面向9%Ni钢大型储罐的旋转电弧窄间隙立焊装备

提出一种面向9%钢大型LNG储罐的旋转电弧窄间隙立焊装备,旨在解决LNG储罐立缝位置的焊接难题。采用窄间隙TIG旋转电弧焊接新工艺,将钨极打磨成非轴对称的尖端,通过电机控制钨极旋转,使电弧周期性加热窄间隙坡口两侧,有效解决了侧壁熔合问题。为配合该工艺,设计了新型窄间隙TIG旋转电弧焊枪,具备无线回转导电、自动送丝和双路气保护功能。同时,提出了一套适用于LNG储罐立缝位置的自动焊接设备,包括真空吸附的挂壁小车和焊接小车。在实验室搭建了全套试验装备,包括焊接小车、全自动送丝机、焊接电源等,控制焊枪立缝位置的焊接行走,防止9%Ni钢磁化,同时保证焊接过程的稳定。对24 mm厚9%Ni钢进行单层单道的焊接试验和窄间隙坡口对接试验,验证了新工艺能够解决厚板窄间隙焊接中侧壁熔合的问题,并且由于电弧循环旋转,对熔池具有搅拌作用,焊缝表面成形平滑美观。该研究为LNG储罐立缝的自动高效焊接提供了技术和装备支持。

深海采矿船旁靠窄缝对双船水动力特性的影响

基于三维势流理论及阻尼盖方法,研究深海采矿船旁靠窄缝流体对于波面升高、波浪力及幅值响应算子的影响。建立深海采矿船旁靠外输水动力模型,在两船之间窄缝设置阻尼盖,针对随浪及选取不同阻尼盖阻尼因子值,计算窄缝内的波面升高,研究窄缝内波面升高特性;针对迎浪和改变阻尼因子取值,计算1阶波浪力和平均波浪漂移力,分析阻尼因子对于1阶波浪力和平均波浪漂移力的影响;考虑不同浪向和有无阻尼盖,计算幅值响应算子,分析窄缝流体振荡对于幅值响应算子的影响。研究表明:纵浪中窄缝流体振荡对于船中部分波面升高影响最大,设置阻尼盖可有效抑制不符合实际的波面升高;纵浪中窄缝水动力对于纵荡、纵摇和垂荡波浪力影响较小,对于横荡、横摇及艏摇波浪力影响较大;纵浪中设置阻尼盖对于横荡和横摇影响较大,而对于对称运动影响较小。

高压法兰内开孔金属O形环密封性能及变形失效分析

针对某压力容器法兰内开孔金属O形环在高压工况下,因法兰结构设计不合理导致O形环过度变形而引起的密封失效问题,建立了三维周期非线性弹塑性模型,分析了法兰侧壁间隙和压缩率对O形环接触应力周向分布和环体变形的影响。试验测试了工作压力下的O形环在不同法兰侧壁间隙和压缩率时的泄漏率,分析了O形环的变形特征,探讨了O形环在高压大侧壁间隙下的变形失效原因。结果表明:建立的有限元模型能准确地模拟O形环的力学行为和变形,计算曲线与试验曲线吻合程度良好;O形环的接触应力对法兰侧壁间隙更敏感,减小法兰侧壁间隙和增加压缩率都能提高O形环密封的可靠性;O形环在高压工况下容易产生颈缩变形,造成接触应力在周向不连续导致泄漏,控制O形环的预紧间隙并发挥法兰侧壁的约束作用能够改善此类变形。研究结果可为高压内开孔金属O形环密封的法兰结构设计提供参考。

