半轴齿轮的热—冷复合锻造中冷锻充不满缺陷的成形数字仿真及工艺研究

针对半轴齿轮热—冷复合锻造中冷锻整形时出现的充不满缺陷,利用UG、Geomagic-Design和Deform-3D等软件,对冷锻毛坯(热锻成形的工件)进行了重新设计和冷锻整形工序仿真模拟,全面考查齿厚、齿高参数变化对产品质量的影响。从模拟结果来看,当冷锻整形开始合模时,毛坯初始位置齿顶和冷锻模具型腔之间的间隙越大(齿厚增加越大/齿高减小越大)时,终锻时所需的锻压力越大,在产品小端齿顶处越易形成折叠缺陷。毛坯初始位置齿顶与型腔贴合(齿厚增加量为零或为负),则不易产生折叠缺陷,齿侧和冷锻模具型腔之间的间隙越大(实际齿厚越小),所需锻压力越大。经过实际生产验证,在相应的齿轮参数条件下,冷锻毛坯比冷锻模具型腔轮廓的齿高增加0.1 mm、齿厚不变时,冷锻整形后齿槽和齿高全部压满,成型质量好,产品废品率达到预期要求。

薄煤层采煤机调高滑靴组件的设计及分析

运用偏心销轴的原理为薄煤层采煤机尤其是等高式薄煤层采煤机设计了一种调高滑靴组件,该设计扩大了薄煤层采煤机的采高及卧底范围,具有现实的意义。为验证设计的合理性,运用有限元分析软件对滑靴组件2种工作状态及偏心销轴进行了静力学分析,结果显示,滑靴组件最大应力101 MPa、最大变形0.173 mm,偏心销轴最大应力121 MPa、最大变形0.01 mm,均在材料允许范围之内,满足设计要求。

调相机顶轴油系统典型异常分析及优化处理措施

针对大型调相机顶轴油系统的结构特点,结合某换流站1号调相机顶轴油系统调试过程中出现的异常问题,对调相机大轴顶起高度异常变化进行深入分析,通过分析润滑油温度和流量对大轴顶起高度的影响,从现场实际出发,提出相应的解决方法和预控措施,并提出顶轴油系统异常事件预控措施,为调相机顶轴油系统可靠运行提供参考。

行车工况下竖井型城市公路隧道交通风动态演化规律

本文针对竖井型城市公路隧道,对隧道内外环境风速进行实测,考虑不同环境风速、竖井高度与数量,设计24个工况,采用动网格技术与动量源项法,开展行车工况下隧道通风流场数值模拟,模拟获得车辆逼近到达远离竖井时隧道流场分布。结果表明:此类隧道内外均存在较为稳定的1 m/s左右纵向环境风;车辆顶部及后方出现明显回流现象,最大回流风速约2 m/s,出现在5~5.5 m高度;竖井截面风速不均匀系数以及转换系数随车辆运动先增大后减小;竖井通风效率与竖井数量、反向风速呈正相关,最大值达到100%,但随竖井高度、正向风速的增大而降低,街谷风影响较小。

大高差方形竖井施工测量控制

TB水电站引水发电系统土建及金属结构安装工程电缆电梯竖井开挖断面类型为矩形,断面尺寸较小且开挖深度较大的特点。其准确性和可靠性直接关系到竖井的施工质量,为保证开挖、衬砌体型和预埋件埋设精度满足设计要求,总结了小尺寸大高差矩形竖井施工测量技术和方法的应用。因此,对水电站电缆电梯竖井测量控制技术进行研究。

MG300/700-WD2型窄机身大功率电牵引采煤机设计

主要针对目前可配套SGZ630刮板输送机的中厚煤层电牵引采煤机截割功率偏低、牵引力偏小及智能化功能欠缺等不足,通过整机扩容和优化、配套性能、可变机面高度、智能化系统、带负载敏感比例阀液压系统和防转防松型铰接销轴等方面的研究,设计了最小可配套SGZ630刮板输送机的MG300/700-WD2型窄机身大功率智能化电牵引采煤机,为经济性开采的中小矿井提供了一款新的设备。

