Warm bending mechanism of extrados and intrados of large diameter thin-walled CP-Ti tubes

In order to develop the warming bending technology of the large diameter thin-walled（LDTW） commercial pure titanium alloy CP-Ti tubes, the warm bending mechanism of the extrados and intrados of LDTW CP-Ti tubes was researched. By EBSD analysis and Vickers hardness test, the changes of microstructure and strength of the tubes at different bending temperatures of 293, 423 and 573 K, were analyzed. The results show： 1） The extrados of the bent tube deforms mainly by slip, along with few twinning, and the preferred orientation is similar to that of the initial tube; the intrados of the bent tube experiences compression deformation mainly by {1 012} tensile twinning, and the twinning makes the preferred orientation of wall materials change sharply. 2） The Vickers hardness values of both the extrados and intrados of the samples after bending increase greatly; the Vickers hardness values of the intrados are much higher than those of the extrados, and Vickers hardness values of the RD-TD planes are always higher than those of the RD-LD planes, which are related to the different deformation mechanisms.

Effects of process parameters on numerical control bending process for large diameter thin-walled aluminum alloy tubes

Numerical control(NC) bending experiments with different process parameters were carried out for 5052O aluminum alloy tubes with outer diameter of 70 mm, wall thickness of 1.5 mm, and centerline bending radius of 105 mm. And the effects of process parameters on tube wall thinning and cross section distortion were investigated. Meanwhile, acceptable bending of the 5052O aluminum tubes was accomplished based on the above experiments. The results show that the effects of process parameters on bending process for large diameter thin-walled aluminum alloy tubes are similar to those for small diameter thin-walled tubes, but the forming quality of the large diameter thin-walled aluminum alloy tubes is much more sensitive to the process parameters and thus it is more difficult to form.

Influences of the inner diameter of the solid shielding tube on the characteristics of the radio-frequency cold atmospheric plasma jet

Active control of the local environment of the cold atmospheric plasma(CAP) jet is of great importance in actual applications since the CAP operates in an open atmosphere with the inevitable entrainment of the surrounding cold air. In this paper, the solid shielding effects of the cylindrical quartz tubes with different inner diameters on the characteristics of the CAP jets driven by a radio-frequency(RF) power supply are studied experimentally. The experimental results show that the total length of the shielded plasma jet can be increased significantly by an appropriate combination of the quartz tube inner diameter and that of the plasma generator nozzle exit with other parameters being unchanged. This phenomenon may be qualitatively attributed to the loss of diffusion of the charged particles in the radial direction under different inner diameters of the quartz tubes. Compared with the plasma free jet, the plasma shielding jet is produced with optimized parameters including longer plasma jet length, higher concentrations of chemically reactive species, higher rotational, vibrational, and electron excitation temperatures when the inner diameters of the solid shielding tube and the generator nozzle exit are the same. A maximum plasma jet length of 52.0 cm is obtained in contrast to that of 5.0 cm of the plasma free jet in this study. The experimental results indicate that the solid shielding effect provides a new method for the active control of the local environment of the RF-CAP jet operating in an open atmosphere.

流体在微小管径中的流量检测方法研究

随着国内半导体等精密制造业的发展,对于微小管径的计量需求不断增加。为弥补国内在微小管径的流量计量方面的不足,提出一种与温度无关的超声波测量微小管径的液体流量计设计方法。首先,阐述了超声波测量流量的原理,详细解释了基于超声信号特征点计算飞行时间的方法,然后根据测量精度要求保证了信号时序的同步,通过以STM32控制器为核心的样机实现了流量数据的实时测量,最后,搭建测量实验平台,验证该方法的有效性。以DN4管道进行液体流量检测实验,实验结果表明流量范围为5~50 mL/min时,测量相对误差均在2.0%以内,流量范围为50~800 mL/min时,测量相对误差均在1.5%以内,满足工业生产要求,具有较好的实用性。

冷端管径对高压节流型涡流管性能影响分析

冷端管径(D_(c))是影响涡流管性能的重要因素之一,基于12 MPa的高压节流工况,以CH_(4)为计算工质,建立物理模型,改变D_(c)为36、38、40、42和44 mm。对比发现:随着D_(c)增大,冷端内旋气体温度逐渐下降,制冷效果提升;热端外旋气体温度先增加后下降,D_(c)=40 mm时制热效果最佳。反映出D_(c)与制冷效果呈正相关,但对制热效果存在最佳值。当D_(c)增大时,内旋气体总压下降幅度逐渐平缓,利于节流;在D_(c)≥40 mm时,外旋气体总压下降幅度变大,且变化不规律,节流时有损调节阀使用寿命。另外D_(c)=44 mm时,外旋气体速度变化规律异常。所以根据工况需求,可控制D_(c)尺寸来调节涡流管制冷制热效果。

