High speed cutting of AZ31 magnesium alloy

Using LBR-370 numerical control lathe,high speed cutting was applied to AZ31 magnesium alloy.The influence of cutting parameters on microstructure,surface roughness and machining hardening were investigated by using the methods of single factor and orthogonal experiment.The results show that the cutting parameters have an important effect on microstructure,surface roughness and machine hardening.The depth of stress layer,roughness and hardening present a declining tendency with the increase of the cutting speed and also increase with the augment of the cutting depth and feed rate.Moreover,we established a prediction model of the roughness,which has an important guidance on actual machining process of magnesium alloy.

400 km/h高铁隧道联通式缓冲结构对微气压波的影响

随着高速列车运行速度的提升,隧道口微气压波幅值剧增,强烈的爆破噪声同时影响着周边环境和附近居民的正常生活。本文研究由平行导坑与横通道组成的联通式缓冲结构对400 km/h高铁隧道微气压波的缓解作用。首先,进行400 km/h动模型试验,验证数值模拟方法的准确性;其次,基于RNG k-ε湍流模型和滑移网格技术分析联通式缓冲结构位置距隧道入口的距离D与联通式缓冲结构长度L对微气压波的影响。研究结果表明:随着D增加,微气压波的缓解率逐渐增大,在D=25 m时达到最优,微气压波幅值减少34.4%;随着L增加,微气压波幅值缓慢增加;当L=30 m时,隧道口20 m处的微气压波幅值为91 Pa,缓解率为37.1%。联通式缓冲结构与既有350 km/h高铁线路上的断面扩大开孔型缓冲结构组合,可将隧道口20 m处微气压波幅值减小至47.3 Pa,降幅达67.3%。联通式缓冲结构合理利用了修建隧道时遗留的平行导坑,可在保障施工成本几乎不变的前提下,显著缓解微气压波,保护隧道周边环境。

高水头电站水轮机泥沙磨损评估及抗磨蚀综合措施

对于高水头电站,泥沙磨损的影响在水轮机的设计和参数选择中是一个不可忽视的问题。以科哈拉水电站为例,根据电站的泥沙特性,对水轮机的泥沙磨损进行试验和评估。从水轮机参数选择、水力设计、结构及工艺、材料及表面防护、调度运行等方面提出了针对性的抗泥沙磨蚀综合措施。研究内容可为其他高水头电站水轮机抗磨蚀方案的设计提供参考。

高速横流作用下内河船舶偏转状态研究

我国内河航道是世界上运量最大、运输最繁忙、通航条件最复杂的航道之一,而横流是影响船舶安全通航的重要因素,目前国内外学者主要分析低速横流对船舶航行的不利影响,但对船舶在高速横流作用下运动情况研究较少。为揭示高速横流对内河船舶的影响,并对高速横流在航道中的整治利用进行可行性分析,通过数值模拟和概化模型试验,观察高速横流下船舶的运动形态以及不同喷射口压强,不同船-墩间距对船舶偏转的影响。结果表明:高速横流可以在桥墩前方形成弧形干扰带,拨开船艏,实现船桥避碰;船舶经过高速横流时依次经历船身顺直前进、船艏向远离桥墩偏转、船身回正、船尾向远离桥墩方向偏转四个阶段;喷射口压强越大,相同船-墩间距下船舶艏向角峰值越大,船舶到达艏向角峰值处位置越靠前,船身回正所用距离越短;船-墩间距越远,相同喷射口压强下船舶艏向角峰值越小。

区间中断下给定调整图的高速铁路动车组运用调整优化

综合考虑动车组检修要求,以及列车停运、动车组空驶调拨/回送、热备动车组启用等措施,研究高速铁路在干扰导致区间中断情况下调整图已确定后的动车组运用调整问题。根据动车组在车型和时间上的接续规则,为各动车组创建1个接续网络,描述从其发车到收车的运用全过程。利用多商品网络流点-弧模型框架建模动车组接续约束,利用调整图中各区间相邻列车运行线间的空隙建模动车组空驶运行线约束,将原问题构建为1个整数线性规划模型,可采用商业优化软件有效求解。以郑州动车段实际数据构造1组算例测试模型,结果表明,CPLEX使用所构建模型最多耗时60 s可获得各算例的最优动车组交路和空驶运行线,验证了模型的可行性和有效性。