气爆过程中折板型竖井水力特性试验研究

为研究水深、进气压、进气量和干/湿区连通面积等参数与气爆产生机制之间的响应关系,首先,构建了1∶50水力模型试验系统,观测气爆喷射过程并分析竖井内压强变化规律;其次,通过气爆定义建立了竖井最大喷射高度预测模型及产生气爆临界条件;最后,对比分析了多种变量对竖井底部不同折板冲击荷载的影响.结果表明:气爆过程中折板型竖井内压强剧烈波动,一方面是由于高压气团的释放所导致,另一方面是因高速运动的水气混合物使得竖井内局部气压不平衡所形成;采用多元线性回归模型建立的经验公式可有效预测折板型竖井气爆最大喷射高度;结合不同变量与气爆强度之间响应关系提出的临界条件能够准确判断气爆是否发生;产生气爆时竖井底部折板的水冲击荷载除了与进气压、折板淹没状态、测点位置等因素有关以外,还与水气混合物喷射在折板底部时的随机性有关,气爆过程中折板下方最大水冲击荷载大于10倍正常泄流状态下折板表面的水动力荷载.

环境压力对竖井型隧道火灾自然通风烟气特性的影响研究

采用三维数值计算方法,建立竖井型隧道火灾自然通风排烟的数值计算模型,研究了不同环境压力下隧道火灾自然通风的烟气特性,讨论了隧道顶壁烟气温度的分布,以及完全排烟时的竖井临界高度。结果表明:在相同的火源热释放率下,隧道顶壁烟气温度和浓度随环境压力的降低而升高;环境压力对竖井的烟囱效应有双重作用,但总体而言,当环境压力升高时,其对竖井烟囱效应的加强作用大于减弱作用,导致完全排烟的临界竖井高度随环境压力的升高而降低。

喷水推进装置在船上的配置数与布置研究

针对船舶设计师关心的喷水推进装置装船应用的常见问题开展研究。首先从理论上推导了总功率相等的情况下,喷水推进装置的装船数量和总重量、占用尾板宽度与面积等的关系。然后根据实船应用经验的总结,从轴线高、尾板吃水、轴线间距等方面对喷水推进装置在船上的布置问题展开分析和讨论,得出了以下结论:增加配置数可以显著减轻重量,总重量之比是配置数平方根的倒数之比。提出应尽量减少尾板吃水以尽早消除附体阻力,并可通过增加尾鳍或分水锺以消除对船舶的航向稳定性的不利影响。这些布置建议可以使喷水推进装置与船体得到良好的匹配,发挥喷水推进的优势,提高喷水推进船的综合航行性能。

标准户型高层住宅铝合金模板优化工艺

结合标准户型高层住宅施工的特点,在铝合金模板深化设计阶段中联合设计院进行创新研究,以确保在施工过程中将反坎、构造柱、过梁、滴水线、企口、沉降缝等结构随主体结构一起施工完成,从而达到缩短工期、降低渗漏隐患的目的。并将铝合金模板与电梯井内模系统相结合,提升电梯井道的支模速度和质量;将自主研发的蜗轮蜗杆形式的铝合金模板支撑高度调节装置、U形铝合金模板反坎加固构件相结合,提高了支撑立杆调节装置的周转率和反坎位置的防渗漏质量,创造了良好的经济效益,具有较好的推广使用价值。

