压缩状态下玉米秸秆粉粒体大变形有限元分析

为玉米秸秆模压托盘成型模具和相关设备的设计和工艺提供基础的力学数据,需要探明玉米秸秆粉粒体模压过程的成型规律,在分析模压成型原理的基础上,对玉米秸秆粉粒体压块进行了单轴压缩试验,探讨了模压过程中玉米秸秆粉粒体的弹塑性特征。采用有限变形理论,研究并推导了欧拉描述的轴对称有限元模型,编制了大变形有限元分析程序,计算得到了玉米秸秆粉粒体圆柱形试件在压缩率30%时的变形图、等效应变图,以及载荷位移曲线,探讨分析了玉米秸秆粉粒体压缩成型过程的成型特征,并与试验值和小变形计算结果进行了配对t检验和回归分析。结果表明:1)有限变形数值解与试验结果最接近。2)采用大变形有限元模型进行计算时,加载步长为0.01,而小变形为0.0001;有限变形解和小变形增量解与试验曲线的决定系数分别为R2=0.9855和R2=0.9398,说明利用大变形进行计算,可以用较大的加载步长,而且得到的结果精度较高。该文研究结果对于深入研究玉米秸秆粉粒体的模压工艺,实现工艺和装备的优化设计提供了技术基础数据。

根土相互作用关系对树干振动特性的影响

为研究树木在外载荷作用下发生振动时土壤与根系间的力学关系,以北京林业大学苗圃内的4棵3年生毛白杨为研究对象,分别在自然状态、根土摩擦以及固定端约束3种根土相互作用关系下,进行了振动试验并测量了自振频率。分别对应上述3种关系建立了根土刚性连接、根土摩擦和固定端约束3种有限元模型,并通过模态分析得到了模型自振频率。对比实验值与模拟值,探讨了根土间相互作用关系对树木振动特性的影响。结果表明:(1)在3种不同的约束下,树干振动试验所得的自振频率大小依次为:固定端>自然状态>根土摩擦,而且三者的数值差异显著;(2)有限元模型结果中自振频率大小依次为:固定端>根土刚性连接>根土摩擦,与实验结果吻合,说明采用根土刚性连接模型模拟自然状态情况较其他两种模型效果更好;(3)随着外载荷的增大,土壤对树木振动特性的影响也显著增大。

树木几何结构快速建模的研究

为更准确地分析风雪灾害作用下树木的力学特性,研究了树干和树枝的结构特点,并利用Pro/E三维软件的族表和UDF库等模块,提出了一种树木几何模型参数化建模方法。在考虑了树木自相似和自仿射分形特点的基础上,建立了树干与树枝结构分层阶梯式模型的设计新思路。通过设置和修改长度、分枝角度等几何参数,实现了树木结构几何模型的快速生成和重建。

人工神经网络在木材损伤识别中的应用

利用人工神经网络(ANN)对含有不同缺陷程度的木材进行了定性和定量解析。通过选择合理的神经网络结构,建立有效的训练样本集,确定合理的参数及训练方法,对3种不同缺陷类型木材进行了解析,考察了网络的泛化能力。结果表明:该网络能够对不同缺陷程度的木材进行准确地识别,而且本研究为人工神经网络在木材缺陷损伤的定性和定量分析方面提供了一种有效的方法。

机床液压设备表面喷涂WC-10Co4Cr涂层与性能研究

采用超音速火焰喷涂法在机床液压设备表面热喷涂了WC-10Co4Cr涂层,并对涂层显微形貌、物相组成、耐磨性能和耐腐蚀性能进行了测试。结果表明,WC-10Co4Cr涂层的物相组成主要为WC、W_2C、Co Cr和Co相;WC-10Co4Cr涂层较为致密、均匀,孔隙率约为0.75%;WC-10Co4Cr涂层的体积损失量约为基体的1/150,表现出优良的抵抗滑动摩擦磨损能力;虽然电镀硬铬可以提升材料的耐腐蚀性能,但WC-10Co4Cr涂层的耐腐蚀性能更加优越,腐蚀速率约为基体材料的2%。

