核电站蒸汽发生器维修机器人控制系统设计

针对一种用于核电站蒸汽发生器水室内辅助检修任务的6自由度作业机械臂,对其控制系统和运动轨迹规划进行设计研究.分析作业机械臂的工作环境和检修任务需求,设计了机器人的控制系统;对作业机械臂进行关节空间轨迹规划和笛卡尔坐标系轨迹规划,实现作业机械臂的点对点运动和连续路径运动,并利用深度相机和霍夫变换圆检测原理实现作业机械臂末端对管板圆孔的定位;对作业机械臂进行了轨迹规划运动实验和圆孔定位实验,结果表明,作业机械臂能够实现直线、圆弧轨迹运动和管板圆孔识别定位,满足蒸汽发生器的全方位检修要求.

深埋非圆形地下洞室围岩应力解析分析的“当量半径”法

受施工方法与施工手段的限制,常见的地下洞室断面形状都是矩形、直墙半圆拱形等典型的非圆形断面形式。限于目前弹塑性力学和岩石力学的发展水平,除椭圆等极少数非圆形地下洞室周边的应力分布有理论解析解外,其它非圆形地下洞室周围的应力分布都缺乏精确的理论解析解,直接影响了地下洞室的围岩稳定性分析和支护形式与支护参数设计。本文在全面分析影响地下洞室围岩稳定性主要因素的基础上,系统论述了地下洞室深埋的3重含义;分析了采用外接圆半径法进行非圆形地下洞室周围应力分布理论分析时存在的主要问题;提出了以"当量半径"为特征尺寸的等面积虚拟圆来替代实际非圆形地下洞室的简化方法和"当量半径"的计算公式,为非圆形地下洞室的围岩稳定性分析和支护形式与支护参数设计提供了科学的理论依据。

基于损伤模型的圆形洞室矿震分析

采用应变损伤模型对圆形洞室矿震的发生进行了解析分析,得到了发生矿震的洞室临界塑性区深度和临界作用力,得出损伤内变量 k0,kc是决定圆形洞室矿震发生的重要参数。

环模式秸秆压块机的结构分析

介绍了环模式秸秆压块机的工作原理和总体机构。传动机构和进料机构采用"一根轴",压缩室内压轮采用双压轮对称布置,环模采用组合式环模结构。结构分析表明,环模式秸秆压块机结构简单、工作效率高、环模便于维修和更换、成本较低。对此结构的分析研究为压块机的优化设计提供了重要理论参考。

导流洞改为旋涡式竖井溢洪道综合研究

结合我国一些水电站工程，对导流洞改建为旋涡式竖井溢洪道进行了综合研究。首次采用了压力短进水口出流为急流的引水道分别同涡井和涡室两种旋涡结构的连接型式，通过水工模型试验优选涡井（室）体型，并系统地研究其设计方法和水力学特性，为今后旋涡式竖并溢洪道设计提供了依据。

多级离心泵环形吸水室水力设计优化与数值计算

根据某多级离心泵设计要求,按环形吸水室水力设计方法,设计8种几何参数不同的吸水室设计方案。采用Pro/E软件对吸水室进行三维造型,采用非结构化进行四面体网格划分,采用标准k-ε湍流模型进行数值计算。计算结果表明,水力损失随流量的增大而增大,吸水室进口直径D进对吸水室收缩段流态影响显著。小流量时,8种方案的水力损失差别不大,而大流量时,8种方案的水力损失差异较大。在大流量工况,进口直径越大,则水力损失越小;出口直径越小,则水力损失越大,但影响的效果不明显;环形空间采用弧形结构是降低水力损失的一种有效措施。因此,在选择最优设计方案时,应结合水力和结构两方面因素加以综合考虑。

不同吸水室对离心泵空化性能的影响分析

由于吸水室的几何形状决定了叶轮进口的速度分布,对泵空化性能具有重要的影响。针对一单级单吸离心泵配套的直锥形、半螺旋形、环形3种不同结构的吸水室,采用数值方法研究分析3种不同结构的吸水室内部流动变化对离心泵空化性能的影响。结果表明:直锥形吸水室相比于其他2种吸水室,对叶轮空化性能影响最小,初生空化发生在与蜗壳隔舌对应流道的下一个流道的叶轮叶片进口背面。半螺旋形吸水室出口速度增加且不均,液体以较高速度流入叶轮,使得对应径向位置的叶片进口背面首先发生初生空化。环形吸水室左右两侧内均产生漩涡与回流等现象,吸水室出口处靠近入口侧速度较大,使得叶轮叶片进口背面压力减小易于发生空化。在临界空化工况下,半螺旋吸水室与环形吸水室叶轮进口处产生的空泡在流道进口之间发生蔓延,其环形吸水室叶轮进口最为明显,对泵空化性能影响最大。该研究结果对泵叶轮进口流动设计和吸水室结构设计具有一定的理论价值。

