船舶尾轴承倾角及磨损对水膜压力影响分析

针对船舶尾部水润滑轴承发生快速磨损的问题,该文研究了船舶尾轴承倾角和磨损的存在对其水膜压力分布的影响。首先根据DUFRANE提出的轴承磨损厚度经验公式计算倾角存在时的水膜厚度分布,并将其引入Reynolds方程中求解水膜压力的计算。结果表明:倾角与磨损的存在会改变水膜分布,特别是磨损的存在使水膜压力入口段变短,承压区域变窄。在相同负荷条件下,最大水膜压力会随着倾角增加连续缓慢增大,而随着磨损增加则先缓慢增大、后快速增大;当倾角与磨损增加到规范最大允许值的一半时,最大水膜压力增加7倍,并且水膜最大压力位置向着偏心距较小、磨损较大的端面偏移,由此预示已磨损端的磨损速率将进一步增加。

水膜压力监测节点旋转非接触供电耦合机理研究

水润滑轴承水膜压力无线监测方法中,由于节点随主轴旋转,其供电成为一大难题。而常见的电池、滑环和自供电等供电方法均无法保证无线监测节点的持续和稳定性,因此,提出一种非接触供电方法并深入研究耦合机构电磁耦合机理。首先,通过耦合机构磁通路径建立等效磁路模型,获得了物理模型与电感参数的映射关系。然后,结合有限元仿真分析了耦合机构中磁芯数量、气隙、径向偏移和旋转等因素对耦合性能的影响,并对两侧电路进行无功补偿,通过联合仿真对比了补偿前后的输出功率。最后,将耦合机构安装在水润滑轴承试验台上进行了动态测试试验。研究结果表明,仿真与试验一致性较好,该耦合机构在5 mm气隙下能够兼顾耦合和抗偏移性能,且不受旋转工况影响,经过补偿后的耦合机构平均输出功率为12.496 W,传输效率为71.96%,满足无线监测节点需要。

水膜压力监测节点非接触供电耦合机构研究

水润滑轴承水膜压力无线监测节点同轴安装、随轴高速旋转,因此对其供电成为一大难题。针对上述问题,提出一种非接触供电方法,建立了耦合机构物理模型及其等效电路,并进行特性分析;然后,对耦合机构原、副边电路进行补偿,并对其输出功率及效率进行仿真;最后通过试验进行验证。结果表明:仿真与试验结果具有较好一致性,该耦合机构在SP补偿后平均输出功率为10.332 W,传输效率为69.84%,能够满足无线监测节点非接触供电需要。

破膜压力对氢-空气预混气体燃爆特性的影响

利用自主设计的5.00 m长矩形管道,对氢气体积分数为30%的氢气-空气预混气体进行了不同破膜压力(p_(v))下的系列燃爆实验,重点研究了p_(v)对管道内外火焰传播行为及爆炸超压的影响。实验结果表明:管道内的火焰传播行为受pv影响显著。在靠近泄爆口的压力传感器所监测的压力-时间曲线上,可以观察到3个压力峰值(p_(b)、p_(out)、p_(ext)),分别对应于铝膜破裂、燃烧混合物泄放以及外部爆炸,大多数情况下,p_(b)为最大压力峰值。管道内部最大超压随着pv升高而增大,但最大内部超压出现的位置受p_(v)的影响。管道外部火焰传播行为与pv有关,但不同p_(v)下外部火焰的最大长度无明显差异。最大外部超压与p_(v)之间呈现非单调变化规律。

多沟槽水润滑橡胶轴承水膜压力的无线测试方法

为了得到多沟槽水润滑橡胶轴承水膜压力的全息(周向和轴向)分布,针对目前滑动轴承润滑膜压力测试方法的不足,提出了一种水润滑轴承水膜压力的无线测试方法。该方法采用在转轴上及轴肩的不同位置打孔(即径向导流孔和轴向导流孔,它们之间相互贯通,水膜压力通过各导流孔传递),将压力传感器安装在轴肩轴向导流孔处、无线采集发射装置安装在轴尾端的设计方案,从而避免了对轴承工作面润滑状态的破坏,获得了相应轴承截面上整周水膜压力的连续分布,且便于传感器的安装和调试。与传统测试方法相比,由于该方法采集到的水膜压力数据是利用数字信号进行无线传输的,因此具有无需复杂布线、易操作、测试精度高等优点,并可用于对其他滑动轴承润滑膜压力的测试。

