面向钣金混流生产线的仿真优化研究

文章以某电梯钣金加工公司的钣金混流生产线为背景,通过虚拟仿真方法对钣金生产环节中的投产序列和瓶颈问题进行优化。首先,根据某电梯门板生产线的实际生产状况,建立生产线的仿真模型,以工件完工时间、设备空闲时间和设备总切换时间为目标,基于遗传算法,优化钣金混流生产线的投产序列;其次,通过分析缓存区添加位置和容量对钣金生产线产量的影响,解决生产线堵塞、利用率不平衡等问题。结果表明,对生产线的优化有效,经优化后的投产序列相比原始投产序列整体时间缩短约15%,通过适宜的缓存区设置,各工位设备平均利用率提高了9.6%,产量提高了14.15%。

喷针开度对冲击式水轮机转轮水力性能影响研究

冲击式水轮机是一种适用于中高水头段水力资源开发的流体机械,在我国西南地区高水头水力资源的开发中有着广阔的应用前景。本文以西藏紫霞水电站冲击式水轮机模型机转轮为研究对象,在5个不同的喷针开度下分别进行了转轮内部三维非定常多相流动数值模拟,分析了喷针开度对转轮水力性能与内部流动特性的的影响。预测结果显示转轮水力效率随开度上升而先上升后下降,在设计开度下水力效率最优。在0.75~1.60倍设计流量区间中,转轮水力效率的变化幅度小于1%。根据3个典型开度下转轮水斗内部非定常流动过程的对比分析,发现大开度工况时,水斗缺口处会发生水膜流的漏流现象,喷针开度越大时的泄漏量也越大,从水斗缺口处的漏流现象是其水力损失加剧的主要流动原因。研究为紫霞水电站230 MW大型冲击式水轮转轮水斗的水力优化设计提供了重要参考。

基于微型空间相机的红外加热笼仿真与设计

在航天器热控技术领域,常采用红外加热笼模拟各表面的到达外热流,但随着模拟表面特征尺寸的逐渐变小,需要重新评估该模拟方法的合理性和准确性。本文基于某微型空间相机,以对外热流最为敏感的散热面为研究对象,开展红外加热笼仿真分析与优化设计的研究。采用有限元法建立红外加热笼-黑片热流计的系统仿真模型,分析了传统红外加热笼控制方法对模拟表面总到达能量和热流密度均匀性的影响。基于上述结果,通过适当扩大加热笼尺寸和调整热流计粘贴位置,提高模拟表面的热流密度均匀性,保证总到达能量满足保守设计原则。对比分析得出,优化设计前后散热面热流密度的统计方差由102.0下降至27.0、均匀性提升效果显著。本文研究内容也可为其他空间微小表面外热流的准确模拟提供参考、借鉴。

内蒙古白云鄂博某低品位含铁岩矿磁悬浮联合分级流程工业试验研究

白云鄂博铁矿石储量巨大,缓解了国家铁矿石对外依存度过高的问题,同时也助力了包钢集团生产发展。但是在采矿过程中,产生了大量TFe品位低于20%的低品位含铁岩矿。对该类矿石,采用传统连续磨矿-磁选流程,在细磨至-0.074 mm粒级含量95%情况下,铁精矿品位最高只有60.8%,无法达到合格铁精矿质量要求;如果采用浮选流程,选矿经济性能不佳,故该部分矿石一直进行堆放未得到应用。本文通过对原矿性质进行分析,引入新型磁悬浮精选机作为磁选精选设备,同时设计三条全磁工艺流程进行工业试验,均可得到TFe品位64.5%以上的合格铁精矿,同时铁精矿中杂质元素K、Na、Si含量远低于浮选工艺流程。其中,自主开发的阶段磨选-磁悬浮联合分级分选流程,在细磨至-0.074 mm粒级含量95%情况下,最终可得到铁精矿TFe品位64.5%、磁性铁回收率95.07%的优良技术指标,分选效率高,效果好。现场应用后可实现白云鄂博低品位含铁矿经济性绿色利用,经济效益显著,同时极大地延长了白云鄂博铁资源的供给年限,对国家自有铁矿石产能接续、矿山自身可持续发展及资源绿色利用具有深远意义。

