宽叶片钻杆排渣的煤粉堆积多相流研究

为了研究钻杆排渣对卡钻的影响,利用多相流对钻杆排渣流场进行数值模拟。根据现场实测数据,建立了钻杆排渣内部流道的三维几何模型并给出了整个仿真与建模的过程。结果表明:煤粉堆积现象在钻杆正常运转的过程中极少发生,而发生卡钻后,整个排渣通道会发生阻塞,反而导致了煤粉的堆积。

宽叶片螺旋钻杆断裂原因分析与改进方法

针对松软煤层钻孔施工难的问题,设计了一种宽叶片螺旋钻杆。该钻杆在使用过程中多次出现钻杆钢管沿螺旋叶片焊缝断裂的质量问题。通过对断裂钻杆焊缝区及焊接工艺的分析,找到了钻杆断裂的根本原因,并提出了相应的改进措施,加强了钻杆焊接过程与终检工序的质量控制,提高了钻杆的焊接效率与焊接质量,为焊接式螺旋钻杆提供了一种可供借鉴的工艺方法。

深槽宽叶片螺旋钻进技术在松软煤层中的应用

为解决晋城矿区松软煤层钻进中出现的钻屑排不出、返渣量大、成孔率低等异常情况,提出深槽宽叶片螺旋钻进技术,设计出了相应的钻具组合,并通过现场实验验证其适用性。研究结果表明,深槽宽叶片结构的Φ95mm/60.3mm螺旋钻杆对长平矿软硬互层的煤体结构适应性较强,在成孔率方面优于Φ110mm/63.5mm螺旋钻杆;深槽宽叶片螺旋钻进技术在解决松软煤层高效钻进问题方面具有较大优势。

大直径整体式宽叶片无磁螺旋钻杆研制及应用

基于铍青铜(C17200)的大直径整体式外平无磁钻杆在松软煤层螺旋钻进中出现裂纹或断裂的现象,通过扭矩试验揭示了断裂原因。在分析煤矿井下钻探施工对钻孔轨迹测量配套无磁钻杆要求的基础上,提出基于无磁不锈钢(DWNM102HS)的设计方案,通过扭矩试验和弯矩试验验证该方案的可行性,设计了大直径整体式宽叶片无磁螺旋钻杆。试验结果表明:该钻杆整体力学性能优异、排渣效果好、兼容性好,能满足钻探施工的实际需求。

双头宽叶片螺旋钻杆螺旋叶片焊接工艺技术研究

采用手工焊接双头宽叶片螺旋钻杆螺旋叶片,焊缝成形差、焊接质量缺陷较多、工人劳动强度较大、生产率较低,通过立项研究,使用自动焊接专机焊接螺旋叶片,焊接效率提升3倍以上,产品质量得以提高。按照新工艺加工的双头宽叶片螺旋钻杆使用寿命较长,客户满意度较高,产品质量稳定,提高了市场占有率。

宽叶片螺旋钻杆加工工艺技术研究

为解决原宽叶片螺旋钻杆使用芯棒绕制螺旋叶片回弹大,螺距不匀称,同时手工电弧焊接螺旋叶片咬边严重,焊缝成形差,焊接生产效率低下,产品质量不稳,钻杆矿上无规律断裂频繁等现象。通过不断的试验探索,研究出了更合理的工艺方法,采用绕螺旋叶片工装及自动焊接专机焊接螺旋叶片,提高了产品的整体质量及加工效率,增强了产品的市场竞争力。

63ZGLL73型宽叶片螺旋钻杆研制

介绍了宽叶片螺旋钻杆的结构特点及工作原理,确定了其结构组成和具体参数;分析了宽叶片螺旋钻杆工艺流程、焊接工艺和热处理工艺;通过工业性试验,验证宽叶片螺旋钻杆整体性能。

宽弦空心风扇转子叶片鸟撞损伤数值仿真

为解决航空发动机宽弦空心风扇转子叶片抗鸟撞设计问题,对宽弦空心风扇转子叶片鸟撞损伤进行了数值仿真。采用光滑质点流体动力学(SPH)算法建立鸟体模型,采用J-C本构模型和失效模型定义材料冲击下动态性能,建立旋转状态下叶片鸟撞数值仿真方法,经过试验验证能够较准确预测叶片损伤。开展相同条件下鸟撞击宽弦空心和实心风扇转子叶片仿真,对比鸟撞击叶片过程、撞击时叶片叶尖最大轴向和径向变形、撞击后叶片永久变形,研究被鸟撞击后空心叶片相比实心叶片的损伤特征。结果表明:空心和实心叶片鸟撞击过程相同;空心叶片被鸟撞击后叶尖轴向和径向变形更小;空心叶片被鸟撞击后前缘卷边变形更严重,对风扇气动性能和稳定性影响更大;在结构设计时应适当增加前缘空心区域局部刚度,或者适当增大前缘实心区域范围,用于提高空心叶片的抗鸟撞能力。