考虑有效膜压力的坍塌压力计算模型

川渝气区风险探井欠平衡井段的井眼扩径率普遍较高,井眼扩径率介于20%~30%,最高可达140%,增加了风险探井的钻探风险,而且欠平衡钻井井壁稳定的问题也尚未得到有效解决。为此,针对欠平衡井段井壁失稳机理开展了研究,提出了计算欠平衡钻井井壁坍塌压力的方法：通过引入有效膜压力系数,结合达西定律、地层流体状态方程、连续性方程,求解出井周压力分布解析解;依据叠加原理得到了井周应力分布模型,并采用Mohr-Coulomb准则推导出维持井壁稳定的最低钻井液密度计算模型;研究了欠平衡、过平衡、欠平衡转过平衡3种典型工况下的井周压力演化规律,并总结了欠平衡钻井井壁失稳的规律。结论认为：该模型反映了泥饼对井壁稳定的影响,由其计算得到的坍塌压力比常规模型计算所得的结果要高,说明有效膜压力系数对井壁坍塌的影响显著,而岩石强度（内聚力、内摩擦角）、地应力、岩石孔隙度等参数对井壁坍塌的影响则相对较小,采用该模型计算的结果更加符合现场实际。

基于插板法膜压力模型的沥青混合料水稳定性评价

为了揭示传统插板法计算模型中未考虑后退过程中沥青表面液体膜压力的影响以及存在沥青表面能无解这两个缺陷,本文以添加抗剥落剂后的沥青和酸性砾石集料为样品进行插板法试验,分别采用传统模型和基于膜压力的模型计算沥青表面能,并分析了沥青混合料的水稳定性指标ER1和ER2,然后按照ASTM D3625规范进行水煮法试验。结果表明:基于膜压力的模型能够弥补传统插板法模型的两个缺陷,且通过该方法计算得到的沥青混合料水稳定性指标排序与水煮法试验得到的排序结果一致。

水润滑轴承水膜压力无线测试系统研究

为了深入研究水润滑轴承特性,需要了解轴承真实的水膜压力分布,而传统的滑动轴承润滑膜压力测试无法获得轴承全周水膜压力的连续分布,且采用集流环作为信号传输媒介,其成本较高、对输出信号干扰较大。针对以上不足,研究并设计了一种无线测试系统,可测量水润滑轴承全周水膜压力,并实时监测水润滑轴系的运转情况。介绍了测试系统组成,包括无线采集发射与接收装置、传感器与信号调理模块、测试软件及水润滑轴承试验台,最后应用此系统对八沟槽水润滑平面橡胶轴承的水膜压力进行测试,并与仿真结果对比分析。结果表明,该测试系统实用性良好,可用于测试其他材料和结构的水润滑轴承的水膜压力。

厚膜压力传感器的结构优化

为提高厚膜压力传感器的稳定性,借助有限元分析软件Ansys,研究了厚膜压力传感器弹性体的应力分布,进而设计了应变电阻的尺寸,并优化了其布局。采用Ф18mm的96%A l2O3弹性体瓷件研制了一种新型厚膜力敏芯片,实验结果表明:它的热零点温漂小于3×10-4FS/℃,过载达120%,非线性误差及迟滞误差都小于±0.2%FS,精度由±0.4%FS提高到±0.2%FS,其线性度和稳定性得到很大提高,可广泛应用于仪器仪表、测控和导航等领域。

旋转式压力能交换器密封端面液膜压力和泄漏量的数值模拟

旋转式压力能交换器是利用正位移原理进行流体压力能利用的装置。为全面了解其端面密封特性,基于N-S方程和SIMPLEC算法,在不同端面间隙和流量下,对密封端面流场进行了数值模拟,考察了密封压力和端面泄漏的变化情况。结果表明:转子转速对端面泄漏量没有影响,端面间隙内的流动为层流时,可以获得较为稳定的液膜压力;端面密封性能随着间隙的增加迅速恶化,当间隙超过0.03mm后,即丧失密封能力。

基于BP网络的厚膜压力传感器非线性校正

简述了厚膜压力传感器结构原理和力学模型、传统非线性校正方法,以及用神经网络进行非线性校正的原理,探讨用BP神经网络实现厚膜压力传感器的非线性校正,并通过MATLAB神经网络工具箱进行仿真。研究结果表明:采用该方法对弹性体应变量与压力关系的非线性校正可以将标准误差减小2个数量级,简单而有效地实现传感器非线性校正。

部分端面微孔机械密封端面间液膜压力分布的理论研究

建立了研究部分端面微孔机械密封端面间液膜压力分布规律的理论模型,应用有限差分法求解了端面液膜压力的Reynolds控制方程,获得了端面液膜压力分布规律,并与端面全区域开微孔机械密封的情况进行了对比。研究了微孔密度Sp和微孔深径比ε对端面液膜压力的影响规律。结果表明:部分端面微孔机械密封的端面间液膜压力比端面全微孔的小;端面间液膜沿半径方向的最大压力降发生在孔区域结束处;端面液膜压力值最大值所对应的微孔密度Sp≈0.2,深径比ε≈0.02。