圆形截面钢管混凝土受弯构件塑性发展系数的双因素计算模型研究

为了综合考虑截面几何和材料特性对圆形截面钢管混凝土(CFST)受弯构件抗弯强度的影响,选择截面厚径比和材料强度比作为自变量,研究建立了圆CFST受弯构件截面塑性发展系数的二元函数计算表达,并建立了截面抗弯强度计算模型。首先在确定厚径比和强度比取值范围的基础上,设计1 656个圆CFST受弯构件的数值模型,利用纤维模型法计算确定每个构件的截面抗弯强度和塑性发展系数。然后选择截面钢管壁厚与外径之比、钢管强度与核心混凝土强度之比作为自变量,通过回归分析建立圆CFST构件的截面塑性发展系数的二元函数表达式,据此提出了圆CFST构件截面抗弯强度的计算模型。最后通过与试验数据、现行设计规范和研究文献中不同计算模型进行对比分析,验证了建立的圆形截面钢管混凝土受弯构件的截面塑性发展系数和抗弯强度计算模型具有更高的精度和适用性。

临时支撑管辅助下腹腔镜一期缝合在治疗细径胆总管结石的应用

目的 探讨胆总管内置入临时支撑管辅助下完成一期缝合在腹腔镜细径胆总管探查术中的可行性及安全性。方法 回顾分析我院肝胆科2019年3月至2023年3月63例胆总管直径在0.5~0.7 cm范围内的细径胆总管结石合并胆囊结石患者,采用腹腔镜下胆总管内置入临时支撑管辅助一期缝合的患者的临床资料。结果 63例细径胆总管结石患者均完成腹腔镜下临时支撑管辅助一期缝合。手术时间平均(86.5±26.2)min,术中胆总管一期缝合时间平均(16.5±3.2)min,术后3例患者发生胆漏,于术后3~7 d停止。术后3个月、6个月、12个月门诊复查B超及肝功,未发现患者并发胆总管狭窄及肝功异常及胆总管结石复发。结论 对于细径胆总管结石合并胆囊结石患者,采用腹腔镜下胆总管内置入临时支撑管辅助一期缝合,是安全可行,具有临床应用价值。

小径管X射线焊缝图像缺陷识别算法

针对小径管X射线焊缝图像缺陷检测精确率低的现状,通过对图像进行特征分析并结合稀疏字典学习,提出一种基于图像分割的小径管焊缝图像缺陷检测算法.首先,对小径管焊缝图像进行两步图像分割获得感兴趣区域;其次,提取焊缝缺陷,得到缺陷疑似局部图像;最后,提出以不同类型原子间相关性最小为目标的小径管焊缝缺陷字典矩阵数学模型并使用K-SVD算法进行求解,利用该字典矩阵实现圆形缺陷、线形缺陷和噪声的分类鉴别.为提高系统实时性,使用并行编程对图像分割算法进行加速.结果表明,改进后缺陷字典矩阵对圆形缺陷识别成功率为0.974,线形缺陷识别成功率为0.967,且具有较快的识别速度,实现了小径管焊缝图像缺陷的有效识别.

用于风电钢塔筒的加劲钢管压弯性能试验研究

薄壁圆钢管广泛应用于风电机组锥筒型钢塔筒中,其在径厚比较大时易出现局部失稳,进而导致塔筒承载能力下降。该文提出了一种可用于风电钢塔筒的纵向加劲钢圆钢管结构形式,并进行了6个试件的压弯加载试验,以研究加劲肋形式及径厚比大小对加劲圆钢管压弯性能的影响。试验结果表明:在相同用钢量下,加劲肋有效改善了钢管的局部屈曲,改变了结构的破坏形态,增大了钢管的塑性发展程度,从而提升了钢管的承载力及延性,其中T型加劲肋的增强效果更为明显。并将试验模型与有限元建模进行对照,互相验证了准确性。最后使用现有设计标准对试验结果进行了初步评估,无加劲肋试件与各设计标准吻合良好,但现有计算方法低估了加劲试件的承载力。

负压排水法处理工程泥浆的室内模型试验

现有传统处理工程泥浆的方法存在耗时、耗能、昂贵等缺点,而负压排水法具有绿色节能、施工简单、有效提高排水速率等特点。进行了负压排水法处理工程泥浆的室内模型试验研究,对其可行性进行讨论分析。通过使用自制试验箱和负压虹吸装置进行试验,并在虹吸管内连接测压表对装置负压实时监测。试验结果表明:在排水管内径为4 mm的前提下,负压排水能长期稳定进行;负压大小、排水效率都与排水高差呈正相关,且负压排水法处理小厚度泥浆效果较好,处理大厚度泥浆效果则会稍差。用该方法处理工程泥浆高效且免动力,可运用于实际。

