大型汽轮机长叶片全工况动应力数值计算及试验研究

针对当代大型汽轮机全工况灵活性运行关注的突出问题,以哈尔滨汽轮机厂有限责任公司1000 MW等级空冷汽轮机低压末级叶片为研究对象,提出了一种长叶片动应力仿真分析方法。结合长叶片动态试验,论证了计算方法的有效性。理论分析表明,汽轮机低负荷运行工况下流动分离引起叶片表面涡激效应是叶片动应力增加的重要因素。从工程应用的角度出发,将气动流场叶片表面压力脉动值作为结构场激振力的激振因子,进而计算分析叶片在不同工况下的动应力是可行且有效的。经过多方案比较,仿真计算与试验结果取得了很好的一致性。叶片仿真和动态试验的结果表明,末级叶片最大动应力出现在20%负荷附近,叶身动应力峰值约为许用值5%,具有足够的耐振强度和安全裕度,能很好满足大型汽轮机全工况灵活性安全可靠运行要求。

弯曲载荷下管道环焊缝裂纹应力强度因子评价模型及试验验证

裂纹缺陷是众多环焊缝缺陷中危险性最大的缺陷之一。油气管道在经过地质条件较差的区域时,当遭遇自然灾害,管道除内压作用外,还会承受额外的弯曲载荷,由此引起的大跨度管道弯曲变形容易引起环焊缝裂纹扩展,导致管道破裂。基于大量环焊缝裂纹有限元数据,拟合出了裂纹尖端应力强度因子的工程评估公式。按照子模型分析方法可以快速获得有限元结果数据且能保证精度,是一种高效获取全尺寸弯曲管道中裂纹应力强度因子拟合数据的方法。结合API 579中提供的环向裂纹应力强度因子理论公式,对应力强度因子计算公式进行了拟合,裂纹尺寸范围为0.03<a/c<0.2,0.27<a/t<0.54,对应的最大误差为4.86%。通过全尺寸弯曲试验,验证了裂纹扩展时对应的公式临界位移精确度可达5.49%,公式临界远场应变精确度可达4.95%。

超强薄壁钢管双排脚手架承载性能研究

目的 研究不同搭设参数对超强薄壁钢管双排脚手架承载力的影响,提出一种稳定承载力计算方法。方法 对2组足尺模型进行静力破坏试验,结合结构体系特点,建立考虑杆件初弯曲以及扣件半刚性的有限元分析模型;基于试验结果对数值模型进行验证,并对其进行参数化分析;通过改变搭设参数研究连墙件设置方式、立杆步距、扣件扭转刚度对架体承载力的影响;基于单杆轴压稳定公式提出架体承载力计算方法。结果 在极限承载力相同的情况下,超强薄壁钢管双排脚手架相比传统Q235钢管脚手架质量约降低82.7%,成本约降低70.6%;步距、连墙件设置方式、扣件扭转刚度对承载力有显著影响。结论 超强薄壁钢管双排脚手架体系具有轻质高强、施工效率高、节约成本等优点,有限元和试验结果较为吻合,提出的简化计算公式可为此类结构的设计提供理论依据。

基于全因子试验碱液循环泵固液两相流数值计算与性能预测

通过全因子试验设计并结合欧拉-欧拉多相流模型对碱液循环泵进行全流场固液两相流动数值模拟,对含不同颗粒直径(0.2,0.6,1.0 mm)、不同颗粒体积分数(5%,15%,25%)和不同颗粒密度(2400,2800,3200 kg/m^(3))时碱液循环泵的外特性数值解进行定量分析.结果表明:颗粒体积分数以及颗粒体积分数与颗粒密度的交互作用对碱液循环泵外特性影响较大;颗粒直径与颗粒密度作为与颗粒质量相关的量,对流场的作用也较为相似.建立了不同颗粒属性与碱液循环泵外特性相关的数学模型,并对碱液循环泵输送含有固相颗粒介质的外特性进行定量数值预测,为碱液循环泵的水力设计提供了理论参考.