内粘聚力软化的圆形硐室围岩弹塑性分析

基于莫尔-库伦准则,考虑岩石材料的软化特性,用内粘聚力随有效塑性应变呈非线性软化的模型推导出硐室围岩塑性软化区半径、硐室位移、围岩内任意一点的应力状态以及围岩压力的解析计算公式。所得的研究成果符合实际情况。以著名的卡斯特奈公式为特例,根据岩石力学性质试验结果和实际工程情况,合理确定软化参数η,可正确地确定围岩压力的大小,从而合理地选择支护结构。通过算例分析了软化与卡斯特奈公式对计算结果的影响。

对称半螺旋形吸水室对多级离心泵汽蚀性能的影响研究

为提高环形吸水室的节段式多级离心泵的抗汽蚀性能,采用对称分布的半螺旋结构对环形吸水室进行水力优化,并对优化前后的多级离心泵进行数值计算和流场分析,最后进行汽蚀试验验证。研究结果表明,优化后的环形吸水室的流场结构有了较明显的改善,增大了首级叶轮叶片入口边的压强,提高了泵的抗汽蚀性能。经汽蚀试验验证,泵的汽蚀性能完全达到设计要求。

汽车空调修正型线涡旋压缩机压缩腔模型特色

总结了任意圈数涡旋压缩机型线啮合压缩腔对数的取值方法。针对渐开线型线始端采用对称圆弧加直线修正的汽车空调涡旋压缩机,分析了修正型线啮合过程的特殊性,提出了次压缩腔和中心压缩腔轴向投影面积的计算方法并建立了数学模型。根据型线始端修正后涡旋壁厚不再随主轴转角变化的本质特征,提供了一种简明的中心压缩腔容积计算方法。所建立的压缩腔容积计算数学模型完善了对称圆弧加直线修正理论。在此基础上,可以进行修正角的最优化设计并能预测修正型线涡旋压缩机性能。

分数阶微分流变模型圆形硐室黏弹塑性分析

基于分数阶微分黏弹塑性流变模型,同时考虑受硐室掌子面影响的围岩应力释放效应,根据Laplace变换、分数阶微积分理论、Mittag-Leffler函数,推导了圆形硐室黏塑性区半径、应力、位移的理论解。将理论解与西原本构模型解进行对比,证明了分数阶模型解的合理性。分析结果表明:黏塑性区半径、洞壁环向应力的分数阶微分模型解和西原模型解随时间最终都趋于稳定,两种解法在稳定前有一定差异,稳定后大小相同;一定范围内,掌子面对围岩变形具有一定抑制作用,越靠近掌子面,黏塑性区半径和洞壁径向位移越小;流变特征对硐室围岩黏塑性区环向应力的影响较大,离硐室圆心越近,影响效果越明显,而黏塑性区径向应力和黏弹性区环向应力、径向应力受围岩流变的影响较小。

煤油/氧气预爆器爆震波特性研究

为了解决液态煤油旋转爆震发动机短距离快速起爆问题,进行了煤油/氧气预爆器方案设计。此方案包括双级轴向旋流和离心喷嘴匹配方案、半圆轴向垂直预爆管和圆管切向预爆管等设计,建立了液态煤油/氧气预爆器爆震波特性试验台。探讨了不同工作时序、当量油气比、预爆管结构等对预爆器爆震燃烧特性的影响。结果表明,预爆器产生的爆震波压力达到4.0MPa以上,爆震波传播速度高于1300m/s,液态煤油/氧气最佳当量油气比存在于0.6~0.73之间一点。对比半圆轴向垂直预爆管和圆管切向预爆管,圆管模型爆震波压力明显高于半圆管模型,而传播速度却低于半圆管模型,圆管模型整体存在着前导激波的生成,而半圆管模型却在生成的爆震波后方有明显的压力波动现象。

锤片式粉碎机三角形筛片的设计及试验研究

环筛式锤片饲料粉碎机工作中,粉碎室内空气-物料环流层的存在严重影响粉碎机性能。为此,设计了一种三角形筛片代替传统环形平筛,以构成异形粉碎室,进而破坏环流层、改善粉碎机性能。首先根据工程流体力学流道截面理论,分析了三角形筛片异形粉碎室内的气流运动特性及对粉碎机性能的影响,在此基础上进行试验研究,验证了三角形筛片可有效改善粉碎性能。基于粉碎性能试验结果,分析了三角形筛片结构参数(顶角角度、高度及间距)变化对粉碎性能的影响规律。结果表明:采用三角形筛片可使粉碎机性能有效改善,尤其当三角形顶角为110°、高度为4mm、间距为7mm时,粉碎效果最佳,生产率比环形平筛增加22.70%,度电产量增加29.40%,温升降低39.10%。

