400km/h高铁隧道组合型式缓冲结构泄压孔优化

国内外已有多条在建高速铁路隧道设计时速达到400km,随着列车速度不断提高,微气压波产生的负面效应愈发严重。相关研究及工程实践表明,单一型式缓冲结构缓解效果有限,而等截面扩大+帽檐斜切+泄压孔的组合型式缓冲结构对缓解微气压波具有更优良的效果。然而国内外对这种组合型式缓冲结构研究相对较少,为了使其满足更多实际场景的要求,针对其泄压孔几何参数进行优化仍具有一定的工程价值。针对这一问题,基于RNG k-ε双方程湍流模型,采用数值模拟和现场实测相结合的方法,从首个泄压孔边缘到帽檐的距离、开孔率、开孔数量和环向开孔位置4个方面开展研究,分析在采用不同泄压孔组合型式缓冲结构下的初始压缩波和微气压波的特征,提出组合型式缓冲结构泄压孔的最佳优化参数。结果表明:相对于首个泄压孔到帽檐的距离为8,16和24m时,当距离为4m时,组合型式缓冲结构对微气压波的缓解效果最佳;相对于开孔率α=24%,40%和48%的组合型式缓冲结构,当开孔率为32%时,缓冲结构对微气压波的缓解最佳;相对于设置2个或8个泄压孔,设置4个4m(横向)×2m(纵向)的泄压孔时,缓冲结构对微气压波的缓解效果最佳;在缓冲结构的环向位置上,在拱顶设置泄压孔,缓冲结构对微气压波的缓解效果最佳。

准静态压缩下“EPE/瓦楞纸板”缓冲系统能量吸收的研究

本研究主要探讨了发泡类材料与瓦楞纸板的共同缓冲作用。本研究将“EPE/瓦楞纸板”看作缓冲包装系统,并对其进行准静态压缩试验,得到材料的应力-应变曲线和能量吸收图,探究环境温度、EPE密度、EPE厚度对缓冲包装系统力学性能、能量吸收性能的影响。在应变为0.6时,组合缓冲系统(EPE_3、EPE_5)标准化能量(W/Es)吸收分别为0.2266、0.2024,较对照组EPE(W/Es=0.1835)增加了23.5%、10.3%;应变为0.6时,随着温度由-20℃增加至23℃、40℃,EPE_3吸收的标准化能量明显减小,EPE_3吸收的能量分别减少17.7%、20.9%,而EPE_5吸收的能量分别减少11.8%、19.9%;在上述应变状态下,EPE密度为24g/cm3的试样组合缓冲系统(EPE_3、EPE_5)具有最高的标准化能量吸收,分别为0.1916、0.1745;EPE厚度为30mm、40mm、50mm的组合材料(EPE_3、EPE_5)能量吸收曲线(W/Es-ε)重合度较高。瓦楞纸板在组合缓冲系统(EPE_3、EPE_5)中的缓冲作用不可被忽略;温度升高,组合缓冲系统的能量吸收会减少;EPE密度对组合缓冲系统力学性能有影响且存在“阈值效应”。EPE厚度对组合缓冲系统的力学性能影响不显著,增加EPE厚度会导致能量吸收曲线(W/Es-σ/Es)趋于平滑,使得最佳吸能点难以辨识。

组合缓冲包装衬垫的缓冲性能研究

目的为促进缓冲材料的组合应用,对材料不同组合形式的等效缓冲性能进行研究。方法利用缓冲包装设计的理论和知识体系进行公式推导。结果叠置及并置组合后,等效缓冲系数取值区域介于2种组合材料缓冲系数之间;组合等效缓冲系数公式以不同材料的缓冲性能参数及比例参数表达。结论推导过程没有对材料模型进行假设,该组合等效缓冲系数公式具有较强的普适性。该等效缓冲系数公式的提出为组合缓冲衬垫设计及不同种类缓冲材料的合理使用提供了依据。

高分子弹性元件与多组楔形机构串联组合缓冲器静压仿真

介绍了一种高分子弹性体与多组楔形机构串联组合的新型缓冲器的设计原理,并应用有限元方法对该种新型缓冲器分别采用一组和二组楔形机构的条件下进行静压试验仿真.通过研究得出该新型缓冲器在保持原组合缓冲器优点的基础上,能有效的提高缓冲器的能量吸收率,为新型多组金属摩擦元件串联组合缓冲器的研发提供有价值的参考.