虚拟环境中最佳观察视场角的实验研究

虚拟环境视场角的设置对其能否真实地模拟现实场景和被试者对其中目标判断 (即大小和角度判断 )有很大的影响 ,为此文章进行了最佳的观察视场角的实验研究。首先选定被试并在基于PC平台的虚拟现实工效学实验系统上进行一定人次的预实验 ,确定虚拟环境中进行实验时观察任务的差别和视场角的影响等级 ,然后 4 5名被试头戴头盔进行单因素、4水平的完全随机实验。方差分析表明 ,虚拟环境中视场角设置对人的判断工效具有显著性影响 ,同时 ,当视场角为 6 0°时 ,被试对其中目标判断的准确性最大。因此 ,利用VR技术进行工效设计、操作训练或其他任务的研究时 ,应考虑视场角的作用 ,它的值宜取 6 0° 。

火灾节流过程参数变化时序及其影响因素的研究

巷道火灾节流过程中各物理参数变化时序是正确模拟非稳态火灾过程和救灾决策的基础。通过实际规模的火灾试验,三维布点,自动采集数据。研究揭示:节流发生的时段为着火初期燃料挥发分的快速释放和燃烧的数分钟以内;此时,烟温小于330℃,升温速率为138℃/min,耗氧速率为3.4%/min,阻力的响应速率为8.5Pa/min;着火分支节流函数的最小值为0.83,其入口风速滞后下降速率为1.67×10-3m/s2;温度峰滞后于氧气浓度谷点、节流函数最小点和阻力峰的时间分别为1.6min,4.2min和5.6min,使用温度峰值计算最大阻力的传统方法是错误的。提出了描述节流度的定量方法,并导出了影响节流效应的因素为系统和风机特性参数、火灾发生的位置、比燃料消耗速率、火风压和热阻的方向及增长速率。

融合协同的军工电子软件测试体系架构研究

针对雷达软件等军工电子软件测试过程中质量要素覆盖不全、软件全生命周期质量保障不足、关注实战化场景的测试验证不充分、软件测试数据分散等问题,结合雷达等军工武器装备的软件特征,从体系标准、监测指标、工具平台、知识管理等方面入手,形成了融合与协同的军工电子软件测试体系架构,并在多个重点型号产品研制过程中落实,较有效地提升了软件测试的充分性和效率,以及产品软件的质量,为雷达等重点型号产品在实战化背景试验、航天发射等重大工程中综合效能的发挥提供保障。

T型全流触探仪机理分析及海洋工程应用综述

随着近年来中国海洋开发的不断深入发展,海洋工程设计时对于海洋土承载能力及循环荷载效应的勘测提出了更高的要求。由于从深水地区回收土样进行室内试验的难度和成本过高,海洋岩土工程设计参数的确定往往依赖于现场原位测试技术。回顾了海洋静力触探技术的发展历程,介绍了一种适用于海相软土的全流触探仪。总结了国内外学者对全流触探仪的理论及试验研究,包括贯入阻力与软土不排水抗剪强度之间的关系、循环贯入试验对重塑土特性的评价以及通过数值模拟得出T型全流触探仪的阻力系数等。最后,对全流触探仪发展提出了展望。

PISA式汉语阅读测验的编制与维度评价

PISA测验着眼于学生的终生发展,其测验编制思想给各国教育评价带来了深刻的变革。本研究在PISA阅读测验理论与框架基础上,编制了PISA式汉语阅读测验。该测验包含三篇阅读材料,共18个测验项目。通过对测验难度、区分度、信度、效度的检测,并使用全息Bifactor模型进行维度评价。结果表明,编制的PISA式汉语阅读测验难度适中,具有较好区分度,信效度基本合格。同时,基本达到PISA对阅读测验能力结构的要求,较好地考查了学生的一般阅读理解能力,以及信息提取、文本解释、反思和评价等三个子维度的能力。