房间空调器小管径室外换热器流路优化

随着空调器的快速发展和国际铜价的持续升高,制冷空调行业采用的换热器在向着小体积、低成本发展的过程中往往面临着性能衰减的技术瓶颈。为突破此瓶颈,以一款冷暖型房间空调器翅片管式室外换热器为研究对象,将其换热管外径由7 mm减小至5 mm并在此基础上优化其流路,最终实现Φ5 mm换热器性能达到初始样机水平并有效降低换热器成本。首先,分别在5种标准工况下测试初始样机性能;然后,利用CoilDesigner软件来分析小管径化对换热器性能的影响,仿真结果表明,在不改变流路布置的情况下,Φ5 mm换热器的换热能力略有提升,但制冷剂侧压降增大4~7倍;进一步地,有针对性地设计了5种流路布置方案来探究分路数、分路汇合位置等因素对换热器传热及压降特性的影响规律,总结了小管径翅片管式换热器流路优化的思路,并设计了3种Φ5 mm管径室外换热器流路优化方案。仿真评估3种方案的可行性后制作样机进行性能测试,实验结果表明:方案(3)性能与原换热器相当,同时其材料成本可降低34.6%。

输液器管路对输注精度的影响探究

目的探究一次性输液器管路对输液泵输注精度的影响情况,以期为临床给药指导、设备调试以及耗材选择提供一定的数据支持。方法首先测定多个品牌输液器的管路内径和弹性系数,再测量在25、50、100 mL/h设定流速情况下输液泵使用不同管径和弹性的输液器管路时的实际流速。通过分析输液器管径和弹性作为变量对实际流速的影响情况,对获取的实验数据进行单变量数据分析以及散点图绘制。对实验数据进行拟合并借助相关系数R2来衡量数据的拟合程度,分别对实际流速与管径、实际流速与弹性进行Pearson相关性分析,验证该2种因素对输液速度影响的显著性。结果研究发现,实际输注流速与输液器管路内径存在明显的正相关关系,拟合公式相关系数R2>0.95,且相关系数r>0.5,P<0.001。实际输注流速与输液器管路弹性之间并未发现明显的相关关系,拟合公式相关系数r<0.5,P>0.001。结论输液器管路内径对输液的实际速度有显著影响,而管路弹性对输液的实际速度影响不明显。

铝合金变直径管材旋弯渐进成形规律有限元模拟研究

研究设计了一种用于旋弯渐进成形的双辊柔性弯曲模,其可对管材施加较强周向约束,且成形中可自适应转动。相比传统圆弧型单辊弯曲模,新型双辊柔性弯曲模能够有效降低旋弯渐进成形弯曲力,提高成形稳定性,并抑制管材截面畸变。在此基础上,建立了铝合金管材旋弯渐进成形-回弹全过程有限元模型,并通过与柔性弯曲成形对比,分析获得了旋弯变形耦合对成形结果的影响规律,发现在旋压基础上引入弯曲工步,会引起一定程度的截面变形和壁厚不均匀现象;在弯曲基础上引入旋压工步,会减小弯曲段截面变形量,增加内外脊线壁厚差异,加剧起皱风险,减小成形后的回弹变形。

短管直径对短管蜂窝夹套传热性能的影响

基于某工程中1台干燥机的短管蜂窝夹套结构形式,通过将短管尺寸由Ф90 mm×5 mm逐渐增大到Ф135 mm×7.5 mm,建立了模型1~模型6共6种夹套流场计算有限元模型,模拟分析了各模型速度场和温度场分布特性,计算并对比了各模型在不同体积流量下的总传热系数。模拟数据表明,随着短管尺寸的增大,夹套流体域内最大流速呈持续递减趋势。随着短管尺寸的增大,夹套流体域内温度场均匀性先升后降,模型5温度场分布均匀性最佳,总传热系数最大。随着体积流量的增加,夹套总传热系数持续增大。随着短管直径的增大,夹套总传热系数先升后降,模型5总传热系数最大。综合分析表明,在一定范围内增大短管的直径,能够强化夹套传热效果。