轴向柱塞泵流动特性多尺度自动检测仿真研究

现有的轴向柱塞泵流动特性自动检测方法不能满足用户对流动特性检测准确率、漏检率的要求。为了满足用户的需求提出了一种基于多尺度角点的柱塞泵流动特性自动检测方法,利用求解油液体积弹性的方式获取单柱塞油液特性方程,通过该特性方程完成对单柱塞腔内的流动特性模型的创建,由于实际的柱塞泵有多个柱塞,所以在柱塞泵整体模型中需要利用配流盘过流面积变化引起的节流效果完成配流,控制整个柱塞泵的高低压流量变化。通过创建的柱塞泵整体模型获取轴向柱塞泵角点特性,利用马氏距离获取初始的匹配特性点对集合,根据方差检验找出偏差匹配点对,反复执行这个步骤,直至匹配点对数不再减少,完成对轴向柱塞泵流动特性的多尺度自动检测。实验结果证明,所提方法能够快速、准确的完成对轴向柱塞泵流动特性的检测,并且漏检率要比当前采用的方法相对低一些。

基于静压平衡理论的滑靴摩擦副流固耦合分析

应用流固耦合原理和静压支撑理论,研究滑靴底面油膜的动态变化特性,并利用有限元软件ANSYS实现了滑靴同油膜之间的流固耦合计算.模拟结果表明:(1)柱塞由低压区运动到高压区时与柱塞从高压区运动到低压区时,油膜变化情况有显著差别.(2)滑靴底面在油液压力作用下产生楔形应变,从而生成楔形油膜.(3)流固耦合理论有助于理解滑靴油膜变化过程.

风洞助力下高层建筑内大气污染物运动过程建模

提出风洞助力下高层建筑内大气污染物运动过程建模。对高层建筑大气污染下的污染物运动过程进行分析,有效预测污染源方向和污染面积。通过对高层建筑内大气污染物运动过程进行分析,得到高层建筑污染物运动流向特征。在考虑高层建筑风洞助力的情况下,建立大气污染下高层建筑内污染物运动模型。运用有限差分法对高层建筑火灾下污染物运动方向进行求解。通过模拟实验,实现对高层建筑大气污染下的污染物运动过程与方向的分析,以及分析其不同污染物在高层建筑内随高度的变化结果和随天气变化的结果,由此证明风洞助力下高层建筑内大气污染物运动过程分析将对改善人们的生活环境有着重要意义。

同沙丘堆积形态对近地面起沙量影响的模拟分析

考虑气固两相间动量交换、升力等,利用欧拉双流体模型,建立了一个三维气固两相流动数学模型,以研究不同的近地面形状对起沙量的影响。采用Fluent流体力学软件,进行数值计算。对四种不同近地面沙粒堆集形状进行了模拟计算,验证了本模型和计算方法的正确性。研究区域高20m、长200m、宽20m,近地面风速廓线采用对数式。结果表明,沙粒堆集高度对沙粒质量流量有显著影响;当堆集高度相差不大时,各个近地面几何要素对起沙量有影响。此外,湍流对不同类型近地面形状的起沙量和沙粒相云图影响存在明显不同,需要进一步分析原因。

基于区间层次分析法和隶属度的蓖麻联合收割机性能综合评价

针对蓖麻联合收割机性能评价问题的不确定性,提出一种新的蓖麻联合收割机性能综合评价方法。首先,建立蓖麻联合收割机性能综合评价指标体系,提出蓖麻联合收割机性能评价优劣等级和区间数等级,利用区间层次分析法确定蓖麻联合收割机性能评价指标的区间数权重。然后,构建基于区间层次分析法和隶属度的蓖麻联合收割机性能评价模型。结果表明:该收割机整机属性和工作性能好,人机属性和经济属性性能一般,蓖麻联合收割机的综合性能还有提高的空间,通过优化经济属性可以提高该型号蓖麻联合收割机的综合性能,验证该评价模型的合理性和有效性。

基于虚拟样机的配流盘结构对柱塞泵压力的影响研究

以典型斜盘式轴向柱塞泵为载体,分析了其工作原理,利用AMESim搭建其虚拟样机软件的液压模型,并对其进行参数设置。利用所建模型,分别对泵在配流盘开设三角槽、偏转安装以及三角槽与偏转安装相结合三种情况进行仿真。通过对比柱塞腔油压及输出压力曲线,得出以下结论:在配流盘上开设三角槽和配流盘偏转安装对泵的柱塞腔油压及泵的输出压力冲击均有很好的减弱作用;同时采用开设三角槽与偏转安装这两种方式时,压力冲击减弱更加明显。该仿真结果可为轴向柱塞泵的减振减噪提供有益的参考。