基于Info-gap理论的巷(隧)道围岩岩爆稳健可靠性预测

鉴于岩爆倾向性围岩对其参数变化的强敏感性,考虑巷(隧)道围岩物理、力学、环境等参数的变化幅度,建立了基于Info-gap理论的Info-gap模型、稳健函数及评价模型,定义了具有明确含义的安全系数。采用抗力—荷载模型,基于岩爆烈度分级标准,建立了岩爆预测的功能函数。通过工程实例验证了基于Info-gap理论的岩爆预测模型的可靠性,并探讨了各参数对岩爆预测结果的影响。结果表明:基于Info-gap理论的岩爆预测模型是合理和适用的;通过岩爆预测评价模型,可实现对强烈岩爆、中等岩爆、弱岩爆和无岩爆的连续评价预测;若评价结果为强烈岩爆,则中等岩爆和弱岩爆必发生,若评价结果为中等岩爆,则弱岩爆必发生;随支护力的增加,稳健可靠度指标增加,支护对岩爆烈度降低及岩爆发生与否有重要控制性作用;对于巷(隧)道围岩内部而言,所处位置不同,稳健可靠度指标不同,代表其岩爆烈度不同,通过稳健可靠性分析可得出不同岩爆烈度的岩爆深度;地应力值的变化对岩爆烈度及岩爆发生与否有重要影响。研究结果可为岩爆预测及控制提供依据。

大尺寸非规则碲锌镉晶片双面抛光技术

碲锌镉(CdZnTe)晶体性能优越,是高性能碲镉汞(HgCdTe)外延薄膜的首选衬底材料。双面抛光是一种加工质量较高的碲锌镉晶片表面抛光方式,其具有效率高、平整度好、晶片应力堆积少的优点。但当碲锌镉晶片尺寸增大后,其加工难度也随之上升,易出现碎片多、加工速率慢、表面平整度差等问题。本文开展了大尺寸非规则碲锌镉晶片双面抛光技术研究,深入分析了面积大于50 cm^(2)的非规则碲锌镉晶片双面抛光工艺中,不同参数对抛光质量的影响,通过模拟并优化晶片运动轨迹,优化抛光液磨粒粒型、抛光压力、抛光液流量等抛光工艺参数,实现了具有较高抛光速率和较好表面质量的大尺寸非规则碲锌镉晶片双面抛光加工,对进一步深入研究双面抛光技术有着重要意义。

电力机车司机室活动侧窗上下运动间隙改善应用研究

目前机车司机室活动侧窗大部分是机械上下升降式。为方便司机操作,一般会在活动窗框组成顶部设置一把锁锁紧活动窗,在活动窗框组成底部两边设置偏心滑块,让活动窗框组成与固定框密封面成0.3°~0.5°夹角上下运动,当活动窗框组成运动到关闭区域时,底部能够压缩密封条达到密封效果。前期设计时保证活动窗框组成与固定框区域不干涉,会将活动窗框组成与固定框最大间隙设计在10 mm以上,但在使用过程中会出现异物塞入的情况,致使活动侧窗排水堵塞及卡滞,影响行车安全。为解决此风险,对活动窗框组成与固定框间隙进行优化,在满足启闭力的要求下,最大程度减少间隙距离。

C_(70E)型敞车下侧门安研门缝间隙消除工艺优化

C_(70E)型敞车下侧门安研门缝间隙一直是生产环节面临的主要困扰。同时,在敞车运用过程中门缝间隙对下侧门的刚度以及运输货物时的密封性都有很大影响,尤其是在运输散粒货物时会出现漏泄现象,因此门缝间隙超差问题是目前敞车生产厂家亟需解决的问题。为解决上述问题,文章主要针对下侧门板下料工艺、侧墙角柱加强板焊接顺序及锁闭机构的精度等进行了优化调整,最终解决了门缝间隙超差的问题。

极脉冲电解加工变截面孔研究

为了解决变截面孔电解加工工序繁琐,形状精度差,工具电极难加工等问题。在理论分析的基础上,进行了管状电极脉冲电解加工变截面孔研究。通过理论推导出管状电极脉冲电解加工的主要控制因素:间隙侧面电流Is,结合工艺试验,实现管状电极脉冲电解加工变截面孔,分析影响Is的工艺因素。该方法简化了变截面孔加工工序,提高加工效率,实现尺寸精度的可控性。

新型摇摆活塞式无油润滑空气压缩机的研究

提出一种新型摇摆活塞式无油润滑空气压缩机,利用活塞摇摆运动时与气缸形成的侧隙构成进气通道,并利用曲轴箱作为压缩机的进气消声室。新机型摒弃了易损件进气簧片阀,拓展了进气消声器容积,与传统摇摆活塞机型相比无故障工作时数提高约11%、噪声降低约5～6dB(A)。研究表明,气缸向压缩行程一侧适当偏置,同时辅以较大数值的曲柄连杆比λ,可以实现活塞侧隙进气,并能确保压缩行程时密封环对气缸的密封性,另外还可减小压缩机的体积;但是,为了缓解活塞对气缸的敲击,必须设置缓冲装置,而且需要强化连杆的散热和隔热,以减小连杆轴承的温升。