宽弦空心风扇叶片动力响应特性研究

宽弦空心风扇叶片是未来风扇叶片的发展趋势.本文采用ANSYS软件利用数值模拟方法,通过对叶片的模态特性和脉冲激励下的响应特性研究得到了叶片的基本变形以及动态响应变形情况.结论为该风扇叶片振动时以弯曲变形为主,工作转速在6000r/min以内,弯曲振动变形规律以及叶片空心加芯板的结构决定了叶片应力集中发生在内含芯板的叶盆中心处.另外,在叶片高速旋转时的离心作用使得叶根处也成为应力集中区域.

钛合金宽弦空心风扇叶片数控切削加工关键技术

数控切削加工是最终保证钛合金宽弦空心风扇叶片制造精度的重要技术手段。分析了采用超塑成形/扩散连接技术制作的钛合金宽弦空心风扇叶片结构特征以及毛坯状态,指出了后续的数控切削加工应突破复杂曲面结构测量、加工变形控制以及切削加工误差补偿等关键技术。提出了开发集测量、分析和加工为一体的数控切削加工集成系统的研究思路,可为实现钛合金宽弦空心风扇叶片加工精度的精确控制提供指导。

宽弦空心风扇叶片流固耦合作用下的疲劳分析

宽弦空心风扇叶片是航空发动机采用的新技术之一。采用间接耦合和直接耦合两种计算方法,对宽弦空心风扇叶片在空气场作用下的结构响应进行了数值模拟和疲劳寿命预测,对比分析了两种方法对叶片寿命的预测结果。结果表明,与间接耦合相比较,直接耦合计算得到的叶片最大应力高出不足10%,两种方法对叶片寿命的预测结果相差很小。在应力放大因子为2的情况下,对比两种耦合方法,叶片的疲劳寿命使用系数几乎为零;在应力放大因子的为3的情况下,同间接耦合相比较,直接耦合随着使用周期的增加,叶片疲劳寿命使用系数也不断增加。

大涵道比宽弦风扇叶片连接结构设计及分析研究

在分析民机大涵道比风扇叶片设计特点及发展趋势的基础上,重点介绍了高负荷高切线速度宽弦风扇转子叶片连接形式的特点,给出不同的风扇叶片连接结构设计方案,并对其优缺点进行了对比分析。

宽弦风扇叶片空腔结构多目标轻量化设计

航空发动机结构重量直接影响其工作效率与服役成本。本文以发动机宽弦风扇叶片为研究对象,基于拓扑优化技术给出了获得宽弦风扇叶片轻量化启发式设计的结构优化设计方法。研究中考虑了离心力工况与鸟撞工况。由于鸟撞工况具有随机性,本文采用加权求和的方式实现了不同位置鸟撞工况下风扇结构性能的统一评价和设计,有效降低了优化问题的复杂性。首先以结构的最小柔顺性为目标函数,以设计域内单元人工密度为设计变量,以设计域的材料体积为约束函数,对风扇叶片的空心结构开展基于拓扑优化的轻量化设计。进一步,将结构基频引入拓扑优化目标函数中,开展了同时考虑结构刚度性能与动力频率特性的多目标拓扑优化设计。数值算例结果显示,多目标拓扑优化给出了较为清晰的空心叶片内部材料分布方式。该结果可为风扇叶片轻量化设计提供启发,促进航空发动机的性能提升。

基于多个MFC激励器的复合材料宽弦风扇叶片模态测试

为了研究复合材料风扇叶片响应特性,利用压电纤维复合材料(Macro Fiber Composite,MFC)激励器对复合材料宽弦风扇叶片进行模态测试。将测试结果与有限元仿真值进行比较,分析风扇叶片不同MFC单独激励和组合激励下的响应特性。设计了MFC激励器激励系统,采用MFC单独激励和组合激励的方法,实现快速正弦扫频激励信号激励,借助扫描式激光测振仪测量叶片上关注测点的振动响应。结果表明:MFC激励下风扇叶片的响应与MFC覆盖位置处对应的MFC纤维极化方向的应变大小、MFC纤维方向和测点选择有关;不同位置的MFC激励叶片,叶片各阶模态响应有差异。该结果可用于宽弦风扇叶片的MFC激励器/传感器控制方法的进一步研发和风扇叶片的振动特性分析。