车辆基地内消防车道顶部开孔自然排烟效果研究

为提高消防灭火救援效率,利用CFD软件进行数值模拟,研究了不同开孔率、开孔纵横比、开孔竖井高度对车辆基地内消防车道自然排烟效果的影响。结果表明:(1)自然排烟能有效降低车辆基地内消防车道无量纲温升;(2)增加开孔率、开孔竖井高度及减小开孔纵横比能有效降低车辆基地内无量纲温升,增大车道内高能见度范围;(3)当车辆基地内消防车道开孔率达到25%及纵横比减小至1.5后,再增加开孔率、减小开孔纵横比对车辆基地内消防车道排烟效果影响不大;(4)在车辆基地内消防车道顶部开孔率为25%的情况下,提高开孔竖井高度对车辆基地内消防车道顶部排烟效果的影响较小,因此在实际工程中可以根据设计需要设置夹层高度。

室外风作用下竖井结构内火灾烟气运动规律研究

室外风是影响高层(超高层)建筑火灾蔓延的主要因素。通过数值模拟六个不同火灾场景温度场、能见度及CO浓度场变化过程,定量总结了不同风向、风速条件下侧向全开竖井结构内烟气运动规律。模拟结果发现,迎面风作用下,竖井内会产生较高滞止压力,中性面位置上升,上部烟气加速向竖井下部蔓延,下部烟气通过开口排出;背面风作用下,中性面位置下降,竖井顶部、侧面及开口面会形成空气动力阴影区且呈负压,火灾烟气从开口向外蔓延;侧向风作用下,竖井开口产生切向力封闭作用,火灾烟气主要在竖井结构内蔓延。一定速度室外风能够较强改变竖井内烟气蔓延规律,建议在进行高层(超高层)建筑设计时,参考当地常年主导风向进行外窗位置设计。

齿顶斜率对楔横轧螺旋齿形件成形质量的影响

针对车削、铣削等机加工方法加工大直径螺旋齿形件时加工效率低、材料浪费率高、工件齿形承载强度低等问题,提出楔横轧轧制螺旋齿形轴类件的工艺方法。文章采用DEFORM-3D有限元分析软件模拟和轧制实验验证相结合的方法,详细分析了模具齿顶斜率对梯形螺旋齿形件外形尺寸(齿高、螺距)的影响规律,以及不同齿顶斜率对轧件中心产生破坏的影响规律,得出齿顶斜率的优化区间。研究结果对楔横轧轧制螺旋齿形件的模具设计及成形规律的深入研究提供了重要的参考依据。

水力自控翻板闸门设计参数分析

利用水力学水静力学基本原理建立了水力自控翻板闸门的受力平衡方程,对闸门转轴高度、闸门倾斜角和闸门底部配件重力等设计参数进行了分析。结果表明:闸门转轴距闸门底的高度应为闸前水深的1/3;在闸门为均质材料情况下,维持闸门平衡的条件是闸门配件重力应为闸门重力的1/2;闸门倾斜角对闸门自动翻倒无影响,但在闸门挡水情况下对闸门受力有较大影响。

螺旋升角对楔横轧梯形螺纹轴成形的影响

考虑到模具型腔与轧件变形区的空间关系,利用轧件瞬时螺旋半径与螺距关系,推导模具螺旋升角表达式,并绘制模具螺旋升角轨迹曲线。在H630楔横轧机上进行2种螺旋升角工况的螺纹轧制实验,使用三坐标测量仪对轧件进行精确测量,分析2种工况下轧件的齿高和螺距的成形特点。研究结果表明:在定值螺旋升角工况下,轧件最大齿高和螺距相对误差分别达到6.88%和3.50%,轧件齿形端部出现明显螺旋痕;在本文推导的变螺旋升角工况下,制件的齿高和螺距相对误差分别为2.51%和1.42%,并且螺纹饱满、均匀性较好。本研究提供的螺旋升角求解方法能够获得质量较高的螺纹,该方法为楔横轧螺纹轴精确成形提供理论依据。

