SURFACE INTEGRAL OF THREE－DIMENSIONAL VELOCITY FIELD FOR SQUARE BAR DRAWING THROUGH CONICAL DIE

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Integral as a Function of the Upper Limit to Solve Axial Symmetrical Rod Drawing and Extrusion

A kinematically admissible velocity field which is different from Avitzur's has been proposed for axial symmetrical rod drawing and extrusion.An upper-bound analytical solution in cylindrical coordinates has been obtained without any mathematical simplification in this paper.

玻璃管水平拉制成型过程的数值模拟

为了改变玻璃管水平拉制成型以直觉知识为理论基础和经验设计为技术手段的现状,本文采用ANSYS Polyflow软件建立了玻璃管水平拉制成型过程中的传热和传质数值仿真模型,得到了温度场、速度场、压强场、黏度场等的变化情况。通过数值仿真分析,得出玻璃液流入温度、牵引速度、鼓入空气流入压强和旋转筒转速都是影响玻璃管成型的敏感工艺参数。玻璃液流入温度和鼓入空气流入压强与玻璃管外径成正比,与玻璃管壁厚成反比;牵引速度与玻璃管外径和壁厚都成反比;旋转筒转速与成型位置的偏心量成正比。本文提出的数值仿真模型将为提高玻璃管品质,缩短换品调整时间,提高生产效率,节约材料和能源消耗提供理论支撑。

聚丙烯腈纤维在水浴牵伸过程中应力-应变曲线的研究

主要考察了聚丙烯腈纤维在水浴牵伸过程中的应力-应变曲线,以及温度、牵伸速率、水分对应力-应变曲线的影响。结果表明:聚丙烯腈纤维在水温为室温(26℃)、30℃～70℃时属于细颈牵伸,在80℃、90℃时是类橡胶牵伸,当水温低于60℃和牵伸速率太快时纤维易产生毛丝。所以在牵伸过程中,水温不能低于60℃,牵伸速率要适中,在本实验条件下,200mm/min、500mm/min比较合适,而且在水中牵伸比在空气中牵伸效果好,可获得较大的牵伸率。

流率和牵引速度对两种聚合物熔体共挤出影响的数值研究

利用流体计算软件包POLYFLOW对两种熔体的二维等温共挤出进行了数值模拟,重点讨论了两种熔体的流率比和牵引速度对共挤出流动情况、界面形状和挤出胀大的影响.模拟结果表明:流率比增大,两种熔体的壁面平均剪切粘度比增加,流动性差异增加,挤出物层比增加;牵引速度增加,界面平直段增加,挤出物截面减小.

正向渗透膜生物反应器运行参数优化研究

采用正向渗透膜生物反应器处理模拟生活污水,考察汲取液种类和浓度、原液和汲取液膜面流速、活性污泥质量浓度对正向渗透膜通量的影响,并对工艺运行稳定性进行了研究。结果表明,离子数较多的硫酸钠溶液更适合作为汲取液,且膜通量随着汲取液浓度增加而增加。原液膜面流速对膜通量影响较小,汲取液膜面流速增大明显促进膜通量增加。在试验优化的工艺条件下,反应器能够长时间稳定运行,且能保持较高的膜通量和污染物去除效率。

矩形盒拉深成形的数值模拟与实验

建立了矩形盒拉深成形的有限元三维模型,对其进行了数值模拟分析,并把数值模拟结果和实验结果进行了对比分析,讨论了在有限元数值模拟过程中虚拟冲压速度对模拟结果的影响,发现增加虚拟冲压速度会带来系统的惯性效应,当虚拟冲压速度大于一定值时,会使模拟结果严重失真.板材拉深数值模拟时最大虚拟冲压速度建议设定在2 000 mm/s范围内.