GH5188合金板材高温拉伸变形流动行为与本构方程研究

目的研究GH5188合金板材高温拉伸变形流动行为,为高温合金板材高温成形工艺的制定和优化提供指导。方法基于GH5188合金板材高温拉伸试验,分析了变形工艺参数对GH5188合金板材高温拉伸变形时真应力、应变速率敏感性指数和应变硬化指数的影响规律,建立了本构模型对其流动行为进行描述和预测。结果GH5188合金板材高温拉伸变形流动行为受应变硬化、流动软化和应变速率硬化的共同影响,其变形过程分为弹性变形、加工硬化、稳态流动和断裂4个阶段。随变形温度的升高和应变速率的降低,真应力减小。变形温度、应变速率和真应变对GH5188合金板材的应变速率敏感性指数和应变硬化指数具有显著影响。基于Johnson-Cook和Hensel-Spittel模型,建立了考虑应变硬化效应、流动软化效应和应变速率硬化效应耦合影响的GH5188合金板材高温拉伸变形本构模型(JC-HS模型),采用该模型预测的真应力与试验值的平均相对误差为6.02%。结论建立的JC-HS模型能够较好地描述和预测GH5188合金板材的高温拉伸流动行为。

层级式心理支持配合化疗管理流程表在乳腺癌化疗患者中的应用

目的:探讨层级式心理支持配合化疗管理流程表在乳腺癌化疗患者中的应用效果。方法:选取2021年1月1日~12月31日收治的90例乳腺癌化疗患者为研究对象,随机分为对照组48例和实验组42例,两组均给予常规护理,对照组在常规护理基础上使用化疗管理流程表,实验组在此基础上使用层级式心理支持;比较两组化疗依从性情况、胃肠道反应情况、心理状态[采用抑郁自评量表(SDS)、焦虑自评量表(SAS)、改良中文版Piper疲乏调查量表(RPFS)]及护理满意度。结果:实验组化疗依从性良好率高于对照组(P<0.05),胃肠道反应情况优于对照组(P<0.01);干预后,两组SDS、SAS、RPFS评分均低于干预前(P<0.05),且实验组低于对照组(P<0.01);实验组护理满意度高于对照组(P<0.05)。结论:将层级式心理支持配合化疗管理流程表应用于乳腺癌化疗患者中,可减轻患者化疗所致胃肠道反应,改善心理状态,提高化疗依从性、护理满意度。

烧结钕铁硼速凝薄片片厚差异现象改善研究

针对烧结钕铁硼速凝薄片出现片厚差异的现象,通过对坩埚浇注倾倒时序程序优化改善,设计增加浇注系统的结构组成,控制冷却铜辊的装配同轴度和中间包角度,使速凝薄片的片厚差异现象得到了改善。结果表明,出现片厚差异的速凝薄片的比例由原来的36.1%降低至6.7%,降低了29.4%。速凝薄片的片厚差值富集区域由原先的0.1 mm~0.15 mm降低至0.03 mm~0.06 mm,片厚差值平均值由原来的0.129 mm减小至现在的0.046 mm,减小了0.083 mm,改善效果显著。

邮轮薄板激光生产线工艺流程中的变形精度控制分析

针对邮轮薄板激光生产线工艺流程中的钢板预处理矫平阶段、主板拼接阶段、主板自动划线阶段、纵骨装焊阶段、T形梁装配阶段和T形梁焊接阶段,依据不同的变形精度控制要素,对工艺流程中的变形精度控制进行分析,可为后续邮轮薄板分段制造精度策划与设计提供指导性建议。