水润滑轴承水膜压力无线测试系统标定方法

为了通过试验获得准确的水润滑轴承水膜压力,深入研究轴承特性与润滑机理,针对已有水膜压力无线测试系统,提出了系统标定方法并给出了标定结果的应用实例。首先,介绍了水膜压力无线测试系统及压力传感器的结构与参数;然后,详细阐述了无线测试系统的标定方法、标定条件、标定步骤以及数据处理算法,并在标定实验台上对已有系统进行标定实验;最后,将标定结果及测试系统应用到八沟槽水润滑橡胶轴承水膜压力的测试中。试验结果表明,该无线测试系统标定方法可行、标定结果可靠。

高参数机械密封摩擦副界面液膜压力和承载特性分析

以计算流体动力学(CFD)数值计算理论及方法为基础,利用Fluent软件采用标准k-ε湍流模型和标准壁面函数对处于高压、高转速等复杂工况的波纹管机械密封的摩擦副之间的液膜进行数值模拟。结果表明,进出口压力不变时,摩擦副间的液膜压力随着液膜半径的增加而增大;出口压力不变,进口压力变大时,相同半径点的压力逐渐变大。液膜承载力与液膜压力和面积相关,进口压力变大,液膜的整体压力变大,液膜承载力增加;液膜宽度变大,液膜与摩擦副的接触面积增长,液膜的承载力也会增加。

考虑端面液膜压力的机械密封受力变形分析

基于Reynolds方程,推导密封平端面间的液膜压力分布计算公式,根据计算结果编制离散节点加载法的子程序并完成对应计算工况下端面液膜压力的真实加载,较为完整地揭示机械密封端面受力变形机制。计算结果表明:在外载综合作用下,局部接触区域与锥形变形同时存在于密封端面,端面受力变形与液膜压力分布存在强烈的耦合映射关系。

厚膜压力变送器

一、概述国内用得较多的压力变送器大多是力平衡式或电容式变送器,前者为机械式、体积大,后者价格昂贵.此外,也有厂家生产各种应变片式、扩散硅式压力变送器等,但都不能满足性能价格比高的要求,许多压力芯片还需要进口.为了满足国内市场对压力变送器高性能、低价格的要求,开发研制了新型厚膜压力变送器,以满足国内需求或替代某些老式压力变送器.

喷口堵盖加工及破膜压力试验技术研究

从喷口堵盖的结构、尺寸精度和破膜压力的试验要求入手,分析了喷口堵盖加工难、破膜压力试验成功率低的原因所在,制定了相应对策方案,设计了装夹定位装置,改进了破膜压力试验工艺装备,并通过实际验证,摸索出了薄底工件的加工及试验技术。

厚膜压力传感器温度补偿与调理方法研究

考虑到以往厚膜传感器压敏元件和补偿电路的一致性较差、稳定性不够理想的问题,设计了一种优化的厚膜压力传感器片内平面化结构,其可提高传感器温度补偿效果;分析了信号调理电路的合理布局,元件的科学分布对减小误差,提高抗干扰能力的有效性,并给出了实验数据,通过其证明了设想的正确性。

水膜压力无线传感监测系统研究

针对传统水润滑轴承水膜压力有线测试中存在的无法获取轴承径向截面连续压力分布、模拟信号传输衰减以及干扰大等问题,研究了一种基于DSP与ZIGBEE的水膜压力无线传感监测系统,可获得连续水膜压力分布并以实时在线监测轴承运行状况。详细介绍了水膜压力无线传感监测系统结构及硬件、软件设计,最后在水润滑轴承试验台上进行了十沟槽水润滑凹面橡胶轴承水膜压力测试试验。分析结果表明:最大水膜压力出现在轴承承载区左下方,且沿轴向呈减小趋势;每个截面水膜压力频谱主分量均在轴转频10 Hz附近。上述结论与理论研究结果具有较好的一致性,证明监测系统实用性良好。

基于Fluent的液压密封流体膜压力精确化研究

针对液压密封,密封区域流体膜压力不等于密封压力而导致对油液泄漏量研究有误差和对密封圈密封性能的研究因素考虑不足的情况,从密封圈的密封机制出发研究流体膜压力。基于Fluent中的层流模型Laminar,建立密封圈受到油液压力时的流体膜模型,对密封圈在静密封和动密封2种密封形式下进行有限元分析,得出密封区域的精确压力分布。对比分析了泄漏量的理论计算结果以及用流体膜压力代替密封压力后的修正数值计算结果。结果表明:用流体膜压力代替密封压力计算得到的泄漏量更加准确,误差更小;流体膜压力受密封压力和活塞杆运动速度影响,泄漏量与密封件所受密封压力、活塞杆运动速度成正比,活塞杆运动速度对流体膜压力和泄漏量的影响更大。流体膜精确压力的获得为密封圈密封性能的研究提供了参考,为获得其准确的密封机制奠定了一定基础。