微波等离子体飞行时间质谱仪研制及元素检测应用研究

微波等离子体炬(microwave plasma torch,MPT)具有功耗低、操作方便、结构简单等优点,与质谱仪联用可快速分析元素。本文报道了一套自制的低功耗微波等离子体炬飞行时间质谱仪(MPT-TOF MS)及进样装置,并考察了维持气流速、载气流速、超截取锥电压、MPT炬焰位置及微波功率对元素检测的影响,系统地研究了该仪器的性能。结果表明,MPT-TOF MS具有耗气量少(氩维持气流速800 mL/min、氩载气流速400 mL/min、氮干燥气流速2000 mL/min)、离子源功耗低(100 W)的优势,且线性范围覆盖5个数量级,分辨率高,锂、钠、钾、铷和铯元素的检出限分别为0.49、3.05、1.31、0.74、0.34μg/L。该仪器可用于盐湖中锂、钠、钾、铷及铯碱金属元素的快速检测,是电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)元素检测方法的补充。

基于流热固耦合的航空发动机涡轮叶片仿真分析

为真实模拟某型民用航空发动机涡轮叶片的实际工作状况,需要同时考虑气动力、热应力、离心力三者共同作用,找出该型民用航空发动机涡轮叶片的疲劳危险部位。本文基于某型民用航空发动机实际快速存取记录器(QAR)飞行数据,利用ANSYS Workbench仿真软件对航空发动机涡轮叶片进行流热固耦合有限元仿真分析。结果表明,涡轮叶片等效应力和等效应变云图变化基本一致,最大应力和应变出现在涡轮叶片叶身与缘板交接处的前缘和后缘,最大应力和应变分别为4601.4MPa和0.026,且与其他部位数值相差较大,可将其列为疲劳危险部位,为后续研究涡轮叶片寿命预测分析和结构优化提供技术参考。

冰雪条件下高速铁路道砟飞溅发生机理及影响研究

采用滑移网格技术、RNG k−ε湍流模型,构建基于DEM-MBD-CFD的高速列车−有砟轨道冰雪飞溅精细化仿真模型,开展冰雪高铁线路现场测试,以验证模型的可靠性。模拟高速行车条件下冰块脱落击打道床并引起道砟飞溅击打车厢底板的一系列过程。研究结果表明:在高速行车条件下,转向架位置处负压较大;道砟飞溅数量与列车行车速度呈正相关;列车动力荷载引起道砟振动对飞溅具有促进作用,在风振耦合作用下,击打列车底板的最大冲击力约为仅考虑列车风载时的2.2倍。本研究可为严寒地区冰雪飞溅数值模型建立及防治提供理论参考。

基于物元可拓模型的机场飞行区安全风险评价及影响程度分析

为有效解决机场飞行区安全风险因素多、关系复杂、难量化的问题,运用“人-机-环-管”系统工程理论,将影响机场飞行区安全的因素分为4大类,共24个风险因素,构建机场飞行区安全风险多级评估指标体系。采用决策实验室分析法(Decision-Making Trial and Evaluation Laboratory,DEMATEL)结合解释结构模型(Interpretative Structural Modeling Method,ISM)对风险因素间的相互影响程度进行分析,挖掘出表层因子、中层因子和深层因子,从而构建多级递阶层次结构模型以表示风险因素间的复杂关系。利用DEMATEL和层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)进行博弈组合赋权,建立物元可拓模型以对机场飞行区安全风险进行评估。运用物元可拓模型对某机场进行实例分析,结果显示评价结果与该机场实际风险水平基本一致,表明模型具有可行性。

基于有限元分析的飞机挡水板强度验证飞行试验方法

为防止过量溅水进入发动机进气道,ARJ21-700飞机通过在主起落架机轮间加装挡水板,以有效提升雨雪等复杂天气情况下的运营能力。针对挡水板强度验证飞行试验中存在的难点——如何准确选取应变传感器改装位置和合理设计试验点,首先通过分析机轮溅水机理,建立了溅水载荷模型;其次借助有限元分析手段确定了挡水板的应力分布并完成了强度校核;然后根据有限元分析结果完成了应变传感器改装位置选取和试验点设计;最后通过飞行试验完成强度验证。结果表明:挡水板的加装可有效改变溅水形态;有限元分析与飞行试验结果吻合良好,可为其它类似复杂不规则结构提供有益参考和借鉴;挡水板安全裕度足够,并且有较大的减重空间,须进一步优化设计。

