大屯锡矿尾砂膏体环管管输数值模拟研究

膏体管输沿程阻力是影响管道设计与采场充填质量的关键因素之一,采用Fluent建立与实际环管实验系统一样的管道输送的几何模型,分析得到不同管线沿程阻力损失之间的关系以及膏体配比参数对沿程阻力损失的影响规律。研究表明:膏体在管道中弯管处的速度和压力都发生急剧的变化,弯管外侧压力和速度明显大于弯管内侧,有着明显的梯度。在水平管段速度和压力在管道径向上存在明显的梯度,呈结构流的特点,分为柱塞流动区和边界层区域。在膏体管道输送中管道内膏体的速度和压力均存在着边界效应,随着流速的增大,管输阻力增大;随着膏体质量浓度增加,沿程管道阻力损失变大;随着屈服应力与塑性黏度的增加,沿程阻力损失也增大,获得了不同物料组成、管道内径、管流流速下水平段膏体压力损失,为大屯锡矿最终输送泵、充填管道选型提供了依据。

赤泥选铁后尾矿管道输送试验研究

针对赤泥选铁后尾矿进行管道输送相关的一系列试验研究。进行了流变特性研究,结果表明此类浆体属于宾汉体模型,最佳输送浓度为35%;进行了敷设角度试验,此类浆体的最大敷设角度应不大于8.5°;进行了临界沉积速度计算,35%浓度时,浆体在内径203和255 mm两种管径的临界沉积速度分别为0.982和1.039 m/s;进行了内径203和255 mm的两种规格管道的环管试验,结果表明浆体摩阻在相同管径下,随浆体浓度的增大而增加,浆体摩阻在同种浓度下,管道内径越大,摩阻越小。

超薄空间复杂边界条件下气体流动压降实验

随着超薄热管等元件进一步超薄化,蒸汽腔厚度减小导致蒸汽流动压降急剧增大,传热热阻增加,传输极限降低。搭建了超薄受限空间气体流动压降实验装置,开展空气流动实验,获得了不同通道高度(0.1~0.5 mm)、不同表面丝网孔径(0.036~0.104 mm)和不同流速(1~10 m/s)下的压降变化。结果表明:通道高度和流速对压降产生显著影响,而表面丝网孔径并不会;3个影响因素按显著程度依次为通道高度、流速、表面丝网孔径;随表面丝网孔径的减小,压降逐渐增大;随通道高度的减小,压降先缓慢增大,在减至0.3 mm后压降开始剧烈上升;随流速的增加,压降增大且近似呈正比例变化关系。最后基于实验数据修正了微通道层流情况下沿程阻力系数相关性预测关联式,以便更准确地预测气体压降。

C32连续摩擦焊机多缸液压闭环控制技术

液压系统在阻力、弹性变形和摩擦等影响下,压力损失和能量耗散严重,且需要等待下一个采样周期才能输出控制信号,导致超过期望的控制稳定值,为此,提出C32连续摩擦焊机多缸液压闭环控制技术。分析液压控制系统基本结构,在高功率输出情况下,分析重压力闭环传递函数的极点位置,结合数据采样的偏差值,选择PID控制器进行液压闭环控制;计算液压系统执行器控制律,将初始的连续性PID控制算法转换成离散型,调整PID控制器的增益和各项参数,进行重压力闭环传递函数输出值更新,实现多缸液压闭环控制。试验结果表明,方法能以最快速度对液压系统内稳定节点对应参数作出细微调整,超调量在原始基础上下降,且超调风险值较小。该方法的闭环控制能力强,控制参数响应速度快以及控制稳定性较优。

基于模糊PID控制的高转速铝合金薄板搅拌摩擦焊接过程控制研究

针对高转速搅拌摩擦焊薄板焊接过程中由于板材变形、机械结构变形等原因导致的焊接过程中产生轴向压力变化导致焊接质量下降问题,文中设计了一套基于模糊PID控制的FSW轴向压力控制系统.利用模糊推理对PID参数进行实时调节,实现了搅拌摩擦焊轴向压力控制,实验表明:该控制系统轴向压力控制误差为3.05%,且具有良好的稳定性,能够保证焊接轴向压力在目标值附近浮动率小.在轴向压力闭环控制下的焊接接头成形美观,无明显焊接缺陷,焊接接头力学性能优异,稳定性较好,平均抗拉强度达239 MPa,约为母材的82.4%,相比无轴向压力控制下的接头,平均抗拉强度提高了4.7%.

