反应釜内搅拌混合特性研究

针对新型搅拌器(三层旋桨式搅拌器)在反应釜中搅拌效果的问题,运用了计算流体力学(CFD)的方法,以工业上常用的框式搅拌器作为对比试验对象,对这两种搅拌器在Solid Works软件中进行了三维建模,然后将建好的模型导入Fluent软件中进行了流场仿真分析。数据后处理应用Tecplot和Excel软件,从Fluent数据中提取出了两种搅拌器所形成的流场、有机溶液分布云图和选定横截面的有机溶液的体积分数,从这些数据中分析研究了新型搅拌器在反应釜中的搅拌混合效果。研究结果表明:新型搅拌器所形成的轴向混合流场比框式搅拌器形成的轴向循环流场更为科学,搅拌效果更好,而且新型搅拌器搅拌后的有机溶液分布更为均匀。

宽刃超声波切割刀的研究与设计

针对传统切割方法对大尺寸脆性、粘性食品切割时,会产生碎屑、挤压变形等问题,对用于食品的20 kHz宽刃超声波切割刀的模型设计、刀具横向振动等方面进行了研究。根据复合变幅杆设计理论,确定了切割刀基本尺寸,通过在刀具特定位置上开槽的方法抑制了刀具横向振动。依照优化流程图,在ANSYS环境下对刀具进行了模态分析,得出了刀具模型最优解,使刀具在20 kHz频率左右刃口振动主要以纵向振动为主,刀具整体振型均匀;利用激光位移传感器对刀尖进行了振幅测量,发现刀具振型稳定;对上述宽刃超声波切割刀进行了面包切割实验。实验结果表明:该宽刃超声波切割刀进行食品切割时整体振型均匀,不会产生碎屑、挤压变形等问题。

气凝胶超声铣削圆形刀设计

针对传统机械加工气凝胶出现的粉尘、材料凹陷、破损等问题,对气凝胶材料加工方式、加工刀具等方面进行了研究,提出了以超声铣削方式加工气凝胶材料。对圆形刀进行了结构设计,分析了圆形刀在强迫外力、自身阻尼力、声波作用力下的振动特性以及自由振动时自身的固有频率f,建立铣削力方程,从理论角度证明了超声铣削力要小于普通铣削力,利用ANSYS Workbench软件对刀具进行了各阶模态分析,并对比了各阶模态振型图和振型位移矢量图。研究结果表明:当f=19 407 Hz时,振型沿圆形刀径向传递,在刀具边缘时振幅达到最大,是超声铣削加工的理想振型;通过超声铣削方式加工气凝胶材料,能够实现减小铣削力、提高加工质量等功能,加工效率高。

地质雷达在平顶山隧道超前地质预报中的应用

通过平顶山隧道超前地质预报,介绍了地质雷达的参数设置、测线布置及数据采集,并通过对数据的分析和解释预测了未开挖掌子面的地质情况。与此同时,还总结了影响地质雷达预报效果的因素,可为其他类似工程提供借鉴。

基于有限元软件的浅埋大断面隧道工法比选优化

依托xx隧道工程,采用数值分析的方法,对浅埋段大断面隧道的不同开挖形式进行模拟。通过对CD法、环形开挖预留核心土法、三台阶法三种工况下隧道开挖引起的围岩变形规律、塑性区分布特征等的横向对比,选择最优开挖方法,并时时追踪施工过程中的动态位移监测,最后采用监控量测数据进一步验证该方法的可行性。