20CrMnTi钢在海洋环境中的腐蚀行为

依据海洋设备的实际服役条件,采用电化学测试、人造海水全浸腐蚀试验、盐雾/干/湿交替循环腐蚀试验、电偶腐蚀试验和实海腐蚀试验等方法,研究了20CrMnTi钢在海洋环境中的腐蚀行为。结果表明:20CrMnTi钢在3.5%NaCl溶液中的自腐蚀电位为-0.516 V(vs.SCE),自腐蚀电流密度为1.563×10^(-6)A/cm^(2),点蚀电位为-0.473 V(vs.SCE),极化曲线无钝化区间;在人造海水全浸腐蚀试验中20CrMnTi钢的腐蚀速率为78.66μm/a,在盐雾/干/湿交替循环腐蚀试验中腐蚀速率为2830.27μm/a,与05Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢偶连时,20CrMnTi钢在人造海水中的腐蚀速率为286.42μm/a,在三亚实海中的腐蚀速率为310.06μm/a,腐蚀形式主要为均匀腐蚀;盐雾/干/湿交替循环腐蚀可对20CrMnTi钢的腐蚀起到明显加速作用;在实验室电偶腐蚀试验中20CrMnTi钢的腐蚀速率与实海腐蚀时相近,因此实验室电偶腐蚀试验可较好模拟设备在实际海洋环境中的腐蚀规律。

高速大流量阀控液压缸缓冲优化设计

针对用于1 100 k V特高压断路器中的高速大流量液压缸分闸缓冲制动效果不良这一问题,提出采用系统综合建模的方法,在建立缓冲流量连续方程和运动微分方程的基础上,综合考虑油液密度、动力黏度和体积弹性模量随系统状态的变化,并提出运用CFD(computational fluid dynamics)流场分析法判断缓冲不同阶段的过渡点,同时结合试验测试数据对活塞运动的位移、速度、缓冲压力等动态特性进行对比分析。发现理论计算结果与试验数据差异较大;经过修正的阀控液压缸模型得到的结果与试验基本一致,缓冲压力变化剧烈,其峰值压力高达107.0 MPa,缓冲末速度高达1.75 m/s,会对缓冲套和缸体造成严重的冲击。为有效提升缓冲效果,推导出理想缓冲过程的压力和速度变化规律,给出4种不同柱塞结构的间隙变化模型,并在考虑油液黏性阻尼和可压缩性的条件下,运用阀控缸系统的综合计算模型对不同结构柱塞在初始间隙取不同值时的缓冲效果进行对比分析。研究结果表明:在相同条件下,初始间隙为1.4 mm的圆锥型柱塞的缓冲效果最好,使缓冲峰值压力和末速度降低幅度均超过40%;考虑实际参数的动态变化特性后,理论上最优的抛物线型柱塞的缓冲效果不佳,活塞的末速度较高。

基于AMESim的特高压断路器管道系统压力波动

针对特高压断路器管道系统中产生的液压冲击波对操动系统运行的影响,以蓄能器及其管道系统作为研究对象,在分析其压力波动产生机理的基础上,确立了管道子模型的选取原则,应用AMESim软件建立了液压系统的综合仿真模型,对模型进行求解后得到了液压管道的压力波动特性,同时分析了管道长度和内径对压力波动幅度的影响。研究结果表明:现有管道系统的压力波动幅度较大,不利于系统的稳定运行;对管道长度和内径组合进行优化设计后,压力波动的降幅在50%以上。所采用的研究方法对特高压断路器管道系统的优化设计具有参考价值。

共轭凸轮打纬机构运动精度分析

为了解决国产织机可靠性、稳定性较差,织机速度、运动精度有待进一步提高等问题,借鉴摆动凸轮机构误差分析方法,将凸轮机构反转原理、有效长度理论、转换机构法等多种误差分析技术应用到织机运动精度分析中。开展了剑杆织机共轭凸轮打纬机构在考虑基本尺寸误差、运动副间隙误差及凸轮副磨损误差3种情况下的打纬摇轴摆角误差计算方法的研究,建立了各摆角误差与凸轮转角之间的关系,运用Maple数值分析计算软件对打纬机构的运动精度进行了数学建模及分析计算。研究结果表明,在所考虑的3种主要误差中,共轭凸轮打纬机构的运动精度受凸轮副磨损误差的影响最大,应采取措施控制凸轮副磨损误差。并且该研究对无梭织机的改造和高速剑杆织机的设计应用具有理论指导作用和实用价值。

高速剑杆织机打纬机构运动精度可靠性分析与计算

针对国产高速剑杆织机可靠性、稳定性、运动精度等急待提高的难题,基于考虑基本尺寸误差、运动副间隙误差及凸轮副表面磨损误差时共轭凸轮打纬机构运动精度的3种计算模型,建立了打纬机构运动精度可靠性求解的精确解析方程式,并运用Maple数值分析软件进行了仿真计算,揭示了各主要误差因素对高速共轭凸轮打纬机构运动精度可靠性的影响规律.结果表明对高速共轭凸轮打纬机构运动精度可靠性影响程度由大到小依次为:凸轮副表面磨损误差、基本尺寸误差、运动副间隙误差,并提出了提高共轭凸轮打纬机构运动精度可靠性的具体措施.

三级阀控液压操动机构建模及冲击特性研究

针对高速大功率三级阀控液压缸操动机构在冲击载荷下压力波动剧烈、制动末速度较大、相应实验成本高、部分实验参数难以获取等问题,结合主阀的实际复杂结构,采用综合建模与实验验证的方法建立三级阀和液压缸非线性动力学模型;分析阀控液压缸系统的位移、速度和冲击压力特性;研究柱塞参数(长度、直径、初始间隙)、柱塞形状与冲击压力峰值、制动末速度之间的关系,并确定合理取值区间与合适的柱塞形状。结果表明:液压缸柱塞结构和设计参数是导致阀控液压缸操动系统冲击压力峰值过高、制动末速度较大的主要原因;圆锥型柱塞对降低液压缸压力波动及制动末速度的效果显著。

船用液压缸缓冲特性研究

为解决船用液压缸在工作过程中产生的液压冲击影响船舶液压元件及液压系统可靠性的问题,本文针对液压缸缓冲特性进行研究分析。通过建立液压缸缓冲过程数学模型,推导理论最优的液压缸结构形式。搭建基于AMESim的阀控液压缸液压系统动力学仿真模型,仿真分析不同液压缸活塞结构与不同初始间隙下的液压缸缓冲特性,并将仿真结果与理论推导结果进行对比,研究结果对理解、使用和设计船用液压缸具有一定的参考价值。

高压断路器高速工作缸缓冲过程研究

针对高压断路器工作缸在高速重载工况下内部会产生剧烈液压冲击现象的问题,以某型号液压操动机构的台阶型活塞工作缸为研究对象,对高压断路器工作缸分段缓冲节流过程进行了集中参数建模,对高压断路器工作缸缓冲过程进行了CFD仿真分析,根据仿真结果提出了两种体现不同的液压油节流渐变过程的优化方案,即通过雷诺数的变化来模拟工作缸缓冲过程和通过工作缸活塞台阶进入距离与紊流层流的变化关系来模拟工作缸缓冲过程。研究结果表明:相较于普通缓冲节流过程模型,优化后的模型能更加准确地针对工作缸的缓冲过程进行模拟仿真,具有更高的计算精度与工程实用价值。