正渗透离子截留性能的分子动力学模拟

正渗透离子截留性能的分子动力学模拟可为纳米孔材料的优化设计提供理论依据和技术指导。文章采用正渗透膜纳米通道模型,运用分子动力学模拟方法,模拟了不同孔径和亲水性纳米通道对离子的截留行为,分析了通道内离子截留率与离子水化数、离子水化半径及平均力势间的关系。结果表明:离子进入纳米通道需克服的能量势垒是由离子水化物的脱水引起,随纳米通道孔径的增大,离子水化物需脱去的水分子数减少;Na+和Cl-的截留率随孔径的增大而降低,当孔径≥1.356 nm时,二者均可通过膜纳米通道;离子进入纳米通道需克服的能量势垒、膜纳米通道对离子的截留率均随亲水性的增强而降低。

某变径管状零件液压成形加载路径优化研究

针对现有管件液压成形加载路径优化方法实用性差的问题,提出了试错仿真分析与二分法相结合的加载路径优化方法。首先,通过分析变径管的几何数模、管材力学特性及成形工艺,设计了变径管液压成形模具。其次,进行变径管液压成形实验,与仿真结果进行对比,证明了有限元模型及仿真方法的正确性。最后,利用试错仿真分析与二分法相结合的加载路径优化方法,对变径管液压成形进行加载路径优化,得到了最优加载路径,为管材液压成形加载路径优化方法的工程化应用提供参考。

连续管技术与装备在深层页岩气开发中的浅析

为了促进深层页岩气连续管技术进步,提高连续管装备在深层页岩气井的作业能力和安全水平,总结深层页岩气连续管作业技术与装备发展现状,调研深层页岩气连续管作业技术与装备面临的挑战;分析深层页岩气连续管作业技术与装备的发展需求,总结深层页岩气连续管作业技术与装备研究难点。基于此,提出了深层页岩气连续管作业技术与装备发展方向和研究建议,即配备大管径、超长下深能力连续管作业装备,推进延长下深技术发展,持续提升作业安全性,加强数字化连油建设及发挥辅助配套的作用等。同时提出了大管径、超长下深能力连续管作业装备的结构形式和现场作业流程,大管径、大容量滚筒的结构和作业模式,延长下深新作法、提升连续管作业安全性的具体措施和辅助配套的用法和配套要求,对深层页岩气连续管作业具有很强的指导意义。未来连续管应用需适应深层超深层、超长水平段、套管变形井等复杂井作业需求,是深层页岩气连续管作业技术与装备发展及现场应用的主要方向。

基于流-热-固耦合分析的数值模拟及结构优化

为解决等径T型管路应力过大问题,提出一种基于流-热-固耦合分析方法的优化方法对等径T型管结构进行优化。首先,基于流、固力学理论建立T型管多场耦合的数学模型和物理模型,对T型管内流体的速度温度变化情况和管路的等效应力的分布情况进行仿真模拟,在仿真结果的基础上对管路进行结构优化。仿真结果表明:冷热流体的压力差会导致流体产生逆流现象,从而导致管路的上游区等效应力值增大。等径T型管的最大等效应力值出现在主支管交汇的下游内壁面处。优化后管路内壁面最大等效应力值下降约14%,可以有效地延长管路的使用寿命。该方法对提高气体管路设计的可靠性具有一定的实践意义。

Influence of deformation zone length on bending radius of SS304 tubes with small diameters manufactured via free bending-based active motion

In three and six-axis free-bending equipment,the deformation zone length(A)is a fixed mechanical structure parameter modified when the relevant structure is redesigned and manufactured.In this study,a six degree of freedom(6-DOF)parallel mechanism was used as the control mechanism of the bending die,and a new method of changing the deformation zone length(A)was proposed.Firstly,an idealized geometric model of free bending-based active motion was established.Then,the influence of the deformation zone length(A)on the bending moment and the bending radius of the tube was analyzed.In addition,the finite element simulation and a kinematic model of free bending-based active motion controlled by the 6-DOF parallel mechanism were established,and bending processes of the SS304 tube with different deformation zone lengths were investigated.Afterwards,the impact of the deformation zone length(A)on the bending radius,bending moment,wall thickness,and motion of the parallel mechanism were analyzed.Finally,experiments were carried out on the free-bending equipment based on the 6-DOF parallel mechanism.Experiments verified the rules in the theoretical analysis,finite element simulation,and kinematic simulation.

上海银都路越江隧道工程总体设计

以上海银都路越江隧道工程为例,基于区域周边建设条件情况,通过对功能定位和服务对象的分析,结合交通流量预测结果论证工程车道规模,明确通道采用的主要技术标准,并重点对通道的总体方案、平纵横布置及关键节点设计等内容进行详细的分析。该隧道采用直径15 m双管双层超大直径盾构断面下穿黄浦江,可为同类水下盾构隧道设计提供借鉴。