高速磁浮隧道扩大等截面斜切型缓冲结构减缓初始压缩波机理研究

高速轨道车辆驶入隧道,在车前产生初始压缩波,以声速传播至隧道出口处并向外辐射产生微气压波,对环境造成严重危害。采用三维非定常可压缩流动N–S方程和SST k–ω湍流模型,以国内某型600 km/h的磁浮列车为研究对象,通过模拟磁浮列车驶入扩大等截面无斜切缓冲结构、扩大等截面斜切型缓冲结构和无缓冲结构隧道产生的初始压缩波情况,分析缓冲结构斜切端及斜切角度对初始压缩波的减缓作用及机理。结果表明:初始压缩波最大压力梯度的形成与车头最大横截面积变化率部位进入隧道/缓冲结构入口直接相关,同时与隧道内流量变化率最大值相对应;设置扩大等截面无斜切缓冲结构可较大幅度降低压缩波最大梯度,降低率为49.92%;将扩大等截面缓冲结构的垂直端改为正斜切端可进一步提高降低率,当斜切角分别为10°、20°、30°和39°时,降低率增幅分别为12.93%、10.32%、8.18%和6.28%;扩大等截面斜切型缓冲结构斜切角为10°时对初始压缩波的压力梯度峰值降低作用最明显,总降低率为62.85%。本文采用头型横截面积变化率、空气流量和观测点压缩波三方面耦合分析方法,探究影响初始压缩波最大压力梯度的头型、空气流量之间的相互映射关系,合理解释了缓冲结构减缓初始压缩波机理,可为今后进一步优化列车头型和不同型式缓冲结构设计及其气动效应分析提供了参考。

电磁式平衡头动环自锁特性分析与实验研究

针对电磁式平衡头动环结构整体设计过程中存在的自锁磁场与自锁力矩问题,对电磁式平衡头动环自锁特性进行了有限元仿真分析与实验研究。首先,根据磁路自锁原理,建立了由磁性齿盘、永磁体、配重盘3个零件构成的三维模型;然后,利用Ansoft-Maxwell平台,通过控制单一变量的方式,分析了永磁体对数对气隙磁密和自锁力矩大小的影响,研究了气隙对自锁力矩的影响;最后,基于扭矩传感器及LabVIEW软、硬件搭建了实验平台,通过增减垫片数量的方式,进行了自锁力矩气隙实验。研究结果表明:永磁体对数从8对增加到18对时,有效工作区最小磁通密度增加了103%;有限元分析结果与实验结果的差值在15%以内,且实验数值与有限元分析数值整体趋势一致,自锁力矩随气隙的增大逐渐减小;该实验结果证实了仿真结果的可靠性,为电磁平衡装置的整体分析与优化提供了依据。

基于响应面法的高速列车流线型头型减阻仿真研究

高速列车流线型头型参数化优化设计时,需要在每个迭代步内进行计算流体力学(CFD)计算,优化过程非常耗时。文章从高速列车流线型头型的三维参数化模型、列车空气动力学数值模型和近似仿真模型,以及气动阻力优化等方面,详细阐述了基于响应面法的高速列车流线型头型减阻优化设计方法。利用响应面法建立的设计变量和高速列车气动阻力之间的近似仿真模型,可提升优化设计周期,且气动阻力的预测值与实际值的误差小于1.0%,满足工程计算精度要求。相比原始流线型头型,优化后的列车气动阻力减少3.64%。