沉管隧道火灾烟气温度分布特征试验研究

文章以港珠澳海底沉管隧道为原型,通过建立足尺隧道火灾试验平台,开展实体隧道火灾试验,研究了不同试验工况下隧道内烟气温度随时间的变化规律,着重分析了燃烧稳定阶段温度沿隧道空间的分布特征。研究结果表明:纵向风速、燃料类型、火源规模和火源位置是影响隧道内烟气分布特征的主要因素;另外,从应用角度,分析了燃烧达到充分发展阶段时不同工况下高温烟气的蔓延范围对人员逃生及救援设施布置情况的影响,并提出了人员危险范围及设备建议安装高度。

基于曲面响应分析的混流式多级泵优化设计

针对混流式多级泵结构参数众多,内部流动复杂,效率提升困难的问题,基于雷诺时均N-S方程,建立了混流式多级泵性能数值预测方法,并对其叶轮叶型进行优化设计。首先对首级叶轮几何参数优化设计,并进行全因子试验,发现线性回归方程失真,进而在初步设计方案的基础上增设星号点进一步设计试验,最终完成曲面响应的优化设计并绘制响应面图形,并进行了多个流量工况的五级泵数值预测和试验验证。研究结果表明:基于曲面响应求解的回归方程能准确预测叶轮参数,与优化模型数值计算结果相比效率预测偏高0.1353%,扬程预测偏低0.02573 m,误差均小于1%;拟合回归方程时,单因子对效率的影响顺序为D(0.012)﹥B(0.061)﹥A(0.133)﹥C(0.448),单因子对扬程的影响顺序为D(0.000)=B(0.000)﹥A(0.101)﹥C(0.151),B(叶轮叶片中间流线进口安放角)和D(叶轮叶片出口安放角)是影响效率和扬程的强显著因子;单级泵与五级模型泵两者效率特性曲线近似平行,扬程特性曲线在0.8Q_(d)~1.2Q_(d)范围内基本一致,说明以单级叶轮优化为基础对多级泵进行优化设计的方法可行。

全因子试验方法在薄带连续铸轧中的应用

为了探究薄带连续铸轧工艺的参数与Kiss点高度的关系方程,采用全因子试验方法与有限元数值模拟建立计算Kiss点高度的数学模型。从模型回归项的F值、P值、决定系数及残差分析等方面进行了显著性分析,得出的响应面模型具有显著性,能够较好地拟合试验数据。对拟合的试验数据进行三维响应面分析,并系统地研究了浇注速度、浇注温度和辊缝宽度对于熔池内Kiss点高度的影响。结果表明,通过全因子试验方法所得结果建立的数学模型具有真实性和可靠性。利用该数学模型得到结晶辊Kiss点高度沿轴向的变化规律,通过分析发现,由于辊形的变化,结晶辊中部和端部的Kiss点高度较其它位置偏高。

抑制聚甲醛齿轮塑件缩孔的工艺参数研究

针对田口试验难以掌握主要影响因素相互作用的缺点,采用全因子试验方法研究抑制聚甲醛齿轮缩孔的工艺优化方法。根据因素初筛及实践经验确定试验变量,按随机化和划分区组等要求开展试验,计算标准化效应,确定因子交互作用,优选成型工艺参数并开展成型试验,验证方法的可靠性。研究结果表明增大保压压力、降低熔体温度可以较好地抑制齿轮缩孔缺陷,且保压压力与熔体温度没有显著的交互作用,可以独立设置两2个工艺参数。

节能型焦化污水生物脱氮新工艺影响因素的生产性试验研究

焦化污水是焦化厂炼焦、煤气净化和化产回收过程中产生的,其氨氮含量高,有机物可生化性差,是难处理的工业污水。采用节能型生物脱氮新工艺处理黑龙江某焦化厂污水处理站的焦化污水,对其影响因素进行了生产性试验研究,确定了主要单元的操作参数。采用该工艺处理后的出水达到了国家污水综合排放标准(GB8978-1996一级),并可回用于熄焦。