基于协同决策机制的航班延误预警研究

以大型枢纽机场为研究对象,在CDM机制为研究背景下,通过信息的资源共享,利用获取到的有效航班延误信息构建物元模型,将可拓关联函数和物元模型,协同决策机制与航班延误预警结合起来研究,计算航班延误程度与各延误预警等级的关联度,根据关联度的量化值来确定预警级别,再通过CDM机制的信息共享功能,将机场预警级别发布在协同决策平台上,以便空管和航空公司等部门提前做好相应预警管理措施,实现有效预警。

采用花朵授粉算法的等几何边界元形状优化

为了避免离散整个结构,以及减少几何模型与离散模型之间的误差,提出一种改进的花朵授粉算法优化等几何边界元模型的形状优化算法。采用的边界元法仅需离散结构边界,简化了离散过程,且加入的等几何分析可提高计算精度。以最小化位移或应力为目标函数,以结构面积等于指定面积为约束条件,采用增广乘子法将约束优化模型转化为无约束优化模型;通过等几何边界元法对结构的受力情况进行分析;采用精英反向学习策略及大规模分布估计算法(LSEDA)改进花朵授粉算法,通过花朵授粉算法优化控制点的坐标值,并通过非均匀有理B样条(NURBS)基函数构建结构的边界,输出最优结构的形状。Ackley函数的测试结果表明:改进的花朵授粉算法14步收敛,而原始花朵授粉算法136步收敛,且所得最小值为8.8818×10^(-16),小于0.0014,改进的花朵授粉算法寻优能力更强。形状优化的计算结果表明:所提算法可有效求解二维等几何边界元形状优化问题。

啮合同向双螺杆挤出机螺纹元件三维流场分析

利用ANSYS有限元分析软件对啮合同向双螺杆挤出机的螺纹元件流场进行了三维等温非牛顿模拟分析。通过速度场求出了流量及回流量 ,并求出拉伸速率、剪切速率及剪切应力来衡量混合效果。得到了机筒表面和啮合区的压力分布 ,找出了螺纹的导程。

啮合同向双螺杆挤出机不同螺杆流场仿真分析

根据啮合同向双螺杆几何学,运用Solid Works三维建模软件建立螺杆的实体模型。采用190℃聚乳酸熔体作为流体,通过ANSYS软件划分网格得出有限元模型,然后在Polyflow里进行仿真,分别得到了两种不同截面的螺纹元件的流场模拟结果。分析对比了压力场,速度矢量场、剪切速率场和黏度场,得出螺棱厚度对流场的影响。结果表明,I型截面螺杆的建压能力强于II型截面螺杆。II型截面的剪切能力强于I型截面的剪切能力,II型截面增强了螺杆的分散混合能力。

非啮合双螺杆挤出过程常规螺纹元件流道三维流场分析——等温牛顿模型

利用ANSYS有限元分析软件对非啮合双螺杆挤出机螺纹元件中的牛顿流体等温流动进行了三维模拟分析。在得出速度场和压力场的基础上 。

啮合异向双螺杆挤出过程熔体输送段常规螺纹元件3D流场分析

作者对啮合异向双螺杆挤出过程常规螺纹元件在充满熔体情况下的三维、等温、非牛顿流场进行FEM计算模拟的研究结果。所建物理模型包括螺槽区、啮合区和四个间隙 ;边界条件为真实的速度和压力边界条件 ;借助AN SYS有限元求解器进行流场计算 ,得到计算域的速度场、压力场和粘度场 ;利用以上流场计算结果 。