高速列车头型的谱系化预测与设计

目的为强化我国高速列车各车型间的关联性,完善谱系化建设,提升产品识别度,加强品牌建设,补充新车型的外形预测方法,节约研发、制造和运维成本。方法以日本新干线列车头型为研究对象,按照聚类统计法对运营至今出现的16种头型进行谱系梳理,基于综合造型分析划分四个头型谱系特征区域及各区域内谱系特征的控制变量;运用线性插值建立列车头型谱系特征多目标外形预测模型。结果通过构建高速列车头型谱系特征预测与外形生成方法,形成“提取—预测—生成”一体化的高速列车头型谱系化设计的多目标预测方案生成系统。结论协同性能与造型设计的方法为中国高速列车外形设计提供新思路,助力我国高速列车头型谱系化建设。

高速铁路ATO系统增加自动折返功能的方案研究及实验验证

为进一步扩展高速铁路ATO系统的自动化范围,简要分析高速铁路自动折返运营场景,基于高速铁路ATO系统,提出一种增加自动折返功能的方案,并对地面设备、首端车载设备、尾端车载设备的接口及功能进行定义和分配,针对自动折返过程中的不同状态转换进行描述。基于半实物仿真平台,对方案进行实验验证,结果证明其有效性。

自动夹紧刀具行星增速延长附件铣头结构

介绍一种高转速大扭矩的行星增速延长附件铣头结构。在不改变机床主轴转速的情况下,采用行星增速单元实现延长附件铣头增速的目的,满足了重型龙门镗铣加工中心高转速大扭矩的加工要求,提高了机床的加工精度和加工效率。该结构结构紧凑、布局合理、装配方便。

基于STM32F103的高速卷绕机横动导丝控制系统设计

为解决因横动导丝形变量过大而造成的高速卷绕机空转问题,实现对机械设备元件的有效控制,设计基于STM32F103的高速卷绕机横动导丝控制系统;在CPU主控电路体系中,设置STM32F103控制器元件,并以此为基础,控制锭轴夹头、机械卷绕头两类机械零部件,完成控制系统的主要应用模块设计;按照变卷装转化原则,判断设备元件之间的联接关系,再根据横动导丝同步涡动频率求解结果,推导弹性微分方程,实现对高速卷绕机的动力学建模处理;分别求解边界条件与有限元模态系数,实现对模态控制量的精准计算,结合相关应用部件结果,完成基于STM32F103的高速卷绕机横动导丝控制系统设计;实验结果表明,上述系统作用下,空卷状态下导丝形变量不超过0.77 mm、满卷状态下导丝形变量不超过8.35 mm,始终达不到10 mm的变形极值,可以解决高速卷绕机的空转问题,符合有效控制机械设备元件的实际应用需求。

高速涡轮机头联合微创拔牙刀在下颌阻生牙拔除术患者中的应用效果

目的:观察高速涡轮机头联合微创拔牙刀在下颌阻生牙拔除术患者中的应用效果。方法:选取2019年6月至2021年6月该院收治的行下颌阻生牙拔除术的80例患者进行前瞻性研究,按照随机数字表法分为对照组和观察组各40例。对照组给予凿骨劈冠拔除术,观察组给予高速涡轮机头联合微创拔牙刀拔除术,比较两组手术时间、患牙牙窝完整性评分、术后疼痛程度[视觉模拟评分法(VAS)]、并发症发生率和治疗满意度。结果:观察组手术时间短于对照组,牙窝完整性评分高于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05);术后1、7 d,观察组VAS评分均低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05);观察组术后并发症发生率为7.50%,低于对照组的25.00%,差异有统计学意义(P<0.05);观察组治疗满意度为97.50%,高于对照组的80.00%,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:高速涡轮机头联合微创拔牙刀应用于下颌阻生牙拔除术患者可缩短手术时间,降低VAS评分和术后并发症发生率,提高牙窝完整性评分和治疗满意度,优于凿骨劈冠拔除术治疗效果。

