水下气动发射装置发射性能参数灵敏度分析

为了研究某型水下气动发射装置的内弹道性能,对主要参数的影响规律和灵敏度进行了分析。基于热力学和动力学理论建立了发射系统各部件的数学模型,再将它们综合起来得到了发射系统的整体模型。由模型计算的武器发射管内的运动时间、气瓶剩余压强与水池试验结果吻合,验证了模型的有效性。利用局部灵敏度分析法,对发射管最高膛压和武器出管速度的4个主要参数进行了影响规律分析。结果表明:影响发射过程最高膛压的最灵敏参数为武器运动初始阻力;影响武器出管速度的最灵敏参数为发射气瓶初始压强和发射阀最大开启面积。

水下气动发射模型内流场仿真分析

利用FLUENT软件对某水下气动发射模型发射过程的内流场特性进行了仿真研究。基于标准κ-ε湍流模式和轴对称模型进行了瞬态内流场分析。使用自定义函数和动态层网格更新方法,对因阀开启和武器运动引起的内流场边界的变化进行了模拟。通过对发射气瓶在不同初压条件下的内流场仿真,分析了内弹道参数随时间的变化规律和发射装置内流场压强的空间分布规律。最后进行了水池发射试验,验证了仿真分析方法的有效性。

1Cr18Ni9Ti不锈钢单轴棘轮本构模型研究

对 1Cr18Ni9Ti不锈钢进行了室温单轴棘轮试验 ,研究了平均应力、峰值应力和棘轮历史对饱和棘轮应变的影响规律。结果表明 ,当平均应力大于一定范围后 ,饱和棘轮应变与峰值真应力之间存在单调函数关系 ,先前低峰值应力的棘轮历史 ,对后继高峰值应力的饱和棘轮行为无影响。给出了用于室温饱和棘轮应变预测的模型和用于棘轮应变演化预测的模型。

水下气动发射装置振动信号的时频分析

为研究某型水下气动发射装置的振动特性,对发射管的径向加速度信号进行了短时Fourier变换分析,结合内弹道过程发现:发射管的径向加速度振动信号主要由两个时频区组成。时频区1为发射管充压、密封片剪断和弹药刚开始运动的内弹道阶段,该部分信号主振频率在1 400 Hz附近,高频成分一直延伸至约5 000 Hz,信号持续时间约0.038 s。时频区2为弹药已出管、发射管泄压阶段,该部分信号持续时间为0.016 s,主振频率在1 100 Hz附近。对加速度信号进行小波包能量谱分析,结果表明:时频区1信号能量占发射过程总能量的79%,时频区2能量占总能量的10%。因此,时频区1振动为整个发射振动信号的主要成分。

高耸结构断裂后倾倒过程的动力学分析

问题高耸结构断裂后的倾倒问题可以简化为图1(a)所示的力学模型。已知结构断裂后分成了相互铰接的两部分,上部结构在重力的倾覆力矩作用下无初速倾倒,下部结构与地面固结始终保持静止。若上部结构倾倒后的位置用其轴线与铅直方向的夹角φ来表征,且上下两段均视作均质细长杆。试分析上部结构倒落至某一位置所需的时间和基础的动约束力。

水下气动发射装置内弹道仿真和参数影响分析(英文)

对某水下气动发射装置进行了理论分析,研究了其内弹道特性。利用数学建模方法对发射过程进行了建模并对内弹道性质进行了计算。对影响内弹道性能的3个主要参数:武器运动的初始阻力、发射阀最大开启面积和发射气瓶初始充气压强进行了分析。计算结果表明:发射管最大膛压的主要影响参数为武器运动初始阻力;而武器出管速度的主要影响参数为发射气瓶初始充气压强和发射阀的最大开启面积。

应力循环下T225NG合金塑性累积行为研究

对应力循环下T225NG合金的塑性累积行为进行了试验研究,提出了预测棘轮饱和应变的本构关系及描述棘轮应变演化规律的指数型演化方程。讨论了蠕变效应对T225NG合金棘轮行为的影响,结果表明,应力幅越低,循环蠕变分量在塑性累积中的贡献越大。

描述不锈钢材料单轴棘轮行为的一元参量体系

基于 304不锈钢和 1Cr18Ni9Ti不锈钢单轴常温与高温应力循环棘轮实验,提出了棘轮应力和棘轮门槛值的概念,发展了一套基于棘轮应力一元参量的、描述高温棘轮循环饱和材料的单轴棘轮本构行为和常温演化行为的方法体系,新体系降低了传统二元应力控制棘轮变形认识带来的难度.由于新体系方程结构简洁,建模方法简便,描述实验结果精度高,故适合工程应用.