双螺杆反应器同向啮合螺纹元件的三维流场分析

双螺杆反应器是一种新型的高效反应器 ,且对环境几乎无污染 ,但许多理论尚处于不成熟阶段。高粘度物料在双螺杆反应器中的流动情况非常复杂 ,很难用解析法求解 ,利用ANSYS有限元分析软件对双螺杆反应器同向啮合螺纹元件进行了三维等温非牛顿流场分析 ,给出了速度场、压力场、粘度场的基本规律以及螺杆特性曲线的分布。计算结果表明 :在啮合区 ,物料的压力梯度、速度、剪切应力较大 ,粘度值较小 ,物料在啮合区能进行充分的混合、反应 ;螺槽中的物料具有较大的正轴向速度 ,表明大部分物料沿挤出方向流动。流量和螺杆转速成正比 ,流量和流道两端的压差成反比。

新型同向双螺杆元件——S型元件研究(Ⅱ)——实验验证

介绍对S型元件挤出性能所做的大量的实验验证,并与常规螺纹元件作比较分析,以考察所研制的S型元件是否达到预期的目的.

倾转旋翼飞行器飞行力学模型研究

对倾转旋翼飞行器飞行力学模型的建立进行了理论研究。其中旋翼的气动模型,使用了非定常叶素理论,而对于机翼、尾翼和机身的气动力计算则采用了成熟的升力线理论模型。对于气动干扰的问题,则主要是考虑了机翼与旋翼的气动干扰。最后对算例飞行器不同模式下的飞行状态进行了飞行特性计算,验证了所建模型的合理性。

啮合同向双螺杆挤出过程聚合物熔融机理研究——螺纹元件组合中聚合物的熔融

借助于装有玻璃视窗的可视化啮合同向双螺杆挤出机 ,对高密度聚乙烯 (HDPE)颗粒在螺纹元件组合中的熔融过程进行了研究。结果发现 ,聚合物颗粒在螺纹元件中熔融时颗粒的变形小。在减导程螺纹元件组合中 ,聚合物颗粒熔融的主要能量来源是机筒的热传导 ,故熔融效率较低 ;在反向螺纹元件组合中 。

啮合型同向旋转双螺杆挤出机的螺杆特性及其应用

介绍了啮合型同向旋转双螺杆挤出机的起源和发展,着重论述了该型挤出机挤压系统中的螺杆型式、螺纹元件和捏合元件的输送及混炼特性、螺杆组合型式和操作条件以及应用情况。

单杠飞行动作的历史发展及其演进规律

着重从历史角度对竞技体操单杠飞行动作体系的发展与演进规律进行全面的回顾和系统地分析 ,旨在完善竞技体操动作的理论体系 ,提高我国单杠项目的运动技术水平。结果表明 ,单杠上的飞行动作在历史发展中具有 5条基本演进规律 :后摆类飞行动作优先发展、前摆类飞行动作赶超发展、越杠类飞行动作突出发展、空翻在先转体跟进发展、空翻转体越杠组合发展。认识这些规律 ,对在运动实践中进行单杠项目飞行动作的教学、训练以及技术创新都具有重要的参考价值。

激光电离飞行时间质谱用于矿石表面元素成像

高功率密度激光电离飞行时间质谱法（Laser ionization time-of-flight mass spectrometry,LI-TOF-MS）是一种先进的固体元素直接分析法.与传统的固体分析方法相比,其样品前处理简单、分析速度快,而且消耗样品量少、无毒、绝对灵敏度高,已广泛应用于地质、环境等领域[1～3].与同类的固体直接分析法相比,激光电离飞行时间质谱法具有谱图干扰少,

三维编织复合材料圆柱壳的稳定性研究

采用MSC/NASTRAN大型有限元分析软件对含有损伤的三维编织复合材料壳体进行了分析 ,重点对影响三维编织复合材料圆柱壳体结构稳定性的因素如编织角、损伤程度等进行了研究 ,给出了相应的数值计算结果 .结果表明 ,编织角、局部损伤。

南极长城站地区机场气象环境分析

中国南极长城站所在的乔治王岛是进入南极半岛的重要门户,岛上智利马尔什机场全年通航,各类飞行活动频繁。根据中国南极考察航空计划,中国南极飞机不久将飞临此地。文中根据长城站多年气象观测数据(1987—2012)统计分析了该地区与航空飞行相关的气象要素特征和不同季节的天气条件,这些结论可作为制定飞行计划,制作航空气象预报的参考。