管的室温组织,并利用扭力扳手测试了成形后凸轮轴的静扭强度。结果表明,当凸轮端面斜度从5°增加到20°时,凸轮轴的平均接触压力从542.6 MPa增加到557.4 MPa;当成形温度从550℃增加到950℃时,凸轮轴的平均接触压力从498.9 MPa增大到559.7 MPa;当单侧轴向补料量从5.5 mm增加到7.0 mm时,凸轮轴的平均接触压力从532.1 MPa增加到545.5 MPa。不同成形温度下轴管的室温组织中未出现脱碳层,轴管成形区位置晶粒尺寸与原始晶粒尺寸相似,甚至在成形区温度较高位置出现了晶粒细化。经测量,热胀锻成形的组合式凸轮轴静扭强度可达327.8 N·m,远超80 N·m的许用强度。

温度对BT20合金筒形件真空热胀形影响模拟研究

基于热弹塑性有限元方法，使用有限元软件MSC．Marc对BT20合金筒形件真空热胀形过程进行了模拟研究。计算了不同加热温度对BT20合金筒形件胀形量、弯曲角度和残余应力的影响。模拟结果表明，随着加热温度的升高，BT20合金筒形件胀形量和弯曲角度增加，残余应力降低。当温度在750-850℃之间时，BT20合金筒形件胀形量、弯曲角度和残余应力变化幅度较小。

BT20钛合金筒形件真空热胀形过程热力耦合有限元分析

建立了BT20钛合金筒形件真空热胀形的二维非线性准静态热弹塑性有限元模型。该模型考虑了辐射传热和材料热物性非线性等因素的影响。使用有限元软件MSC．Marc对BT20钛合金筒形件真空热胀形过程进行数值模拟,计算了BT20钛合金筒形件真空热胀形过程的温度场、变形场和应力场,并进行了相应的实验验证。数值模拟结果与实验结果吻合较好,说明了所建立的热力耦合模型的有效性。

胀形间隙对核主泵转子屏蔽套真空热胀形的影响

利用非线性有限元软件MSC.Marc建立转子屏蔽套真空热胀形过程的二维轴对称热力耦合有限元模型,计算并分析真空热胀形过程中转子屏蔽套和模具的径向位移变化,预测转子屏蔽套的胀形量和胀形后内径。此外,基于建立的有限元模型研究胀形间隙对转子屏蔽套胀形量和胀形后内径的影响。结果表明:对于确定的工艺,在其胀形能力范围内,随着胀形间隙的增大,转子屏蔽套的胀形量线性减小,且胀形后的内径不随胀形间隙的变化而变化。开展转子屏蔽套的真空热胀形实验,验证建立的有限元模型。

TC4钛合金筒形件分瓣热胀形工艺研究

研究了分瓣热胀形模具结构、模具材料及其工艺参数等对钛合金筒形件胀形精度的影响。结果表明，分瓣热胀形是高精度钛合金筒形件的一种有效成形方法，分瓣热胀形TC4钛合金φ200mmx700mm筒形件的径向尺寸精度和母线直线度分别达到±0.03mm和0.11-0.17mm。

自润滑活塞环的热胀失效研究

针对无油润滑压缩机运行过程中自润滑活塞环的热胀失效问题,进行了理论分析和试验研究.改装了现有压缩机气缸,制作了组合式活塞,测量出压缩机实际运行时活塞环间的动态压力分布.根据活塞环前后压差载荷变化判断活塞环失效性,应用有限元方法对活塞环热胀失效过程进行了模拟分析和专项试验.通过观察活塞环的热胀过程,对热胀失效过程进行了验证.试验研究结果表明,活塞环因热胀而失效分为2种情况:开口间隙闭合初始时刻会产生封闭容积,形成相对平衡的压力,从而影响密封效果;随着温度的升高,开口接触面错开,活塞环侧面与活塞环槽侧面之间无法取得良好的接触,从而泄漏增加,进而影响密封效果.因此,需采用较大的开口间隙,以防止活塞环过早热胀失效.