软土中注浆与未注浆抗拔桩受力性状对比试验研究

在杭州萧山一工地未注浆与注浆试桩抗拔静载试验的基础上,发现抗拔桩经过桩端后注浆可显著减少桩端位移,极限抗拔力至少提高25%,最大桩身拉伸量占桩顶上拔量的91.5%。注浆与未注浆桩的桩身轴力都随深度逐渐减少,桩端轴力始终为0;浆液上返高度16.9m范围内注浆桩侧摩阻力有较大幅度的提高,最大提高幅度为83.3%;在利用浆液上返高度公式计算注浆抗拔桩竖向增强体高度和考虑桩身自重的基础上,提出桩端后注浆抗拔桩承载力的估算公式。通过反分析计算,未注浆桩抗拔折减系数的取值范围为0.65～0.80,注浆桩侧阻力增强系数的取值范围为1.33～1.83,计算方法与结果可供初步设计与实际工程使用。

销轴连接对液压支架稳定性及可靠性的影响

支架结构件和四连杆机构间均通过销轴连接,其结构尺寸和受力状况对液压支架的稳定性和可靠性有很大影响。通过分析销轴、底座孔和连杆孔的间隙与连杆倾斜角的关系,以及四连杆销轴连接组合对顶梁横向偏移量的影响,给出了相应的计算公式及减小顶梁偏移的措施,推导了销轴和支架孔挤压面接触压力的分布函数;从结构和材料强度的角度给出了提高销轴连接可靠性的措施。

桩端后注浆上返高度及桩顶冒浆处理

在幂律型浆液平板窄缝流动模型的基础上,推导出了桩端后注浆浆液上返高度的计算公式。并对上返高度随注浆压力、桩埋深、桩径、泥皮厚度的变化情况进行计算分析,结果表明:桩底浆液压力越大、桩侧泥皮越厚、桩长越短,浆液上返高度越大,即越容易发生桩顶冒浆。工程实例研究表明,桩顶冒浆的主要原因包括桩侧泥皮厚、试桩龄期短、持力层可注性差和桩底沉渣厚。通过降低注浆压力,减小桩侧泥皮及桩底沉渣厚度,提高泥皮强度可以防止桩顶冒浆的发生。对于发生桩顶冒浆的试桩,可采用间歇注浆进行处理。与未发生桩顶冒浆的桩相比,发生桩顶冒浆并通过复注达到设计注浆量的桩,其极限承载力较高。这是由于沿桩侧泥皮上返的浆液,通过劈裂、置换桩侧泥皮,使桩侧摩阻力略微提高。

变断面深厚表土钻井井壁竖向结构稳定性

采用理论分析和有限元分析2种方法深入研究了变断面深厚表土钻井井壁竖向稳定性问题.用外推法建立了变断面非满水钻井井壁竖向稳定临界深度计算公式,并分析了其影响因素;借助ABAQUS软件分析了不同阶段钻井井壁的竖向稳定性问题,计算了钻井井壁竖向稳定临界深度,分析了井壁自重、不同边界条件、井壁底部接触面积对竖向稳定临界深度的影响.结果表明,井壁筒受力状态和边界条件对竖向稳定临界深度的影响最大.

基于CFD的主轴密封泵板装置结构优化设计

为研究混流式水轮机主轴密封泵板装置内泄漏水流动特性,应用计算流体动力学软件,针对新疆红山嘴一级电站4号水轮机,将不同泵板装置作为研究对象,研究提高其水力效率的可行性以及对主轴密封降压的效果.在模型准确基础上对泵叶角度和泵盖高度分别进行改进,对两者联合结构共计22种改进模型进行数值模拟.研究结果表明:泵叶斜置45°且泵盖高度比为0.0815的联合改进结构对主轴密封真空度提高率可达60.9%;泵盖高度比比泵叶角度改变对该装置水力效率提高更有利;泵盖存在“最不利高度比”,泵盖位置的确定需避免最不利高度比0.1359.该研究结果将模型结构参数化使得结论的普适性有一定提高,为工程实际主轴密封设计改造提供了一定的理论依据.