组合瓦楞纸板缓冲衬垫的力学性能研究

本文研究了3A型、3B型、BA B型组合瓦楞纸板缓冲衬垫的抗弯性能和平压性能。抗弯试验结果表明,组合衬垫的载荷-挠度曲线可分为4个阶段,依次为瞬时弹性变形阶段、延迟弹性变形阶段、弹塑性变形阶段和屈服塑性变形阶段;从抗弯性能方面考虑,在对瓦楞纸板进行粘接使用时,可以将A型或B型瓦楞自行组合,但最好不要将B型或A型瓦楞与AB型瓦楞组合。平压试验结果表明,在3A型、3B型及BAB型组合瓦楞纸板缓冲衬垫的静态压缩曲线均存在三个峰值,且峰值与瓦楞纸板层数一一对应,各层按照屈服强度从小到大的顺序依次屈服、破坏;从静态压缩性能方面考虑,BAB结构的抗压性能最好,3B结构次之,3A结构最差。根据静态压缩试验绘制的瓦楞纸板缓冲系数-最大静应力曲线,为采用组合瓦楞纸板衬垫进行缓冲包装设计提供了依据。当采用该曲线进行缓冲包装时,应根据产品特性及流通环境特点,尤其是产品或包装件可能给予缓冲衬垫的静压力范围,合理选择衬垫的组合型式。

高分子弹性元件与带V型槽钢摩擦元件组合式缓冲器

介绍了两种高分子弹性元件与钢摩擦元件组合的新型缓冲器钢摩擦元件的设计原理,并应用有限元法对新型缓冲器的静压试验进行仿真研究,研究结果表明新型缓冲器不仅保持了高分子弹性元件缓冲器的优点,又能有效提高缓冲器的能量吸收率,为新型缓冲器进一步的研发提供有价值的参考。

叠置组合缓冲衬垫设计算例及数值仿真对比分析

目的提出叠置组合缓冲衬垫的设计思路,并对该方法的正确性进行数值仿真验证。方法基于数学思想对叠置组合缓冲衬垫设计方法进行分析,设计线弹性材料模型算例,并获得解析解,最后基于Ansys软件的DTM模块进行数值仿真验证。结果数值仿真结果与解析解的误差为2.1%,验证了叠置组合缓冲设计方法的正确性。结论从数学意义上理解,叠置组合缓冲衬垫设计方法是不确定方程组求解问题,需要通过施加更多的约束条件获得确定的设计结果。Ansys软件的DTM模块可以用于缓冲包装系统的性能评价,是一种简单高效的分析工具。

基于折纸技术的组合型缓冲气囊设计及仿真

为了改善传统圆柱缓冲气囊的缓冲性能,文章基于折纸技术,设计并研究了一种新型组合型缓冲气囊。基于解析模型,设计了气囊的几何尺寸、初始压力、卸载压力及排气口等;基于控制体积法建立了返回器和组合型缓冲气囊的有限元分析模型,仿真得到了缓冲过程的动力学行为,并对组合型缓冲气囊的缓冲特性进行了分析。和传统圆柱缓冲气囊对比,新型组合型缓冲气囊的最大过载为5.95gn,将返回器的过载降低了39.6%。研究了组合型缓冲气囊在复杂环境下的缓冲性能,探究了非水平着陆面、有风环境、地面障碍等对缓冲过程的影响机理。结果表明:缓冲气囊具有良好的缓冲性能,适用于复杂着陆环境,为大载重返回器的软着陆缓冲系统设计提供技术支撑。

高位落石作用下不同缓冲层与钢筋混凝土板组合结构动力响应

2008年“5.12”汶川特大地震诱发了大量的震裂山体危岩崩塌灾害。这类危岩发育位置高、冲击能量大,存在主动加固措施难以实施且被动防护网防护能级不足的问题,为此在汶川、芦山、九寨沟地震灾区逐渐广泛使用桩板拦石墙结构用于防治高位崩塌落石,取得了非常好的效果,但同时也存在部分桩板拦石墙墙后因未设缓冲层或挂废旧轮胎而被落石直接撞击并损毁的现象。为避免落石直接与此类钢筋混凝土(RC)板碰撞造成刚性破坏,工程上常采用就地开挖的碎石土、砂土作为缓冲层以减缓落石冲击力,为研究冲击作用下不同类型缓冲层消能效果及RC板的动力响应特征,基于室外搭建的落石冲击试验平台,开展了不同缓冲层及其相互组合的系列落石冲击试验。结果表明,总厚度相同前提下,EPS泡沫-砂土组合缓冲层的消能效果最优,其次为碎石土,砂最差。与其他两种缓冲层消能方式相比,落石锤与组合缓冲层碰撞过程中发生多次反弹且接触时长远大于其他两种;相同的冲击工况下,EPS中心位置压溃并下陷,且产生大量辐射状宽大裂缝;组合缓冲层能够有效减小RC板的跨中位移,在3,5,7 m冲击高度下,比砂作为缓冲层时跨中位移减小了37%~46%。在R4落石锤冲击下,RC板跨中位移显著增加且产生明显塑性位移,随冲击能量增大跨中裂缝自下而上延伸,RC板最终破坏时表现为典型的弯曲破坏特征。