基于Virtools的热胀系数测量虚拟实验研究

针对热胀系数测量的具体实验内容,研究了利用Virtools进行虚拟实验设计的基本思路。根据实验原理和实验内容,分析虚拟实验所需实现的交互功能。介绍了3D建模的注意事项,并对交互功能实现和实验数据分析的方法进行了详细的分析和总结。

钛合金筒形件真空热胀形过程热力耦合数值模拟

基于热弹塑性有限元理论,建立了钛合金筒形件真空热胀形过程的二维热力耦合有限元模型。采用MSC.Marc有限元分析软件,计算了钛合金筒形件真空热胀形过程的温度场和变形场,分析了温度对热胀形的影响规律。结果表明,随着温度的提高,工件胀形量增大,塑性应变增加。试验验证了模拟的可靠性和有效性,为确定合理的工艺参数提供理论依据。

钛合金筒形件真空热胀形壁厚效应的数值模拟

建立了钛合金筒形件真空热胀形的二维非线性热力耦合有限元模型。使用有限元软件MSC.Marc对钛合金筒形件真空热胀形过程进行数值模拟。计算了钛合金筒形件真空热胀形过程的温度场和变形场,并进行了相应的实验验证。模拟结果与实验结果吻合较好。用建立的模型对真空热胀形过程中钛合金筒形件壁厚效应进行数值模拟,讨论了一定工艺条件下钛合金筒形件壁厚与弯曲角度、胀形量和残余应力之间的关系,为实际生产中制定和优化钛合金筒形件真空热胀形工艺参数提供理论与实践依据。

漫谈热胀冷缩的“功”与“过”

热胀冷缩现象在我们周围随处可见,只有更好地掌握它的规律,才能避免或减小它的危害,利用它为人类造福.

600MW汽轮机组再热主汽阀门阀杆的热胀及其影响

针对引进型600 MW汽轮机组再热主汽阀门的运动卡涩问题,利用有限元技术,对其关键装配部件进行了热-结构耦合分析.提出了阀杆的轴向不等齐热胀模型和运动间隙变化模型,通过实测数据及仿真对比验证了模型的合理性.基于ADAMS软件建立了以接触碰撞和磨损为特征的汽轮机再热主汽阀门机构的虚拟样机平台,并系统地研究了阀杆受热膨胀对阀门开关过程动态特性的影响,结果表明:阀门杆的热胀改变了阀杆运动间隙并进而导致阀门开关过程动态特性发生显著变化,这是导致阀门运动卡涩的重要原因之一.笔者还提出了改善阀门开关过程动态特性的建议性措施.

SMA短纤维复合材料的热胀系数和相变应变系数

基于Eshelby的等效夹杂模型、Mori和Tanaka的场平均法 ,考虑到形状记忆合金(SMA)的强物理非线性 ,发展了增量型的等效夹杂模型 (IncrementalEquivalentInclusionModel) .讨论了SMA短纤维增强的铝基复合材料的热胀系数和相变应变系数 .特别研究了SMA短纤维复合材料纤维几何尺寸和体积分数等参数对SMA复合材料的热胀系数和相变应变系数的影响 .这些工作对于指导材料设计和了解SMA复合材料热机械特性是非常有意义的 .

钛合金筒形件真空热胀形过程数值模拟

真空热胀形是一项创新的加工方法,零件的形状是通过模具热膨胀产生的压力来实现的.建立了钛合金筒形件真空热胀形过程的二维非线性热力耦合有限元模型.考虑了辐射传热和材料热物性参数随温度变化等因素的影响,利用MSC.Marc有限元软件模拟了钛合金筒形件真空热胀形过程.对真空热胀形过程温度场和变形场进行了分析,并进行了相应的实验验证,数值模拟结果与实验结果吻合较好.

钛合金筒形件真空热胀形过程数值模拟及模型优化

利用MSC.Marc有限元分析软件,建立了BT20合金筒形件真空热胀形的热力耦合有限元模型。在优化模型中引用了步长自适应控制技术和两步法模拟。计算了BT20合金筒形件真空热胀形过程的温度场和变形场。结果表明:采用步长自适应控制技术和两步法模拟,有效的缩短了模拟时间,在精度变化不大的情况下,显著提高运算效率。计算结果与实验结果吻合较好。

高岭土颗粒形貌对堇青石蜂窝陶瓷热胀性能的影响

主要研究了高岭土颗粒形貌对堇青石蜂窝陶瓷热胀性能的影响。结果表明:用片状高岭土制备的堇青石蜂窝陶瓷的热胀系数为1.20×10-6℃-1,而用非片状高岭土制备的堇青石蜂窝陶瓷的热胀系数则是1.7×10-6℃-1(RT～800℃)。XRD分析表明:片状高岭土可造成堇青石结晶晶粒的定向排列,而非片状高岭土则不能使堇青石晶粒定向排列。

复合材料成型新工艺──热胀成型法

简述了先进复合材料产品设计更新带来的制造技术的变更。复合材料结构的整体成型、热胀成型和无吸胶成型等，就是为适应新的设计和制造要求而发展起来的成型技术。文中介绍了热胀成型法对芯模材料的基本要求，热胀硅橡胶Ｒ—１０３０１的线胀系数、体胀系数、密度和热胀压力随温度变化规律。同时介绍了用热胀成型法成型复合材料产品的工艺质量和力学性能。