钢箱拱桥施工监控数据处理与分析系统的开发

为简化钢箱拱桥施工监控的数据处理和分析工作,采用Access 2003作为数据库引擎、VB.net 2010作为界面开发工具,开发了"钢箱拱桥施工监控数据处理与分析系统"。该系统实现了对桥梁线形、应力、索力及塔偏的监测与控制数据的处理和分析,具有理论计算模型数据处理、实测数据处理、误差分析和施工监控指令生成等功能。该系统在南广铁路西江特大桥施工监控工作中应用良好,验证了该系统的可靠性。

描述1Cr18Ni9Ti不锈钢单轴棘轮行为的黏塑性本构模型

在室温下对1Cr18Ni9Ti不锈钢进行了单轴棘轮实验研究,提出了一种新的分离型黏塑性本构模型。引入了能记忆最大塑性应变的记忆面,在记忆面内和面上采用不同形式的塑性应变流动律和背应力演化律,将单调拉伸和循环行为分别独立描述。将模型应用于1Cr18Ni9Ti不锈钢单轴棘轮行为的描述中,模拟结果和实验结果吻合较好。

MgO溶液混气式喷涂过程的数值模拟

基于欧拉多相流模型和颗粒动力学理论,对MgO溶液混气式喷涂气液两相耦合过程进行数值模拟,研究了辅助雾化压力和喷涂压力对气雾流场中MgO液相分布、液滴粒径分布及涂料沉积分布的影响。结果表明,在辅助雾化空气冲击作用下,涂料沿Z轴的扩散范围要大于沿X轴的扩散范围,并且同一喷涂压力下,辅助雾化压力越大,涂料雾化越充分;随着喷涂压力的增大,喷涂流场中MgO液滴粒径逐渐减小,但小粒径液滴在流场中易受气流影响发生逸散,成膜区大粒径液滴撞击壁面后会破碎成小液滴并附着在壁面形成涂膜;当喷涂压力从6 MPa增至12 MPa,涂层厚度减小39.7%,涂层有效覆盖面积增大26.9%,涂层沉积分布形态呈圆形→椭圆形→椭圆环形的变化趋势。

PDC钻头设计参数对井底流场分布的影响规律研究

研究PDC钻头井底流场分布规律是提高岩屑运移效率、冷却钻头和抑制泥包产生的有效方法。利用Fluent软件,基于κ-ε双方程模型和封闭N-S湍流方程,使用Simplec算法,分析钻头转速、钻井液喷出速度和总流过面积相同时喷嘴数量对井底流场分布的影响。结果表明:当钻头转速从90 r/min增加至110 r/min时,转速增加对井底湍动能及速度的提升效果较为显著;但当转速达到120 r/min时,井底湍动能及速度略有降低,提高钻头转速有利于由外向内清洗钻头表面;当钻井液喷出速度从5 m/s增加至9 m/s时,井底湍动能及速度随射流喷射速度的增加而增加,提高钻井液喷出速度可以使漩涡靠近井壁或钻头体,抑制了漩涡面积的增加,有利于岩屑的运移;在喷嘴总流过面积相同时,减小外侧喷嘴直径,外侧喷嘴个数从3个增加至4个,井底湍动能及速度随之增加,有利于井底岩屑的运移,但导致钻头表面中心的低速区域面积增加,不利于钻头表面的清洗。

基于响应面法的脱硫搅拌器工艺参数优化

以四叶搅拌喷吹复合脱硫搅拌器为研究对象,通过调整搅拌转速、插入深度和喷嘴通气流量等工艺参数,优化搅拌流场速度。基于响应面法进行试验方案设计,获得了对流场速度具有显著影响的因素,并采用正交试验交互作用因素验证了响应面模型的正确性。试验模拟结果表明:脱硫搅拌器搅拌流场最优的工艺参数为搅拌转速170 r/min、插入深度400 mm、喷嘴通气流量4.408 m^(3)/h,此时模型预测流场速度值为0.536 m/s;插入深度较搅拌转速和喷嘴通气流量对搅拌流场速度有更显著影响。

新型铺装正交异性桥面板局部变形影响面分析

为研究钢纤维混凝土＋沥青的新型铺装结构下正交异性钢桥面板局部变形的影响面分布规律,运用单位荷载法对某桥行车道中部、横隔板和纵隔板三处加劲肋的肋间相对位移进行了仿真分析。结果表明：钢纤维混凝土＋沥青的新型铺装结构下,正交异性钢桥面板肋间相对变形的影响面分布具有明显的局部效应,其影响面的横向分布范围约为2~4个加劲肋间距,影响面的纵向分布范围约为1个横隔板间距。行车道中部远离横隔板处的肋间相对变形远大于横隔板和纵隔板附近的肋间相对变形。复合铺装梁段模型试验的肋间相对变形影响线分布规律与仿真结果吻合,验证了仿真分析方法和结果的有效性。

焊接型钢渣罐热应力和变形分析

钢渣罐用于存放高温熔融钢渣。焊接型钢渣罐由于出现和使用较晚,其高温强度和耐久性还未得到验证。为研究其温度和应力应变等性能,进行了仿真分析。考虑热物性参数和力学性能参数随温度的变化规律,建立了钢渣罐三维瞬态热弹塑性仿真模型。对缓冷过程钢渣罐的温度场进行了分析,对罐体和纵横加劲肋等典型部位的应力和塑性应变也进行了分析。