货车旁承间隙对车辆动力学性能的影响

对货车车体相对于摇枕的侧滚运动进行几何简化,导出上旁承下端面位于心盘旋转点之上、之下和上旁承下端面与心盘旋转点位于相同垂向位置时,旁承的垂向位移与车体重心相对于摇枕横向位移的几何关系。在车辆动力学模型中引入侧滚回复力矩和等效摩擦半径,并对心盘进行力学简化。运用多体系统分析方法对货车动力学性能进行仿真。结果表明:侧滚回复力矩可以有效抑制车体由于轨道激励而产生的相对摇枕的侧滚运动;过小或过大的旁承间隙会使车辆的动力学性能恶化。当车体重心横向偏移量小于心盘半径时,车体重力将产生阻止车体侧滚的回复力矩;反之,车体重力产生的力矩将加速车体的侧滚。过小的旁承间隙会使车体上旁承和摇枕下旁承频繁接触,对车体产生较大的冲击;而过大的旁承间隙又使旁承在侧滚回复力矩不足时不能有效抑制车体的侧滚。

冲击波在有机玻璃中衰减特性的数值模拟与实验研究

为了研究《国家军用标准—炸药试验方法—卡片式隔板法》(国军标)条件下冲击波在有机玻璃中的衰减特性,对其传播规律和衰减特性进行了数值模拟研究。采用显示有限元程序AUTODYN,并利用理论计算及锰铜压力计测试方法验证了数值模拟的可靠性。结果表明:通过实验测得的国军标条件下冲击波在有机玻璃中的衰减规律为p=17.0e-0.0537x,数值模拟结果与实验结果基本吻合,能够准确预测冲击波在有机玻璃中的衰减规律。利用数值模拟方法分析讨论了冲击波压力在隔板中的衰减特性。研究发现:随着隔板长度的增加侧向稀疏波的影响将会越来越显著。

渐开线齿轮传动的噪声产生与防治

论述了渐开线齿轮在设计制造安装中所产生的基节误差、重合度系数、接触误差、侧隙是噪声产生的主要因素,并提出了防治措施。

特厚板坯窄边鼓肚原因分析与控制

特厚板坯在浇铸过程中由于窄边鼓肚变形引起液相穴富集溶质钢水流动,传热不均导致严重的中心偏析和中心线状裂纹,同时增加边角部裂纹发生率。因此特厚板坯窄边鼓肚已成为了限制其质量发展的重要因素。本文结合南钢特厚板坯连铸机实际生产工艺,在生产前通过进行扇形段辊缝调整、增强了结晶器与窄边足辊的冷却强度,增加了铸坯坯壳厚度;并通过增加结晶器窄边足辊对数,进行铸坯出结晶器后窄边锥度补偿,延长对铸坯窄边的支撑,减小了钢水静压力对窄边的作用力。通过加强对生产过程中间包钢水过热度与拉速的控制,在结晶器中形成较厚坯壳,有效解决了特厚板坯460/370 mm×(1800~2600)mm断面窄边鼓肚现象,窄边鼓肚单侧鼓肚量控制在5 mm以内,改善了特厚板坯的表面及内部质量。相关研究结果将为未来特厚板的品种研发提供理论基础。

双螺杆螺棱侧间隙纯拉伸力场效应研究

采用广义牛顿粘度公式,得到了振动力场作用下的异向双螺杆挤出机螺棱侧间隙内的速度分布近似解析解。引入右Cauchy-Green张量分析了间隙内的界面拉伸量,发现当两根螺杆反相位振动时,螺棱侧间隙内存在纯拉伸力场,而且界面在拉伸过程中存在着振荡效应。扫描电镜(SEM)试验结果证明了振动力场的引入将提高挤出样品低密度聚乙烯(LDPE)/CaCO3的分布与分散混合效果。