基于有限元法的大豆种子碰撞模拟分析

针对大豆种子在脱粒过程中与脱粒机械部件碰撞导致其机械性损伤而影响出苗的问题,基于合农60品种参数统计的结果,利用有限元法模拟大豆种子的碰撞过程,分析其内部应力分布与位移形变随时间的变化。首先,通过全因素试验分析碰撞速度及接触半径对最大应力及最大位移的影响。结果表明,在信度水平为0.01时,对于最大应力和最大位移试验指标,接触半径和碰撞速度两因素对其影响都极显著;其次,研究了不同大豆种子体积对最大应力及最大位移的影响。在长度、宽度和厚度方向的撞击过程中,随着大豆种子体积的增大,撞击过程中最大应力都呈现先增大再减小的趋势;随着大豆种子体积的增大,撞击过程中最大位移都呈现线性增大的趋势。

多平面焊接相贯节点应力集中影响因素探讨

多平面焊接相贯节点的应力集中程度直接关系到其动力性能的优异。基于静力足尺试验和有限元数值模拟,针对太原火车南站候车厅屋盖结构代表性节点——68#节点进行分析,主要探讨了6种加载工况、节点代表性支管G3/G8壁厚改变对其应力集中程度的影响和分布规律。研究结果表明:足尺静力试验和数值模拟所得相贯节点应力集中系数基本一致;6种加载工况对焊接相贯节点应力集中程度差异明显,尤其以节点空间同时加载影响最小;支管G3/G8壁厚改变对主、支管应力集中程度影响不同,支管敏感性高于主管且与其壁厚成负相关。

中走丝线切割加工薄壁件变形试验研究

为研究电火花线切割加工薄壁件过程中加工参数对薄壁件变形量的影响,采用全因素试验结合部分析因分析的方法,以薄壁件变形量为衡量指标,分析了脉宽、脉间、壁厚及薄壁宽度对变形量的影响规律。试验发现:薄壁件变形量随着脉宽的增大而增大,随脉间的增大而减小;壁厚较大的试件,变形量较小;一定条件下,薄壁宽度对变形量影响不大。对试验数据进行部分析因分析可知,各参数影响薄壁件变形量的主次顺序为壁厚>脉宽>脉间>薄壁宽度,其中主要的影响因素为壁厚、脉宽及该两因素的耦合作用。

中药整体质量控制标准体系构建和中药一致性评价步骤

阐述中药整体质量控制标准体系构建方法和中药一致性评价核心方法,提出中药拉平投料基本操作方法;阐述中药标准制剂概念和构建方法,剖析中药5种质量控制模式基本内涵,指出中药标准制剂控制模式的优越性和先进性;增加【定量指纹检查】项是控制中药整体质量批间一致性的关键;用宏定性相似度(Sm)> 0.90,宏定量相似度(Pm)在80%～120%作为整体控制方法是提升我国中药整体质量的首要前提;用中药紫外全指纹溶出度测定法监控中药主组分化学指纹的整体溶出行为的一致性。可见,基于系统指纹定量法的标准制剂控制模式和拉平投料技术是实现中药整体质量批间一致性控制的保证和检验中药主组分物质的整体质量平衡传输的有效方法,可实现中药整体质量批间一致性的控制;基于三固色谱柱和指纹系统定量校正因子校正,采用《中国药典》指标成分的精准定量和标准指纹图谱整体定量检查法可实现中药整体质量批间一致性的宏观定量的精准控制;中药紫外全指纹溶出度测定法能代表中药所有主组分的溶出度,其在中药固体制剂工艺一致性评价中具有高效、便捷、准确和可靠的特点。

飞机结构耐久性严重谱下疲劳分散系数研究

疲劳分散系数是使用载荷谱下的飞机结构寿命可靠性指标,用于描述疲劳分析和试验结果的可靠度。军用飞机结构强度规范(GJB67.6-2008)规定,当采用平均谱进行耐久性分析时,分散系数一般取4,对应99.9%可靠度;而当采用严重谱进行分析时,分散系数在2~4之间,但具体值并未明确。参考了大量的相关资料,在载荷谱造成的疲劳损伤与结构临界损伤值均服从对数正态分布前提下,对疲劳分散系数进行理论推导,并结合疲劳试验寿命分散性研究结果,明确了耐久性严重谱下结构寿命的疲劳分散系数,为国内将耐久性严重谱应用于军机结构疲劳设计和全尺寸疲劳试验打下了基础。