高速列车头型的意象仿生设计

为提升我国高速列车的品牌形象,增强其文化适应性和地域感召力,提出了高速列车意象仿生设计方法。利用思维流程分析法细化了设计步骤,讨论了意象确定过程中本身意象和对象意象两者的匹配,并确定了方案设计过程中意象表现和技术约束间的取舍,指出列车意象仿生有隐喻产品性能、契合用户身份、提升品牌形象3个目的。设计了大白鲨意象的列车造型,并对方案的气动性能进行验证。实例表明:意象仿生时,本身意象和对象意象的匹配可由设计目的确定,但意象和技术间的取舍需要根据具体情况确定。该方法有助于设计人员更精准地把握意象—仿生设计的过程,促进轨道车辆造型设计发展。

一种能考虑动升力影响的高速艇迎浪纵向运动的数学模型

根据高速艇在静水及波浪中运动的特点,提出了高速艇迎浪纵向运动的基本假设,建立了能考虑动升力影响的高速艇迎浪纵向运动基本方程,并提出了高速艇迎浪纵向运动预报的一种新方法(滑航法),编制了理论预报程序,进行了模型试验验证研究.结果表明,中高航速时,滑航法可用于高速艇迎浪纵向运动的预报.

高速列车头型设计方法研究

为保证我国高速列车头型设计的综合质量,提出一种高速列车头型设计方法。对高速列车头型设计的要点、设计策略和设计流程进行了论述。以3X型高速列车头型设计为例,对设计方法进行验证。实例表明:高速列车头型设计方法将技术、美学、文化和人因4要素作为一个系统在设计过程中加以考虑,能够有效提高高速列车头型设计的综合质量,具有可行性和实用性。

高速跳频通信系统同步技术研究与仿真

同步技术是跳频通信系统关键技术之一。针对高速跳频通信系统中同步的要求,采用同步头与时间信息相结合的方法实现跳频同步。研究了同步序列的格式、跳频图案同步、位同步等问题,分析了同步性能,最后使用Matlab6.5完成仿真验证。同步性能分析结果表明该跳频通信系统的同步时间短、捕获概率高、虚警概率低。

冷镦钢盘条表面缺陷分析及解决措施

针对冷镦钢盘条冷锻开裂问题,对盘条质量进行了全面检测分析。结果表明,冷镦钢盘条表面质量问题是导致冷锻开裂的根本原因。通过优化减定径机轧制规程,改进NTM,RSM辊环修磨工艺,加强对导卫装置、导轮、起套辊进行检查和更换,解决了盘条冷锻开裂问题。

不同头型弹体低速入水空泡试验研究

针对不同头部形状弹体低速入水空泡形成、发展特性及其影响因素开展试验研究，用高速摄影仪实时记录了圆头、90～150°锥头弹体入水过程中自由液面的波动特性、空泡的演变过程及入水弹道的稳定性，同时通过对比试验得到弹体入水空泡、入水弹道与入水速度、入水角度之间的关系。试验结果表明，圆头弹体不易形成空泡，但弹道稳定性差；90°锥头弹体倾斜入水时，入水速度越大，空泡的非对称性越强；120°锥头弹体垂直入水速度越大，越易发生表面闭合现象及完整的脱落气泡；150°锥头弹体入水角大于80°时，发生表面闭合现象。在整个入水过程中，弹体速度呈线性衰减，空泡射流速度衰减较快。

高速列车头型近场与远场噪声预测

建立了某头型的1∶8缩比三车编组气动噪声仿真模型,采用大涡模拟获得车身湍流脉动压力,基于FW-H方程和声扰动方程分别获得远场噪声和近场噪声,从而建立一整套头型气动噪声预测方法.远场测点总声压级的仿真结果与风洞试验结果相差小于2.0dB(A),频谱变化趋势相同,量级相差较小,表明基于FW-H方程得到远场噪声的可行性.基于声扰动方程能够获得头型关键部位的总声压级,通过对比量级发现,转向架部位总声压级量级远大于其他部位,这与传声器阵列识别结果相吻合,从而验证了声扰动方程获得近场噪声结果.对比头型各部位湍流脉动总压力级和总声压级发现,转向架和排障器量级大于车窗、鼻锥和车体;与湍流脉动总压力级相比,总声压级分布更为均匀,量级更小.