基于模糊PID控制的点胶单螺杆泵流量控制方法研究

建立了单螺杆点胶泵流量控制系统数学模型,采用了一种模糊PID控制器以提高系统控制性能,并基于实际系统和Mamdani模糊推理算法确定偏差e,偏差变化ec,输出量K_(p),K_(i),K_(d)的论域变量范围、语言值、隶属度函数、模糊控制规则表,搭建了模糊PID控制器。使用MATLAB/Simulink软件对所搭建的系统控制器进行仿真实验,并通过对比传统PID控制与模糊PID控制的系统阶跃响应图,得出模糊PID控制器的效果最佳,并且具有调节时间快、超调量小、抗干扰强的优点,一定程度上提高了单螺杆泵流量控制系统的稳定性。

基于应变的应变硬化指数演化行为研究

为准确描述变形过程中双相高强钢板的应力应变关系,针对3种双相高强钢板应变硬化指数的演化行为进行了试验研究与理论模型预测。借助单向拉伸试验机和自主研发的DIC应变测量系统,获得了3种材料的真实应力-真实应变曲线,基于经典的Hollomon流动应力模型,得到了其应变硬化指数的演化历程,发现3种材料应变硬化指数与真实应变呈非线性变化关系。为了更好地预测应变硬化指数的演化行为,提出了可以描述其值变化的非线性数学模型,并结合经典的Hollomon流动应力模型,提出了基于n值变化的修正的Hollomon-n流动应力模型,最后通过3种材料的真实应力-真实应变曲线验证了所提出模型的有效性。

波浪作用下粉沙临底输沙特征的试验研究

风暴潮及大风天等极端天气下易出现临底高强度输沙,对动力地貌过程、港口航道设施、生态保护等产生深刻影响,开展临底泥沙运动机理研究具有重要的理论价值和工程指导意义。本研究以波浪作用下的粉沙为研究对象,开展波浪水槽输沙试验,构建底部高浓度测沙系统,实现从不动床面到悬沙层的精细测量,观测不同动力环境下的输沙现象。研究结果表明:相对较弱动力条件下的床面存在沙纹,随着动力条件增强,沙纹被冲蚀并出现层移输沙现象;通过不同床面高度含沙量过程的分析,随着波浪的周期性运动,粉沙底部层移运动特征表现为泥面呈现横向摆动的周期性运动,深度越大的泥层摆动幅度越小,并开始出现相位滞后现象;引入移动数和密实度系数,建立了粉沙-沙宽级配范围的层移临界条件下波浪可移动数的计算公式。本研究初步提出了细颗粒泥沙底部运动机制,对进一步研究骤冲骤淤机理具有参考意义。

基于热传递过程的薄层水流流速测量方法及装置

基于薄层水流中的热传递过程,提出测量水流流速的示踪方法,并设计对应的测量系统。在室内试验坡面上,设计不同试验工况(坡度为5°,10°,20°,流量为2,5,8 L/min),以盐示踪法为对照,研究热示踪测量薄层水流流速的可行性及其影响因素。结果表明,测量系统能准确地测得热示踪剂的运移过程;热与盐2种示踪剂测得流速范围为0.408~1.522 m/s,线性拟合斜率为1.006,R~2为0.993,表明两者具有显著的线性关系,热示踪法具有较高的可靠性;由于物理属性差异,部分水力工况下示踪剂的释放方式对盐和热的测量结果影响显著,表明此时2种示踪剂测量流速的代表性不同;可采用盐与热联合示踪的方法,取二者测量结果的均值作为薄层水流的平均流速,以提高测量结果的代表性。研究结果可为复杂下垫面、盐渍化和禁用化学成分等特殊坡面上薄层水流流速的准确测量提供新方法和理论参考。薄层水流流速的准确测量对地表水文和土壤侵蚀领域的研究具有重要意义。

