氯盐干湿循环作用下表面开槽CFRP-混凝土界面抗剪性能试验

为探究氯盐干湿循环作用下表面开槽CFRP-混凝土界面抗剪性能,开展干湿循环(0 d、60 d和120 d)不同沟槽形状(矩形、正梯形和倒梯形)的单搭接拉伸剪切试验,研究失效模式和断裂能的变化及影响最大剪应力的因素,结合试验结果推导了考虑干湿循环的界面黏结滑移本构方程,并通过数值模拟验证其有效性。结果表明:随干湿循环进行,表面开槽法失效模式由CFRP断裂破坏转变为剥离破坏;120 d界面断裂能下降量较未开槽法减少60.04%~69.42%;正梯形组120 d最大剪应力相比其他表面开槽形状提升7.18%~9.48%。表面开槽法在氯盐干湿循环作用下具有较好的抗剪性能,建立的界面本构劣化方程适用于氯盐干湿循环作用下表面开槽CFRP-混凝土界面黏结性能的分析和模拟。

齿调制作用下转子开槽对永磁电机电磁振动影响

为了研究齿调制作用下转子表面开槽对永磁同步电机电磁振动的影响,以小功率分数槽集中绕组(FSCW)内置永磁同步电机(IPMSM)为研究对象,通过麦克斯韦应力张量法推导径向电磁力波的频率及空间阶数特征。分析齿调制作用在FSCW-IPMSM中将空间高阶电磁力波调制为低阶电磁力波的过程,并给出转子表面开槽在齿调制作用影响下与电磁振动间的联系。研究表明,转子表面开槽结构的改变会使各次谐波磁场发生变化,进而改变以极数阶电磁力波为代表的高阶电磁力波的幅值。在齿调制作用下,这些高阶电磁力波会被调制为幅值较高的低阶电磁力波,并引起不同幅度的低阶振动。然后建立C型、V型两种不同转子表面开槽结构的10极12槽FSCW-IPMSM电磁及结构有限元分析模型并进行仿真分析。结果表明,极数阶即10阶电磁力波会被调制为2阶并引起2阶振动,且两种不同开槽结构间的电磁振动存在着高达22.1%的差异。最后,在一台10极12槽样机上进行振动实验,验证理论与仿真分析结果。

开槽盘式磁力耦合器电磁转矩理论分析

对于开槽盘式磁力耦合器输出转矩的求解,提出了一种能够考虑磁路中各支路差异性以及相互作用的等效磁路法。导体转子采用的开槽形式,使得磁路中永磁体对应的气隙、导体和齿槽组成的支路并不相同,各支路的具体形式和内外转子相对位置有关;所提方法考虑各永磁体块所对应不同支路对电磁转矩的影响,并把整个磁路作为一个整体进行求解,考虑了各支路间的相互作用,提高了开槽盘式磁力耦合器输出转矩的计算精度。最后,利用所提方法对磁力耦合器不同滑差率、不同极弧系数和不同开槽比下的输出转矩进行了预测,并通过三维有限元分析和实验进行理论验证。经验证,所提方法能够满足工程应用的准确性要求。

离心泵叶片斜开槽抑制空化的研究

为了抑制低比转数离心泵的空化,提出改变叶片开槽轴向角度的方法,并设计了3种叶片斜开槽方案。通过数值模拟的方法,对比离心泵试验结果,分析叶片斜开槽对离心泵空化抑制的效果。模拟结果表明:轴向角度为5°的叶片斜开槽对低比转速离心泵的空化抑制效果最明显,断裂扬程提高了0.281 m;叶片斜开槽抑制了离心泵叶轮流场内空泡的发展,在空化严重阶段空泡体积最多减小了67.25%;叶片斜开槽优化了叶轮流场结构,缩小了叶轮进口低压区,降低了叶轮流道内的湍动能。

温度影响下的开槽盘式磁力耦合器调速特性

针对温度影响下盘式磁力耦合器调速问题,以一台6对极16槽的开槽盘式磁力耦合器为研究对象,基于矢量磁位法,结合修正三维端部效应的卡特系数并考虑温度对永磁体剩磁的影响,依据磁力耦合器轴向介质不同与导体盘轭铁和铜导体交替排列的结构,推导出其整体的电磁转矩公式。再分别建立恒转矩负载、二次方率负载和恒功率负载工况下的调速关系解析模型。通过有限元模拟分析,确定了不同温度、不同气隙下的开槽盘式磁力耦合器在3种不同负载工况下的调速范围与调速特性。最后,搭建试验平台进行调速性能试验,将不同负载工况下磁力耦合器电磁转矩与输出转速的理论、仿真、实验值三者进行对比,结果表明理论模型有较高的准确性,为开槽型磁力耦合器在调速系统中的智能调控提供了理论依据。