基于MINITAB的旋转超声电解复合加工微小深孔试验研究

为解决电解加工微小深孔中电解液难以进入加工区及电解产物难以排除的问题,搭建了内喷式旋转超声电解复合加工试验装置,并基于MINITAB开展了微小深孔侧面间隙的试验研究。试验结果表明,加工电压、阴极裸露长度、进给速度和阴极转速对侧面间隙影响显著,且前两者对侧面间隙产生负效应,后两者对侧面间隙产生正效应,加工电压*进给速度、加工电压*阴极转速、加工电压*阴极裸露长度、进给速度*阴极转速对侧面间隙的交互作用显著,并得到了侧面间隙的数学回归模型,试验值与回归模型的相对误差为8.18%。在此基础上对模型进行优化,进行了响应曲面试验,并通过试验进行验证。优化结果表明,试验值与优化模型值相对误差为4.96%。通过控制阴极伸出长度能有效地减小加工孔的锥度,理论上可以将孔的锥度减小至零。所加工的微小深孔直径为4.007mm,深为67.5mm,加工电流稳定。

冷锯机侧隙圆锯片的横向振动研究

侧隙锯片是一种具有良好应用前景的新型冷锯机圆锯片,具有节能并延长锯片使用寿命两大优点。现针对准1800mm冷锯机在锯切H型钢过程中,因锯片横向振动导致锯缝过宽、锯斜并产生过多锯切损耗等问题,利用ANSYS和MATLAB软件对空载条件下侧隙锯片和普通锯片不同位置节点的横向振动进行分析,并研究锯片转速、锯片厚度等参数对两种锯片横向振动的影响。结果表明:圆锯片两侧加工侧隙,在一定程度上能改善锯片的横向振动,为进一步优化锯片结构参数和锯切工艺参数提供理论基础。

强流微束斑电子束系统的研究和设计计算

本文研究了强流微束斑电子束的形成问题。提出了一种采用新型磁透镜的电磁复合聚焦系统,这种新型电子束系统的轴上磁场在电子束束腰附近达到极大值,并且轴上磁场分布关于其极大值不对称。利用附加电极在磁场较强的区域构成具有拒斥电场的电透镜,以充分抑制空间电荷推斥力的散焦作用。利用描述电流密度分布演化的变态伏拉索夫方程,研究了强流微束斑电子束系统,数值分析研究了透镜激励和电子束初始条件对于电流密度分布演化的影响。发现侧极靴透镜和相应电极形成的电磁复合聚焦场对于强电流电子束具有优秀的聚焦效果,设计出了利用侧极靴磁透镜的新型电子光学系统,这种系统可以形成电流达到1.96mA、束斑半径仅为4.2μm的强电流微束斑电子束。

浅谈烧结环冷机的跑偏与调整

烧结环冷机采用的是摩擦传动和正多边形的回转框架牵引台车运行,出现跑偏是一种普遍现象,尤其随着环冷机大型化后跑偏现象更为显著。本文通过对各种可能导致环冷机跑偏的原因进行逐一分析,指出回转框架无规则变形是环冷机跑偏最根本的原因,并通过包钢580 m^2液密封环冷机的应用实例提出了行之有效的调偏方法。

啮合同向双螺杆侧间隙的研究

通过对啮合同向双螺杆的侧间隙的分析,进一步简化了侧间隙面积的数学模型,计算了侧间隙面积,绘制了侧间隙面积与螺杆外径的拟合曲线,为双螺杆挤出机的设计制造提供了依据。

冷锯机锯片的瞬态动力学分析

针对φ1800mm冷锯机锯片在锯切H型钢过程中出现剧烈横向振动、锯缝变宽、产生过多材料损耗等问题,利用ANSYS软件对普通锯片和侧隙锯片进行瞬态动力学分析,研究锯片在受到轴向冲击时,锯片不同位置的振动衰减情况和锯片厚度、夹径比、侧隙对锯片横向振动的影响。对锯片进行锤击试验,研究锯片在锤击后的振动衰减情况。仿真与试验研究表明,增加锯片厚度和夹径比能有效减小锯片在受冲击后的最大振幅并缩减振动的衰减时间,侧隙锯片较普通锯片能减小片体的整体刚度,但影响较小。