基于LuGre摩擦模型与自抗扰技术的调速伺服系统复合控制策略

为了提高调速伺服系统的跟踪性能,提出了一种基于LuGre模型的调速伺服系统自抗扰控制策略。利用LuGre摩擦模型对摩擦扰动进行辨识,并对其进行前馈补偿,在速度环和电流环分别加入一阶自抗扰控制器,对剩余扰动进行实时估计并补偿。ADRC弥补了摩擦模型的非绝对完美的问题,LuGre模型也缓解了ADRC的计算压力,互为补充,提高了性能。仿真结果表明:所提控制策略响应速度快、调节时间短、超调低,提高了系统的控制速度和精度。

全磷废料绿色充填理论与实践

随着我国矿山绿色开采、资源循环经济战略的提出,"就近取材"成为矿山充填材料来源的首选。本文系统总结了国际首例全磷废料即磷石膏作为充填骨料,黄磷渣为胶凝剂的绿色充填理论与工艺。从材料的物化特性、流动性、强度时效性以及安全和环保的角度,探讨了全磷废料作为充填材料进行磷化工矿山充填的可行性,并在磷石膏环管试验结果的基础上,对原有的磷石膏充填工艺进行改造,提出了适应磷石膏物料特性的似膏体充填新模式,为我国磷化工企业矿山的绿色、安全和高效开采提供了示范。

轮胎摩擦驱动的旋转式圆形土槽试验台设计与应用

为了克服传统直线式土槽试验台的缺点,提出了旋转式圆形土槽试验台的总体设计方案;为补偿大尺寸圆形土槽加工、装配误差和方便后续配合农业机械的模拟田间试验,设计了轮胎摩擦驱动的旋转式圆形土槽试验台的初始安装位置机械式调整装置,并计算了土槽不圆度补偿能力;设计了土槽试验台控制系统,建立以PLC为主控、伺服电机为执行机构的闭环系统,使得该土槽具有平稳的运行速度;经试验发现该试验台能够补偿土槽的不圆度,可以在0-3.8 r/min转速范围内平稳运转,最大速度波动标准差为0.038 r/min,从启动到进入平稳运行所需最长时间为9.8 s;配合栽植机构进行移栽试验,株距变异系数为4.46%,均匀性好,能够满足移栽农艺要求。

计算机闭环控制系统在摩擦焊接中的应用

根据摩擦焊接过程质量控制需要 ,建立了摩擦焊接过程计算机电液比例闭环控制系统 ,实现了摩擦焊接过程中轴向压力的闭环控制、滑台进给速度的开环比例控制。生产现场数据统计分析表明 ,采用电液比例计算机闭环控制系统后 ,摩擦压力与顶锻压力的平均误差小于 2 % ,变异系数接近于 0 ,摩擦焊接参数的稳定性大大提高 。

一种新型半主动摩擦阻尼器的耗能性能研究

文章针对被动摩擦阻尼器滞回曲线不饱满,对结构响应控制效果有待于进一步提高的特点提出了一种具有简单控制律的Off-On半主动摩擦阻尼器。阐明其工作机理,建立了半主动摩擦耗能减震结构的动力方程,通过时程分析计算讨论了一安装半主动摩擦阻尼器的结构在地震作用下的响应控制效果,并与无控结构和被动控制结构进行了对比分析。结果表明,本文所提出的Off-On半主动摩擦阻尼器能够大大减小地震作用对结构的破坏,在有效减小结构位移响应的同时,对层间剪力的控制效果也非常显著,滞回曲线非常饱满,耗能性能优良,对结构的控制效果优于传统的被动摩擦阻尼器。

摩擦焊接过程PLC闭环控制系统

为提高摩擦焊接过程参数控制精度,降低控制系统成本,以PLC为控制平台,配合必要的A/D、D/A模块以及电液比例控制单元,建立了摩擦焊机PLC闭环控制系统,并开发了相应的闭环控制软件和人机界面。该系统具备摩擦焊接过程顺序控制功能和轴向压力闭环控制功能。测试表明,该系统闭环控制周期16ms。经实际生产表明,可以稳定用于摩擦焊接生产,摩擦压力和顶锻压力的控制精度可达5%。

金属橡胶非线性干摩擦副的接触作用机理及其仿真结果分析

从金属橡胶材料的干摩擦阻尼产生的机理入手,提出了一种全新的金属橡胶非线性干摩擦结构单元力学模型,该结构单元由一对带有轴向和径向两个方向的弹性元件构成,它们既表示了金属丝之间的摩擦特性,同时也表示了螺线卷线匝在受力变形时的弹性特征。以建立的金属橡胶材料力学模型为基础,采用多个摩擦副单元串联组成的结构,深入研究了线匝的摩擦接触,通过对结构单元组成系统的计算机模拟仿真,对金属橡胶元件在不同载荷作用下的滞迟回线进行了深入地分析和研究,在静态载荷作用下,研究了结构单元的摩擦系数、结构单元的摩擦角对金属橡胶结构摩擦耗能的影响,在动态载荷作用下,研究了载荷的幅值、载荷的频率、载荷的初始相位对摩擦耗能的影响,此项研究工作大大减少了静态和动态试验方面的工作。