宽弦空心风扇叶片大鸟撞击试验研究

为了建立钛合金空心风扇单叶片大鸟撞击试验方法,针对宽弦钛合金空心风扇叶片开展了大鸟撞击叶片位置敏感性分析、鸟撞参数设计及鸟弹姿态控制研究,制定了大鸟撞击风扇叶片试验方案,完成了试验装置设计并进行了验证试验。结果表明:钛合金空心风扇叶片对大鸟撞击位置敏感性强,撞击最危险位置为50%叶高处;通过采用人工明胶鸟弹、优化弹托和增加泄压段,可有效提高鸟弹姿态控制精度;验证试验结果与设计预期吻合度良好,表明风扇叶片静止且鸟与风扇叶片的相对速度为工作状态下的大鸟撞击试验可有效模拟大鸟撞击叶片的冲击历程。

4种城市绿化树种叶片PAHs含量特征与叶面结构的关系

用气质联用仪测定了长沙市樟树(Cinnamomu camphora)、广玉兰(Magnolia grandiflora)、桂花(Opsmanthus fragrans)和红檵木(Redrlowered loropetalum)4个主要绿化树种叶片中PAHs含量,同时测定了叶片的气孔密度、气孔长宽比、叶片的宽长比和叶面积等叶面结构特征值,探讨了叶面结构与叶片中PAHs含量的关系。结果表明:红檵木叶片的PAHs含量最高,为11.13mg·kg-1,16种PAHs在4树种叶片中均有不同程度的检出,其中以3环和4环为主,菲的浓度最高。除桂花外,在气温较低的秋冬季节,其余3种植物叶片气孔密度大PAHs含量高。叶面宽长比、气孔长宽比均与叶片PAHs含量呈极显著正相关,而叶面积与PAHs含量呈极显著负相关。表明叶面结构是影响叶片PAHs含量的重要因素。研究结果可为城市绿化树种合理选择与配置提供科学依据。

宽叶螺旋钻中风压钻进技术在晋城某矿的应用

针对晋城某矿井下沿煤层瓦斯抽采钻孔在施工过程中遇到煤层含水量较大时,孔内返风不畅,排粉效果差,影响钻孔孔深和成孔率等问题,采用宽叶片螺旋钻杆中风压钻进工艺及试验。现场试验证明该工艺在含水量较大的煤层沿煤层瓦斯抽采(放)孔钻进施工中较为理想,值得推广。

额尔齐斯河欧洲黑杨叶片特征的研究

在新疆阿勒泰选取我国唯一欧洲黑杨天然分布区内6株天然欧洲黑杨优树,分别测量叶片长、叶片宽和叶柄长,通过统计分析,对比了不同优树间的叶片特征值及其比值,结果表明:优树P4树高为42.7 m、枝下高13.9 m、胸径为104.7 cm,叶片长、叶片宽和叶柄长都显著高于其他优树,叶片长、叶片宽和叶柄长之间的相关性最强,叶片长/叶片宽最低且显著低于其他优树,且最接近于1。

330MW汽轮机综合提效关键技术开发及工程应用

针对某电厂CC330MW三缸双排汽汽轮机缸效率偏低、上下缸温差大、汽封漏汽量大等问题,对汽轮机进行通流改造优化,包括应用进汽室-内缸一体化结构、单层中压缸设计、优化汽封型式、高效宽负荷叶片技术等。在满足多参数工业供汽的前提下,提高汽轮机各缸效率,同时机组的宽负荷运行能力和可靠性也得到显著提高。通流改造前后机组热力性能试验结果表明,优化后机组额定负荷及部分负荷工况下,综合能效提高,发电煤耗降低。

航空发动机风扇叶片冲击加强轻量化设计

以提高风扇叶片抗冲击性能为目标,以空心率为约束条件,进行风扇叶片创新构型设计优化,并通过试验件加工和性能评估,验证所设计方案的合理性.建立了瞬态冲击载荷静力学等效方法,获取了风扇叶片在工作状态下能够有效抵抗鸟撞冲击载荷的最优质量分布.基于优化结果,建立了低质量、高抗冲击性能的风扇叶片几何构型.通过3D打印风扇叶片优化构型试验件,进行加工工艺可行性和优化构型试验件的力学性能评估,验证了优化设计方案的工艺可实现性、静力性能和抗鸟撞性能.结果表明:上述优化方法的建立能够为航空发动机空心风扇叶片设计提供可行的技术手段,使得叶片空心率提高到45%以上,并显著提升叶片抗冲击性能.