牵引拉伸对微挤出成型影响分析

研究了聚合物挤出过程拉伸作用对口模出口处流体体系的形态、流变性能的影响。利用Polyfow软件对微管挤出成型过程进行数值模拟,分析了牵引拉伸作用对压力场、速度场及挤出胀大、边界位置变化的影响。结果表明,随着牵引速度的增大,入口压力降低;牵引速度对口模内速度场及挤出胀大影响较小,而对制品在挤出过程中截面尺寸的变化有明显影响。

基于正渗透技术的沼液浓缩工艺优化

为解决沼液体积过大,难以实际应用的问题,采用正渗透技术对沼液进行浓缩。通过对不同条件下沼液正渗透浓缩工艺运行性能的研究,发现较优的膜朝向为活性层朝向沼液;错流速度宜采用20.5 cm/s;汲取液宜选择浓度为2 mol/L的MgCl_2溶液。在上述优化条件下将沼液浓缩至5倍。浓缩后的沼液中溶解性有机物、总磷、总氮、氨氮和总钾浓度均显著提高。正渗透膜对上述物质的截留率均达到80%以上。该研究为沼液正渗透浓缩技术的广泛应用提供了一定的技术基础。

类椭球体放矿理论速度和加速度场的评价

对类椭球体放矿理论速度场进行了评价 ,并首次给出了加速度方程 ;根据试验研究提出了放出体表面方程、移动迹线方程、移动过渡方程 ,建立了类椭球体放矿理论的理想方程 ,在此基础上根据实际观察和理论提出了实际散体的速度方程和密度方程 ,建立了类椭球体放矿理论的实际方程。类椭球体放矿理论其速度和加速度场必须满足连续介质放矿理论速度和加速场的评价内容 ,研究结果表明类椭球体放矿理论的速度和加速度场能够满足内容要求 。

基于遗传算法和神经网络技术的板料拉深成形参数优化

结合数值模拟和人工神经网络技术,建立了板料拉深成形的加工参数(压边力和冲压速度)与其成形质量之间的映射关系,既保证了精度,又减少了数值模拟次数。在神经网络建模的基础上,利用遗传算法对板料拉深成形的加工参数进行了优化,通过实例可以看出,该方法具有较好的优化结果。

纺丝速度对聚乙交酯纤维结构的影响

采用差示扫描量热法(DSC)、广角X射线衍射(WAXD)、热失重(TGA)和偏光显微镜(PLM)等方法对聚乙交酯(PGA)纤维的结构进行了分析。DSC和WAXD分析表明,低速纺丝高倍后拉伸的纤维结晶结构较为完善,而高速纺丝低倍后拉伸的纤维结晶状态较差。TGA和PLM分析表明,低速纺丝高倍后拉伸纤维的热稳定性能优于高速纺丝低倍后拉伸的纤维。采用低速纺丝高倍后拉伸的工艺路线可以得到具有较好结构的PGA纤维。

放矿口散体流动速度分布及显著影响高度研究

现代地下矿山的发展促使大型凿岩设备和出矿设备不断投入使用,同时造成采场出矿巷道及放矿口断面不断增大。实践证明,采场放出口矿岩散体速度分布和放出口尺寸对放矿结果有显著影响。根据放出口矿岩散体流动状态,分析了采场底部漏斗短溜井放矿及电耙出矿条件下的放出口矿岩散体流动速度分布,给出了放出口影响范围的估算式,揭示了放矿口对采场放矿的影响机理,对采场合理结构参数的确定具有指导意义。

类椭球体放矿理论实际散体速度方程和密度方程的构建

依据放矿实验结果得到的密度经验公式和松动体质量平衡方程的理论要求,论证了类椭球体放矿理论创立时提出的密度方程符合实际并满足理论要求,建立了垂直下移实际速度和速度阻滞系数的理论表达式,并根据密度方程和移动体质量平衡方程得出了与类椭球体放矿理论创立时完全相同的速度阻滞系数和实际散体速度方程,实际散体速度是理想散体速度与速度阻滞系数之积。研究结果表明:类椭球体放矿理论创立时提出的密度方程、实际散体速度方程及速度阻滞系数公式具有充分的理论基础。