钢管混凝土短柱隔震装置的试验与隔震结构仿真分析

本文阐述了钢管混凝土短柱装置的工作原理，给出了装置的构造，对隔震装置的试验结果进行了详细分析,并对传统结构模型与隔震结构模型的对比实验作了仿真计算与分析．从计算结果可知，钢管混凝土基底隔震装置具有良好的隔震性能和推广使用价值。

摩擦缓冲器设计研究

建立了一种由摩擦环和缓冲簧组成的摩擦缓冲器的数学物理模型。重点分析了该类摩擦缓冲器的缓冲特性,研究结果对提高自动武器的设计质量,尤其是对射击频率有特殊要求的自动武器提供有益参考。

弹性滑移支座力学性能的试验研究

介绍了弹性滑移支座的原理、构造和特点;通过对其在不同工况下的性能试验,研究了竖向荷载、位移幅值以及加载频率对弹性滑移支座力学性能的影响,并给出了试验值与理论计算值之间的对比。研究结果表明:弹性滑移支座具有良好的工作性能,滞回曲线饱满,耗能能力强;竖向荷载和加载频率对弹性滑移支座的力学性能有一定的影响,而位移幅值对其影响较小;弹性滑移支座的恢复力模型,可以用考虑速度的指数摩擦力模型来描述,并且模拟得较为准确。

全磷废料高浓度充填两相流环管试验研究

为了获取不同浓度的磷石膏充填料浆在管道输送过程中沿程阻力的变化趋势,采用剪切流变试验和环管试验对磷石膏充填料浆的流动性能进行研究。结果显示:磷石膏充填料浆沿程阻力随浓度的增加呈梯度增长,且浓度越高阻力增长越快。在既有充填管网和充填配比情况下,当磷石膏充填料浆管输流量低于190 m3/h时,50%～54%质量浓度的充填料浆沿程阻力变化不大,充填料浆质量浓度可提高至54%进行管道输送。鉴于充填管网的复杂性、弯头和坡度等均会导致充填管道输送总阻力损失的增加,充填系统设计须留有余量。

多相流试验环道的水力摩阻系数评价

对石油大学(北京)多相流试验环道测试段进行了标定,在水力光滑区,当雷诺数大于0.3Re_1(Re_1为光滑区与混合摩擦区的临界雷诺数)后,发现现有光滑管摩阻系数公式的计算值与实测值误差一般在5％～16.7％之间,误差随雷诺数的增大而单调增加,已不适用精密试验环道的水力计算,而考虑管壁粗糙度的Colebrook公式能很好地拟合试验数据。对几个常用的光滑管摩阻系数公式进行了分析与评价,提出了这些公式的合理使用范围。

清洁压裂液摩阻特性研究

在流动回路中研究了清洁压裂液的摩阻特性,对比了不同流速下胍胶压裂液和CFF清洁压裂液的摩阻系数。在相同流速下,CFF清洁压裂液比胍胶压裂液有更低的达西-韦氏摩擦系数。经过十余口井的现场施工试验验证数据表明,CFF清洁压裂的确具有十分优良的降摩阻性能,其降阻率可达78%以上。这种独特的性能对于深井压裂、小管柱压裂施工中降低摩阻减轻设备负荷,提高压裂水马力具有重要意义。

纤维泊松收缩对陶瓷基复合材料疲劳迟滞回线的影响

采用细观力学方法研究了纤维泊松收缩对陶瓷基复合材料迟滞回线的影响。采用库仑摩擦法则描述脱粘区界面剪应力分布,结合拉梅公式得到了界面脱粘区和粘结区的细观应力场。根据卸载与重新加载时纤维相对基体滑移机制,分析了加、卸载纤维轴向应力分布,假设纤维轴向应力在界面脱粘尖端连续得到了初载时界面脱粘长度ls、卸载时界面反向滑移长度y以及重新加载时界面滑移长度z′,讨论了纤维泊松比、纤维体积百分数和界面摩擦系数对加卸载界面滑移长度、迟滞回线的影响。由于考虑了纤维泊松收缩的影响,预测的迟滞回线面积及卸载残余应变大于Pryce-Smith模型预测值。

金属橡胶弹性迟滞回线的一种新的建模方法

金属橡胶作为一种干摩擦阻尼材料,其阻尼特性在很多领域得到了应用.在振动防护领域,通常用金属橡胶阻尼元件的迟滞回线来描述金属橡胶的干摩擦阻尼特性.本文提出了一种描述迟滞回线的数学方法,该方法采用泊松分布来描述金属橡胶材料内部金属丝之间的接触点运动状态,并针对不同的振幅对金属橡胶力学本构关系中的参数进行了求解.与现有方法相比,该方法能够更加准确地描述金属橡胶的非线性迟滞特性.