柱状聚能药管聚能罩角度对煤层爆破增透效果试验研究

为解决传统预裂爆破煤体裂隙无序扩展导致增透效果不佳的问题,开展了聚能爆破药管不同聚能罩张开角度对煤层增透效果影响研究。通过建立聚能罩微元闭合理论模型,分析了随着聚能罩角度减少时形成聚能射流的速度和质量变化;以此为基础对聚能爆破增透机制进行了分析。在实验室搭建了可从煤体宏观裂纹和应变数据多角度对试验模型进行分析的双向加载气固耦合爆破相似模拟试验系统,对含瓦斯煤体试块进行普通爆破和不同聚能张开角爆破模拟对比试验。结果表明,使用聚能药包相较于普通爆破能够有效引导裂纹在聚能罩开口方向上定向发育;随着聚能罩角度减少,聚能爆破后形成的裂纹在聚能方向上更加平滑,裂纹宽度也随之增加,试块剖面更加平整;根据超动态应变仪反演结果,1号测点60°、80°和100°聚能爆破的压应力峰值分别为普通爆破的1.52倍,1.26倍和1.08倍,且60°聚能爆破到达应力峰值的时间最短,表明随着聚能罩开口的减小,聚能方向上能量集中现象越明显。通过ANSYS/LS-DYNA软件对4种不同角度的聚能爆破进行对比分析。模拟结果中60°聚能爆破初始形成的聚能射流有效应力最大,聚能方向产生的裂纹最长。试验和模拟结果表明通过使用60°聚能药包可得到更好的爆破效果,研究成果对松软高瓦斯煤层聚能爆破增透有一定的参考意义。

分段式排风系统异形构件阻力特性分析及优化

铝冷轧过程产生大量油雾,危害工人健康、破坏厂房环境,分段式排风系统虽可高效捕集油雾,但因含阻力特性未知的异形构件,导致系统风量无法精确按需分配。本文针对分段式排风系统中的环吸式排风罩和缝吸式半密闭罩,通过数值模拟方法研究其阻力特性,并进行减阻优化。研究发现,影响环吸式排风罩和缝吸式半密闭罩局部阻力系数的关键因素为进出口面积比,且二者呈指数关系;针对2种构件中涡产生的主要位置,采用结构优化的方式使阻力分别降低了28.6%和22.1%。本文可为铝冷轧排风系统管路设计提供参考。

400km/h高速列车头型对隧道初始压缩波影响初探

采用重叠网格方法,基于三维非定常可压缩的N-S方程和SST k-w湍流模型,探索时速400 km/h高速列车头型对隧道初始压缩波的影响。针对目前国内研发的某型CR450动车组,本文研究2个鼻长均15 m和1个鼻长22 m的拟议新头型,分析在我国现有隧道条件下3种不同头型列车以400 km/h驶入时产生的初始压缩波基本特性;最后分析了不同车速(350 km/h、400 km/h、450 km/h)驶入隧道时对初始压缩波最大压力梯度值的影响。对比距隧道入口72 m处隧道内测点的压力与压力梯度值,结果表明:2个鼻长15 m头型列车对应产生的初始压缩波波形和最大压力梯度值基本一致;相比于鼻长15 m头型,鼻长22 m头型对应产生初始压缩波波形有着明显区别,且最大压力梯度值较之降低约27%;列车速度越高,对应产生初始压缩波最大压力梯度值则越大,但缓冲结构的缓解作用越不明显。研究结果对新一代高速列车头型设计和气动性能比选具有实际性的参考价值。

工业除尘吸尘罩及抑尘措施的低碳设计优化

通过对吸尘罩(或除尘措施)的设计优化,在提高粉尘捕集率的前提下,大幅度减少除尘系统风量,不仅节省了设备一次性投资,还降低了除尘系统运行能耗、物耗,实现了高效、低碳运行。

局部排风罩的优化设计方法

本文用三维紊流正交数值模似，定量分析了各种因素对控制风速的影响，得到了最佳几何尺寸的计算公式和相应的ｖ＿ｘ计算图表。初步应用表明，达到同样的通风效果，若采用优化几何尺寸，系统风量平均可减少１３％，节电达３０％左右。

稳定土拌和机转子与罩壳位置和形状的力学计算

从动力学的角度,对稳定土拌和机转子的工作过程进行分析、计算,指出转子前物料堆积是作业的必备条件。由稳定土拌和机的作业要素,依据运动学和动量守恒理论进行罩壳顶部形状设计的理论计算,给出了罩壳顶部形状的理论公式.结果表明,罩壳的最高点不是在转子中心的上方,而是在转子中心前不少于R/3处为宜,这样将更多的物料经罩壳破碎后砸落在转子中心线的后方,相当程度地解决了现有设计转子前方过多堆积物料的问题。

多形态火焰高度的小区间光强分布检测

火焰高度是易燃化学品常规检测参数,其定量检测方法多采用人工比对或基于机器视觉的图像检测。前者受主观影响、危险性高,后者系统复杂、难以适应广谱多形态火焰,因此,提出了一种广谱火焰高度检测方法。该方法采用光热双传感器阵列配合梳状遮光装置划分火焰高度,消除相邻传感器非水平方向入射光线的干扰,并通过小区间光强分布计算进一步提高检测准确性。试验结果表明,该方法可实现广谱多形态火焰高度的准确、非接触、低成本检测,易于工程化实现。