双向受力的开槽混凝土叠合板力学性能试验研究

为了解决双向受力的叠合板拼缝处外伸的胡子筋容易与其他部件产生冲突从而影响施工的问题,采用了一种双向受力的开槽混凝土叠合板,在板件拼缝位置预留槽口,并在槽口处放置附加钢筋进行预制板之间的连接,共设置了3个试件对其力学性能进行试验研究.试验结果表明,双向受力的开槽混凝土叠合板与现浇混凝土板的承载力、刚度比分别达到0.99和1.08,延性系数达到9.59,且二者破坏形态一致,增加槽口数量对试件弹性刚度、开裂荷载、极限承载力的影响有限,但是可以提升叠合板的延性.双向受力的开槽混凝土叠合板可以实现拼缝处的有效传力,具有与现浇混凝土板一致的力学性能,在应用于实际工程时,可以提高施工效率、降低钢筋用量、提升经济效益,具有广阔的应用前景.

开槽机器人履带支撑架有限元分析及优化

履带支撑架作为开槽机器人履带底盘的重要支撑构件,其性能的好坏直接决定了开槽机器人的使用寿命。为进一步提高履带支撑架的结构可靠性并避免履带支撑架在使用中产生共振现象,文中基于有限元分析软件Ansys Workbench对履带支撑架进行有限元分析,通过静力学分析得出履带支撑架的变形及应力情况并针对履带支撑架的不足之处提出改进方案,改善了履带支撑架的应力分布情况,使其结构更加合理。然后对改进后履带支撑架进行模态分析,得出前10阶的固有频率与最大位移,反映出履带支撑架在不同频率下的动态特性。经过对履带支撑架的有限元分析,可以得出其结构的合理性,并为履带支撑架的机构设计与使用情况提供理论参考。

开槽螺母-螺栓连接副拧紧特性研究

由于飞机飞行过程持续遭受振动载荷,设计中广泛采用具有自锁功能的开槽螺母-螺栓连接副以防螺栓的松动和夹紧力损失。研究开槽螺母-螺栓连接副的拧紧特性,对保证连接结构的力学性能、安全性和可靠性具有重要意义。对开槽螺母拧紧工艺开展了理论分析,修正了其夹紧力-拧紧力矩关系公式。试验研究了开槽螺母型号、被连接件材料、润滑条件以及重复拧紧次数等条件对拧紧特性的影响。研究结果表明,NASM14144开槽螺母相较于高度较低的NASM14145开槽螺母,预置力矩提升了125.9%,而扭矩系数稍有降低;饱和润滑方式能有效降低扭矩系数及其波动性,螺母-连接板贴合面润滑的效果次之;重复拧紧过程使得NASM14144螺母的预置力矩降低、扭矩系数明显升高,而NASM14145螺母的拧紧特性并未显著改变。

基于4H-SiC的开槽四梁式压阻式加速度计设计及仿真研究

基于4H-SiC设计了一种开槽四梁式的压阻式加速度计,通过分析开槽位置、开槽大小对传感器灵敏度及固有频率的影响确定了开槽的相关参数,并对该结构采用有限元方法进行了热-力耦合仿真,确定了该结构在不同温度场下施加不同载荷时的理论电压输出。研究结果表明:该结构相较于传统双端四梁结构输出灵敏度提升51.4%,固有频率仅下降14.2%,在ANSYS 600℃的稳态温度场环境下,传感器输入载荷与输出电压成线性关系,理论满量程输出为39.71 mV。