管材无模拉伸速度场及壁厚变化研究

本文分析了管材无模拉伸时速度场，并对管材无模拉伸时壁厚变化规律进行了理论研究，提出了管材无模拉伸时壁厚变化与拉伸后管材内径、外径以及断面减缩率之间的关系。通过实验研究证明，管材拉伸后壁厚理论计算值与实际值非常接近，误差小于６％。

连铸铜包铝复合棒坯过渡层的研究

在双金属连铸铜包铝复合棒坯试验中,出现不同过渡层的制品。对试验中出现的不同制品进行分析研究,结合试验条件分析其中的极端现象———芯部全为化合物的试样的成分及其产生的原因,在此基础上进一步探讨如何控制过渡层的厚度,改进产品质量。

Cu-12%Al线材连续定向凝固最大稳态拉坯速度

将结晶器移出感应加热器,使连续定向凝固时固液界面控制在结晶器出口;结合传热边界条件,求解连续定向凝固熔体区、液/固界面、空冷区和水冷区的一维稳态温度场方程,得出线坯最大稳态拉坯速度随熔体温度、结晶器长度、冷却距离和冷却水流量的变化规律;并基于直径为6 mm的Cu-12%Al(质量分数)线材制备的工艺条件,对理论解进行实验验证和讨论。结果表明:Cu-12%Al线材的最大稳态拉坯速度随熔体温度升高而降低,且降低速率逐渐减小,其中在1 150～1 300℃范围内降低37.3%;最大稳态拉坯速度随结晶器长度增加而增加,且增加速率逐渐减小,其中在20～40 mm范围内增加28.5%;最大稳态拉坯速度随冷却距离增加而降低,且降低速率逐渐减小,其中在4～12 mm范围内降低68.8%;冷却水流量在100～400 L/h范围内最大稳态拉坯速度变化不明显。当固液界面前沿温度梯度小于2.02℃/mm时,实际拉坯速度无法达到理论最大稳态拉坯速度;当固液界面前沿温度梯度大于4.17℃/mm时,最大稳态拉坯速度实验值和理论值吻合较好。

轮胎胶料共挤出成型过程的数值分析

利用有限元方法对轮胎胶料(TWD40/FS10)共挤出成型过程进行三维数值模拟,分析入口体积流量比和牵引速度对口型出口处速度分布、界面偏移以及挤出胀大比的影响。结果表明:两熔体共挤出时,入口流量比对口型出口处速度分布、界面偏移影响较大,对挤出总胀大比影响较小;入口流量比接近于口型入口面积之比时,口型出口处速度分布较均匀,界面偏移量较小,且宽度方向界面总体偏向粘度较小的一侧;口型出口处垂直于挤出方向速度较大值出现在界面较小区域会引起界面局部尖角;牵引速度提高,沿挤出方向界面末端平直段逐渐增加,同时两熔体挤出胀大比迅速变小,口型出口处速度分布和沿宽度方向界面偏移量变化很小。

梳棉机检测罗拉动态特性的探讨

研究梳棉机检测罗拉的动态特性。通过分析检测罗拉的机械结构、工作原理,计算凹凸检测罗拉传感器的固有频率,得知:凹凸检测罗拉虽然由于结构简单、维护方便、受温湿度及纤维细度变化影响小,得到广泛应用,但其固有频率较低,在出条速度超过330 m/min时,其动态特性变差,不适合作为高速并条机自调匀整装置的检测原件。

拉速对薄板坯连铸过程中流场、温度场及溶质偏析的影响

针对薄板坯连铸过程中的动量传输、热量传输及溶质传输过程,建立了一个三维三场耦合数学模型。模拟计算了薄板坯连铸过程中的紊流速度场、温度场及溶质场分布,计算分析了拉速变化对三场及凝固过程的影响。结果表明,提高拉速显著增强了铸坯内钢液的紊流流动,改变了温度场形状及溶质浓度的分布。提高拉速导致铸坯上表面钢液流速加快,增加了弯月面的波动,使得射流对窄壁的冲击力变大、凝固坯壳变薄,并有减小溶质偏析的趋势。