多层串联棱锥台楔形机构组合式缓冲器运动分析

为改善楔形机构与TPEE元件组合的组合式缓冲器的回弹性能,文章提出了一种新型的多层串联棱锥台楔形机构与TPEE元件组合的组合式缓冲器,介绍了多层串联棱锥台楔形机构TPEE组合式缓冲器的结构和工作原理,并根据经典力学的基本原理求解出新型组合式缓冲器各主要元件的力、位移、功和摩擦损耗量,得到了缓冲器的能量吸收率的计算方法和计算公式。通过算例,以TPEE元件缓冲器静压试验得到的力和位移关系曲线作为已知条件,计算出多层楔形机构串联成的楔形机构的TPEE组合式缓冲器主要元件的位移、力、功和摩擦损耗量,以及楔形机构、缓冲器的效率和能量吸收率,验证了文章提出的计算公式是正确的,为这种新型缓冲器的研制提供了参考。

组合型气囊参数对缓冲特性的影响分析

为分析用于大载重回收任务的组合型气囊的参数对缓冲特性的影响,利用动力学方程和气体热力学基本方程建立了组合型气囊缓冲过程的动力学模型。以某大载重回收系统为算例,模拟气囊缓冲过程,研究了排气口尺寸、排气口开启时机、气囊初始充气压力和内囊高度对缓冲特性的影响。最后,针对排气口直径、主气囊初始充气压力和排气口开启时机3个参数提出改进方案,通过改进前后两组方案缓冲特性曲线对比验证所提出方案的有效性。研究结果可以为大载重回收用组合型气囊初期的参数设计及缓冲试验提供指导,从而减少试验次数、缩短开发周期。

基于Amesim的组合式液压缓冲装置

液压缓冲装置吸收能量大、效率高、缓冲过程变化平缓,被广泛应用于各类液压系统中。传统的缓冲装置无法对超短行程、大载荷工况进行缓冲。为此,利用Amesim搭建仿真模型,对内、外部缓冲装置组合进行分析,得到结构参数对缓冲性能的影响,找到最优解决方案。结果表明,通过合理设计与工况匹配的外部缓冲装置,可以有效降低末速度及缓冲压力峰值的大小,减少液压系统的振荡现象。

缓冲组分比如何影响缓冲容量

本文给出缓冲容量与缓冲组分比及总浓度的直观关系式,适用于教学工作.

可重复使用着陆缓冲器性能及其特点分析

研究可重复使用着陆缓冲器是降低月球及深空探测任务成本、提高发射频率等的重要途径。根据是否需要利用传动机构将具有可重复使用特性的着陆缓冲器分为了直线式缓冲器和扭转式缓冲器,从结构组成、工作原理等角度分别对两类缓冲器的几种典型进行了分析,并结合研究现状分析了可重复使用着陆缓冲器的多缓冲方法组合性和多功能性,可为我国可重复使用着陆缓冲器的设计提供参考。

负载高位抖动/晃动工况下叉车动态纵向稳定性分析

考虑门架变形、轮胎刚度阻尼以及车体惯性质量等参数的影响,搭建了基于VL motion的纵向动力学模型,结合门架液压系统模型建立基于AMESim与VL motion的联合仿真分析平台,辨识负载高位抖动/晃动工况中惯性力矩的时变特征,根据零力矩点理论(Zero Moment Point,ZMP)分析了叉车纵向堆垛的稳定条件。针对叉车纵向堆垛过程中由于液压系统冲击引起的失稳问题,设计了一种组合式液压缓冲装置。仿真结果表明,由于组合式液压缓冲装置的节流与吸能作用,减轻了负载运动状态变化所引起的液压系统冲击问题,提高了叉车纵向堆垛稳定性。

灰色预测中缓冲算子的组合性质及应用

通过研究同性缓冲算子作用样本数据序列所得灰色预测模型的预测精度问题,发现同类缓冲算子对于相同样本数据序列的预测值一致,对于具体预测问题,某个缓冲算子在此类问题中有效,用到另一类问题上可能失效.为此,提出一种同性缓冲算子的组合方法,通过对同性缓冲算子的有效组合可以得到一种新的缓冲算子,该缓冲算子不但能够提高模型的预测精度,而且可以扩大缓冲算子的适用范围.实例验证表明,所提出的组合方法是有价值的.

低产低渗油田注二氧化碳驱油效益开发地面关键设备创新与应用

二氧化碳驱油可实现低产低渗油田的有效开发,但由于采出油井逐渐见气、部分见气量大,常规处理设备和工艺无法适应,严重影响生产。本文经过多年现场跟踪与试验,发明了新型油井井场分离集油设备、创新了气液一级分离设备结构,解决了气液分离效果不好、生产无法平稳运行的问题;创新了分离沉降加热缓冲组合设备和天然气干燥除油组合设备,该设备集多项功能于一体,取代了常规流程中的三相分离器、加热炉、缓冲罐、光管干燥器、天然气除油器等设备,大幅简化了工艺流程、降低了建设投资与运行成本;发明了“双气-双液分离转油工艺”,既可适应气油比变化范围大的实际生产需求,又提高了分离效果;最终实现了油井采出流体的密闭、平稳集输与处理,保障了油田效益开发,已累计产油53.7万t、累计埋存二氧化碳161.6万t以上,经济效益和社会效益都十分显著。