开槽砂轮磨削硅棒时的有限元模拟及磨削实验

端面砂轮磨削硅棒时,砂轮高速旋转并在硅棒表面形成一定压力的空气附面层,阻碍了磨削液进入磨削区参与有效冷却,为此设计了一种在磨料环内侧沿半径方向开设非贯通槽的新型砂轮结构,对该结构下的磨削情况进行有限元模拟,分析气液两相流流场分布,并开展磨削实验,多方面评估开槽砂轮的磨削性能。实验结果表明,开槽砂轮磨削后的硅棒表面粗糙度平均值为0.095μm,比未开槽砂轮约低10%;磨削过程中最大电流平均值为9.5A,降低约21%;修刀间隔平均值为18700mm,提高约38%;开槽砂轮表面清洁且无明显的发黑现象。研究结果表明:开槽砂轮在一定程度上可以削弱气障层,增加磨削区磨削液的体积分布,改善磨削区的清洗和冷却效果,提高砂轮的自锐性和锋利性,从而提高磨削质量和磨削效率。

载荷分布规律对开槽压气机叶型气动性能的影响

航空压气机叶片通道内流动呈强逆压梯度,为了减小流动损失、扩大稳定工作范围,针对压气机静子叶型提出一种新型开槽叶片,槽道由叶片前缘进气吸力面出气,使用来流速度冲量有效抑制吸力面附面层的发展。采用计算机数值模拟方法,研究不同吸力面峰值等熵马赫数位置的可控扩散叶型开槽对叶栅气动性能的影响。研究结果表明:在设计工况下,开槽可有效抑制吸力面附面层发展,降低叶栅损失,增加气流转角;吸力面峰值等熵马赫数位置越向尾缘,在整个进气角范围内,开槽降低损失程度越大,并且由于攻角越大吸力面附面层越厚,开槽降低损失程度越大。

前缘开槽对可调导叶气动性能的影响

为减少大攻角时可调导叶产生的流动损失,本文基于平面叶栅试验和数值模拟方法,在前缘设置不同槽道结构,将叶片压力面的流体引导至吸力面,吹走低能流体,降低总压损失。研究结果表明:设置槽道引导气流产生射流动量至吸力面侧分离区域能够一定程度上降低不同开度下导叶的出口总压损失。在进口速度为45 m/s、攻角为25°时,射流能够有效削弱吸力面的分离涡,可降低65%的出口总压损失和2.4°气流落后角,当来流速度达到98 m/s时出口总压损失最大可降低70%。对比不同的槽道形式的射流动量、角度对流场的影响,发现合理的槽道形式可以降低大攻角时的损失基础上,控制小攻角时射流对流场的负面影响。

复杂环境下双曲线冷却塔塔筒开槽拆除方案的设计与数值模拟

某双曲线冷却塔周边环境复杂,场地狭窄、重要设施较多,若采用传统爆破方式拆除施工难度大、安全风险高、费用昂贵,需采用其它拆除方式。采取在双曲线冷却塔塔筒开槽设水平切口,利用冷却塔自重失稳引发倒塌的方式进行拆除。利用ABAQUS有限元分析,对不同开槽角度下的冷却塔倒塌过程进行非线性数值模拟,分析冷却塔在塔筒开槽情况下倒塌的模式与影响范围。仿真计算结果表明,开槽角度达到90°时,冷却塔可以在自重作用下自行倒塌,计算倒塌时间为9.339 s,工程倒塌影响范围约30 m。冷却塔拆除工程的施工与数值模拟的形状和过程基本一致,由于施工时破拆机械对壳体有明显的扰动,且开槽中心位置正上方设有卸荷槽,实际工程倒塌过程短于模拟时间。冷却塔的开槽倒塌数值模拟和经验可为冷却塔正向设计提供参考。

壳体开槽对诱导轮空化性能影响的数值分析

为了提高诱导轮的空化性能,建立了壳体开槽诱导轮模型,采用数值计算方法对比了基准结构诱导轮和壳体开槽诱导轮的空化流动特性,通过分析不同空化数下叶片吸力面压力分布、诱导轮内部空化区的分布状态及扬程系数的变化,揭示了壳体开槽提高诱导轮空化性能的详细机理。结果表明:壳体开槽改变了叶尖泄漏流的发展方向,在叶尖附近形成大尺度涡流,减小了压力面和吸力面之间的压力梯度,改善了诱导轮内部的压力分布。壳体开槽诱导轮的初生空化数小于基准结构诱导轮,对空化的产生有抑制作用;随着空化数从0.37减小到0.086,空化区域不断扩大,扬程系数几乎保持不变。相同空化数下,壳体开槽诱导轮的扬程系数略低于基准结构,但空化区明显较小,对空化的发展有一定的抑制作用。随着空化数的进一步减小,当空化数达到某个值附近,扬程系数先略微上升后再陡降直至发生空化断裂,壳体开槽诱导轮的临界空化数更小;从空化初生至空化断裂,壳体开槽诱导轮较基准结构诱导轮空化性能均有所提升。