人车碰撞事故中人地碰撞损伤防护综述

为降低行人与智能车碰撞给人带来的严重伤害,通过数据挖掘、文献回顾及仿真实验,研究人车碰撞事故中车对人的伤害、人的避难行为、人车碰撞损伤及人地碰撞损伤。发现智能车需关注中低速人车碰撞中人地碰撞损伤的防护;行人具有很强的加减速能力,在行人自动紧急制动系统中考虑行人避撞能力可以显著提升事故避免率;通过控制碰撞后车辆制动可以显著减轻人地碰撞损伤。仿真结果显示:与中凹和中平引擎盖相比,中凸引擎盖产生更多安全的人体落地机制及更低的头地垂直碰撞速度案例,表明中凸引擎盖可更好地防护人地碰撞损伤。后续研究中行人与车辆有效交互、车辆高效制动控制、人体运动学响应预测应是重点关注的科学问题。

辅助型双锥药型罩结构的数值仿真优化

为提升聚能射流的侵彻能力,优化射流形态,在双锥型药型罩基础上,提出一种辅助型双锥药型罩。采用数值仿真方法比较辅助型双锥药型罩与双锥型药型罩形成的射流性能的优劣差异。试验结果表明:在药型罩装药厚度与大小锥角相同情况下,由辅助型双锥药型罩形成的超聚能射流头部最大速度为10 541 m/s,t=50μs时射流长度为378.00 mm,比双锥型药型罩形成的射流头部最大速度提升25.90%,射流长度提升13.00%。运用正交试验对辅助型双锥药型罩的结构参数进行优化设计,得出优化设计参数:药型罩小锥角α=45°、药型罩大锥角β=100°、辅助药型罩厚度h=3.5 mm、辅助药型罩半径d=20 mm。优化后即提升了射流头部最大速度与射流长度,同时降低头部速度下降梯度,达到了提升射流侵彻能力的目的。

基于DYNAFORM发动机罩内板成形工艺的设计与优化

针对某车型发动机罩内板的成形工艺进行设计和优化,使用板料成形数值模拟软件DYNAFORM分析其拉伸成形过程并进行仿真;研究三种工艺方案即充液拉深加高压整形方案,纯刚性模拉深方案和充液拉深加局部刚模整形方案对发动机罩内板成形时的起皱、破裂和贴膜度问题的影响,得出一种最优化的成形工艺方案,为类型的零件生产起到了指导作用。

定向聚能爆破在矿井巷道掘进中的数值研究

为了进一步提高定向聚能爆破的效果,利用数值仿真软件LS-DYNA3D,采用ALE方法设计了单锥和双锥药型罩相结合的两种不同的串联药型罩结构,对两种聚能射流的形成及侵彻作用过程进行了数值模拟。计算结果表明:两种结构均能很好的形成射流,能够有效提高射流对目标的侵彻深度,且以双锥罩为前级的装药结构形成的射流比以单锥罩装药结构形成射流的速度要高,前者的穿孔孔径较后者要大。

基于刚度的铝合金汽车前罩轻量化结构设计及分析

以某款车型前罩为研究对象,基于静态刚度与前罩外板弹性变形能力,通过材料替换与结构尺寸拓扑优化对前罩进行轻量化设计与分析,并通过与试验结果的对比,验证了前罩有限元仿真方法的准确性。轻量化设计的铝合金前罩满足了静态刚度以及外板弹性变形能力要求,减重效果达到47%。

异形结构抽真空罩在沉管焊缝密性检测中的应用

为了利用抽真空方式检测非平直板面结构的焊缝,则需设计制作异形结构抽真空罩。在深中通道沉管舾装工程中,为使沉管像海中行驶的船舶一样滴水不漏,其密封钢板焊缝密性检测率必须达到100%,但是因沉管钢壳结构设计原因,密封安装后存在各种异形结构,因此制作与其相匹配的异形结构抽真空罩才能达到100%全覆盖。本文结合深中通道沉管密封钢板的焊缝密性检测详细介绍了异形结构抽真空罩的设计与应用,为同类型工程提供借鉴及参考。

3D打印技术在动车组内装异形件的应用构想

为了解决CRH6动车组内装异形件组装时所遇到的工艺难题,以动车组开闭罩为例提出改变传统的开闭罩制造工艺,论证3D打印机制作内装异形件的可行性,预测3D打印技术在动车组制造领域中的应用会越来越广泛。

吸油烟机用交流异步电机电磁噪声的分析与解决

交流异步电机产生的电磁异音会严重影响用户体验,需要着重解决。首先通过听音法、频谱分析法、突然断电法、音频函数分析法对故障样机产生的一高一低的两个异常噪声进行诊断,确定了异音为1033 Hz、400 Hz的电磁异音;然后通过机理分析、理论频率计算确定了电磁噪声类型分别为定、转子齿谐波相互作用导致的噪声以及基波磁场与电源谐波共同作用导致的噪声,并针对噪声类型分别提出了优化定转子槽配比、工字型胶垫的解决方案。最后通过频谱分析、听音测试,证明解决措施有效。

矿用火箭弹的使用和改进

漏斗溜井堵塞在井下放矿作业中经常发生,用普通爆破法处理堵塞时,作业极为困难和危险。本文介绍一种新的处理堵塞方法——矿用火箭弹,以及它的使用与改进。