加载速率效应下圆形硐室岩爆特征模拟试验研究

利用RLW-3000伺服岩石力学试验系统,对深部高应力条件下的圆形硐室岩爆过程进行室内双轴加载模拟试验研究。通过研究不同加载速率条件下试样破坏的声发射时序特征,并结合其力学特性和宏观现象。研究结果表明:随着加载速率的增大,岩屑开始弹射时的荷载有明显的下降趋势,同时岩屑开始弹射时的时间也明显提前;模拟圆形硐室两侧岩爆的开始时间、剧烈程度有明显差别,这可能是试样的应力集中位置改变引起的,应力集中位置改变的原因可能是试样的离散性、加载偏心等,这些尚需要进一步的试验来验证;加载速率会影响岩爆的孕育时间、剧烈程度。速率越大岩爆的孕育时间越短,同时岩爆也越剧烈,且岩爆时声发射的振铃计数率、累计振铃计数、能率、累计能量陡增点越提前,最大值也越大。研究内容对研究岩爆过程中加载速率的作用具有重要意义,同时为预防岩爆发生提供一定的借鉴。

二维圆形截面浅埋硐室双层围岩塌落形态上限变分分析

考虑岩土体材料的非均质性,本文分析了圆形浅埋硐室顶部双层围岩塌落稳定性。在极限分析上限定理的基础上,构建圆形截面浅埋硐室双层围岩机动许可的速度场,根据Hoek-Brown非线性破坏准则及相关流动法则,推导了塌落极限状态下内能耗散功率以及外力做功功率计算式。根据虚功原理构造泛函,利用变分法求解泛函的极值,进而根据边界条件求得待定系数,并得到了塌落破坏曲面形状。参数分析表明,材料参数A和B以及容重γ的变化对破坏形状有显著影响,而单轴抗拉强度对破坏形状的影响较小。对比了极限分析有限元软件Optum G2的上限结果,两者破坏面吻合较好,由此可说明本文方法的有效性,可为浅埋隧道设计提供理论参考。

Analysis of the primary experimental results on a 5 cm diameter ECR ion thruster

An ECR ion thruster with a diameter of 5 cm has been developed and tested. Four different antenna positions were experimentally and numerically investigated, and the results suggest that the optimal location for the antenna is where it is perfectly surrounded by the electron cyclotron resonance layer. We also evaluated two different antenna configurations, and found that the star configuration is preferable to the circular configuration, and also that the circular antenna is only 40% as efficient as the star antenna. The experimental curve of the ion beam current and voltage agrees with the fitting results from the analytic solution. The simulation of the magnetic topology in the discharging chamber with different back yoke heights indicates that it needs to be further verified.

全球型水轮机大修关键技术研究与应用

以三门峡水电站1~#机组为例,探究了国内首台全球型水轮机大修的关键技术问题:以技术攻关的形式,对薄壁钢板焊接结构转轮室吊装及变形控制、水轮机转轮叶片裙边高精度修复、转轮体多功能调节支墩研制、激光测圆装置的研制等,提出了行之有效的检修方法和施工工艺,缩短了检修工期,为其他机组增容改造提供了依据,在取得巨大经济效益的同时,形成了《全球型水轮机组检修规程》(QB/SSD 01—2012)。将改造后的3#机组的稳定性监测数据与大修后的1~#机组稳定性试验监测数据对比表明:在空载以及带负荷工况下的摆度及水平振动均满足要求;上机架垂直方向振动在空载以及低负荷工况下(20 MW及以下)振动较大,1~#机组大修后与改造后的3~#机组试验数据一致,从而印证了国内首次全球型水轮机大修的成功。

装配式黏土瓦干燥室的设计

介绍了海外设计出的一种新型装配式黏土瓦干燥室。该干燥室具有占地面积少、提高干燥效率、防止坯体变形和龟裂的优点。

新型润滑油系统的应用及故障处理

介绍润滑油系统新型油箱的结构特点及工作原理。分析研究其优缺点及产生故障的原因。提出和实施相应的解决措施,为纸机高速运转保驾护航。

初容室缩短工况下的燃气弹射压力冲击平滑研究

为使初容室缩短工况下弹射压力冲击得到有效平滑,采用RNGk-ε湍流模型、有限速率/涡耗散模型和动态分层动网格技术,建立了耦合导弹运动、二次燃烧和环形隔板障碍物的数值流动模型。在实验数据验证模型可靠性的基础上,分析了初容室缩短200mm及布置环形隔板后流场特性的变化,研究了在初容室缩短工况下,环形隔板平滑压力冲击的有效性。结果表明:初容室缩短200mm时,燃气反射点向筒轴线靠近,导流锥下部的回流区变小,燃气扩散进程提前;最下方隔板能有效延缓燃气向上扩散,第5个隔板对燃气有引流作用,隔板间的障碍腔有储存氧气的功能;布置高50mm的第5个隔板后,能使压力冲击得到有效平滑,此时导弹加速度峰值减小6.7%,出筒速度增加0.42%,出筒时间延迟2.85%。