开槽型密拼叠合楼板的生产与应用关键技术

本文结合实际项目介绍了预制开槽型密拼叠合板的节点构造、生产工艺流程和生产关键技术研究。结果表明:采用开槽型密拼叠合板减少了设计工作量,不需考虑叠合板出筋与梁柱的钢筋避让,施工效率提高,从而提升了装配式建筑的建造质量和建造效率,有助于装配式建筑在相关领域的发展和进步。

泡沫芯材开槽打孔方式对风电叶片轻量化的影响

风电叶片的大型化对叶片质量及成本提出更高的要求,在保证叶片质量的同时降低叶片重量,成为近年来叶片行业降本增效的重要方向。对腹板平板及壳体轮廓板泡沫芯材采用不同的开槽打孔方式,并对其灌注固化后吸胶量、密度及剪切性能进行计算测试。研究发现,增大十字开槽、打孔的间距及采用一字开槽、打孔方式可有效降低芯材吸胶量及密度,G13方向芯材剪切性能均满足要求,G23方向一字槽轮廓板剪切性能较弱;腹板平板主要受到点阵增强柱的影响,40 mm×40 mm双面十字浅槽及打孔试样吸胶后密度最低,减重最多,壳体轮廓板受到点阵增强及板格结构的交互作用,40 mm×40 mm十字深槽间距、20 mm×20 mm孔间距试样剪切性能符合要求,减重效果较好。

定子开槽加斜槽抑制永磁同步电机噪声研究

为抑制永磁同步电机的噪声,本文以表贴式永磁同步电机为研究对象,首先分析了电机的噪声理论,其次从振动噪声产生的机理出发,提出利用定子开槽加斜槽手段对电机定子进行优化。首先对两种模型进行仿真分析,分别计算了不同结构电机的气隙磁场,从而对比分析了两种结构电机的径向电磁力谐波、径向磁密谐波与齿槽转矩,其次对电机进行谐响应分析,计算了优化前后两种结构电机的声压级,确定了采用定子开槽加斜槽的方法可以降低电机的电磁噪声,最后为验证仿真的准确性,按照仿真优化后的结构生产了一台电机,并搭建了实验测试平台,经测试噪声结果与仿真结果基本吻合,验证了仿真的准确性,证明了通过电机定子开槽加斜槽的方式可以降低永磁同步电机的噪声。

200 kA电解系列预焙阳极开槽工业试验

某企业根据生产运行情况采用高质量的阳极进行开槽工业试验,试验实施后电解槽运行向好,阳极运行过程中保持了形状稳定,残极形状规则,炭渣量降低2 kg/t·Al;主要经济技术指标改善,电解槽平均电压降低7 mV,电流效率提升0.11%,直流电耗降低40 kWh/t·Al。

一种三抓卡盘定位式钢管开槽装置的设计

通过对西藏驱龙铜矿皮带机钢结构制作项目钢管槽口型式、开槽技术要求进行统计分析,设计了一种三抓卡盘定位式钢管开槽装置。该装置主要包括底座、定位机构、升降平台、防滚动装置、导轨等部分,可实现不同管径、不同长度、不同开槽型式的钢管开槽作业,且其结构简单、制作成本低廉、操作简便、作业精度高。该装置的使用极大地提高了传统人工开槽作业的质量和效率,实现了半自动化开槽作业,开槽作业精度满足技术要求,方便组装焊接作业,为下一步插件连接提供了可靠的保障。

立井井壁可缩层开槽定向爆破技术研究与应用

陈四楼煤矿主井采用双层钢筋混凝土复合井壁结构,井筒穿过厚度368 m的冲积层,由于表土段井壁发生破裂,对井筒的安全使用产生重大安全隐患,采用改造井壁法进行修复治理,释放井壁中积蓄的能量,能够很好地达到防治井壁破裂灾害目的。然而在井筒井壁开槽期间,存在井壁突水涌砂风险,井壁开槽是井筒修复的难点。该文以陈四楼煤矿主井修复为例,采用“定向爆破+人工破除”的井壁开槽施工方案,通过爆破区域划分、优化爆破参数及作业顺序,减小爆破对外层井壁及开槽部位上下内层井壁的影响,达到保留井壁完好率与稳定性、开槽边界完整性的效果。