基于应力刚化效应的直井钻柱横向振动分析

钻柱建模对象的选取和钻柱轴向力对直井钻柱的横向振动特性分析有很大的影响。本文根据求解几何非线性问题的有限变形理论,考虑钻柱自重和钻压的反向作用力产生的应力刚化效应,建立钻柱动力学方程。运用有限元法分别对整体钻柱和底部钻具进行无轴向力的横向振动分析,对比后选取整体钻柱作为后续研究对象,然后分别进行以轴向力作为预应力的模态分析、谐响应分析和瞬态动力学分析。结果表明,与底部钻具相比,无轴向力作用下整体钻柱的固有频率很低且钻铤处振动不明显;考虑轴向力时,自重产生的拉力会显著提高钻柱的固有频率,钻压产生的反向力会降低钻柱的固有频率,中性点附近钻铤的横向振型变化较大,钻杆的横向振动从井底到井口逐渐减弱;钻压为50 kN、钻柱转速在0~90 r/min之间时,存在0.4~0.6 Hz(对应转速为24~36 r/min)的共振微弱区,同时钻压越大,共振微弱区的频率越低;钻柱与井壁发生碰撞后,轴向力使钻柱中性点处的振动能量增大但振幅降低。

挡板改善KR法脱硫搅拌效果的数值分析

为了改善KR法脱硫搅拌效果,本文在铁水罐内添加控流装置,并应用Fluent软件,采用VOF模型对罐内的搅拌流场进行了数值分析,研究了挡板的布置方式、数量与宽度对流场特性的影响。结果表明,铁水罐内设置挡板能够抑制中心漩涡的形成,扩大脱硫剂颗粒在罐内的分散区域;布置4块高度为铁水罐高度1/2、宽度为铁水罐直径1/10的短挡板时,罐内的强制涡流区基本消除,铁水罐底部仍保持较快的流场速度,搅拌效果最佳。

搅拌器磨损对KR法脱硫搅拌效果的数值分析

为探究三叶搅拌器在铁水腐蚀下对铁水搅拌流场的影响,参考传统KR脱硫搅拌工艺过程,利用仿真软件,采用多重参考系法(MRF)及VOF模型,研究了不同磨损程度对三叶搅拌器的搅拌流场与液面状况的影响规律.结果表明:相同搅拌工艺参数条件下,随着搅拌器磨损程度R的增大,搅拌铁水平均流速和平均湍动能降低,搅拌漩涡深度减小,对搅拌流场与液面状况的影响程度逐渐下降;其中,与无磨损(R=0)搅拌器相比,R=15 mm时铁水平均速度减小66.7%,平均湍动能减小82.3%.

T2 2 5NG钛合金的单轴棘轮行为 :实验与模型(英文)

通过一系列单轴应力循环实验对T2 2 5NG钛合金进行了长次循环棘轮行为研究。研究表明 ,在一定峰值应力范围内经数万次应力循环后材料具有棘轮安定性 ;棘轮疲劳损伤与幅值应力和峰值应力相关 ,当幅值应力为峰值应力的一半时 ,棘轮变形达到安定后产生疲劳破坏 ,疲劳寿命与峰值应力或SR应变 (饱和棘轮应变 )之间满足幂律关系 ;在幅值应力仅为峰值应力的 1%～2 5 %时 ,材料依然可以产生棘轮塑性应变累积并经过数十万次循环后达到安定 ,且蠕变附加效应不显著 ;当峰值应力取为屈服强度 85 %～ 10 0 %时 ,初始棘轮塑性应变率为零 ,但经过数万次循环后仍可以产生 1 4 %～ 2 5 %塑性应变累积。基于峰值应力与T2 2 5NG合金单轴棘轮塑性累积之间所具有的单调特性以及棘轮演化的门槛特性 ,本文重点发展了SRM抛物律本构模型 ,该模型可较好预测T2 2 5NG合金单轴SR应变 ,也可用于估算蠕变的安定塑性累积。

流固耦合的机械搅拌叶片强度分析

为了探究某钢厂三叶螺旋搅拌器在流体状态下搅拌器真实的应力和应变大小,利用软件Fluent和Workbench,采用多重参考系法(MRF),流体体积函数(VOF)和标准的湍流模型对螺旋搅拌器进行单向流固耦合数值模拟,得到搅拌器流场分布特点和静力分析情况。分析发现搅拌槽内最大流速位于搅拌头附近区域的流体,而搅拌槽内流场的速度来源于搅拌头的转动,最大速度值约为1.1 m/s;搅拌器最大压力出现在搅拌器底部区域,最大压力约为2270 Pa;搅拌器最大应力出现在搅拌桨叶根部区域,此处为搅拌桨叶与搅拌轴连接处,容易产生应力集中现象,最大应力约为0.241 MPa;最大形变发生在搅拌头底部区域,由于流体压力较大,磨损比较严重,最大变形量约为0.001517 mm。