重庆饱和紫色土坡面片流与细沟流水力学特性及临界条件试验研究

为比较饱和紫色土坡面片流与细沟流水力学特征并明确其临界水力学特性,进行5个坡度(2°,5°,10°,15°,20°)和3个雨强(30,60,90 mm/h)组合条件下的室内人工模拟降雨试验,在测得坡面片流、细沟流及其转变的临界流速的基础上,计算得到片流、细沟流及其转变的临界水力学参数,包括水深、雷诺数、弗劳德数和达西阻力系数。结果表明:在不同侵蚀阶段,片流流速为0.064~0.151 m/s,细沟流流速为0.175~0.350 m/s,雨强和坡度在不同侵蚀阶段对流速和水深的影响程度存在差异。片流均为层流,<10°坡时,片流为缓流,片流多居缓层流流态;中、大雨强条件下,细沟流均为过渡流,>5°坡时细沟流均为急流,细沟流多为急过渡流流态。片流达西阻力系数与坡度和雨强呈负相关关系,细沟流达西阻力系数与坡度和雨强呈正相关关系。坡面径流由片流转为细沟流的临界流速为0.100~0.165 m/s。流速改变坡面形态,导致细沟侵蚀发生的临界水流流态和水流阻力随坡度和雨强变化的规律不同。研究结果对于认识饱和土壤条件下坡面不同侵蚀阶段径流水力学特性,进一步明确由片流转为细沟流的临界水力条件具有一定参考价值。

盐热联合示踪表征薄层水流剖面流速分布

坡面薄层水流流速是重要的水动力学参数之一,研究其分布规律对于理解坡面土壤侵蚀机理具有重要意义。该研究采用盐与热联合示踪的方法,对不同粗糙下垫面的坡面薄层水流流速进行测量,探究下垫面对薄层水流剖面流速分布的作用规律。在3种坡度(5°、10°和20°)下,以下垫面条件(有机玻璃、80目即0.16 mm砂纸和24目即0.53 mm砂纸)、流量(2、5和8 L/min)和示踪剂类型(盐和热)为试验因素,以每个坡长(2、3和4 m)处的水流流速为试验指标进行多因素间的完全试验。结果表明,当下垫面一定,水深为粗糙高度的2~4倍,且水流为层流流态时,盐与热联合示踪的方法可用于表征薄层水流的剖面流速分布;下垫面粗糙高度和水深对薄层水流剖面流速分布具有显著影响(P<0.05)。3种垫面下,2种示踪剂测得流速具有显著的线性相关关系,其线性拟合直线斜率分别为1.015、1.094和1.078,决定系数R2分别为0.892、0.824和0.760。随下垫面粗糙度增加,2种示踪剂测得流速差异呈增大的趋势;床面粗糙高度的增加,加大了对水流的扰动作用,增加了水流的紊动程度,进而影响盐与热2种示踪剂测量水流流速差异性。研究结果可为进一步理解坡面薄层水流的动力过程提供参考。

可降解塑料片材机头流道的流场分析及设计优化

针对可降解塑料片材机头挤出的片材不规整且表面呈波浪状褶皱的问题,基于Polyflow对可降解塑料片材的挤出过程进行模拟,计算并分析了挤出过程中速度、压力、剪切速率的分布,根据数值模拟的结果优化机头流道结构,并和原有机头流道进行对比。结果表明,优化后的机头流道提高了熔体流动速度,增强了出入口的熔体流动性能,提高了流道内成型段的压力降,提升了充模速度和熔体流率,提高了机头的剪切速率,有利于流道内物料混合均匀,解决了片材不规整及表面褶皱的问题。

分数阶Maxwell纳米流体二阶滑移流动与热传递分析

在考虑二阶滑移边界的影响下,对多孔介质中垂直拉伸板引起的分数阶Maxwell纳米流体流动与热传递特性开展分析研究。利用分数阶剪切应力和分数阶Cattaneo热通量模型构建二维边界层控制方程,采用有限差分和L1算法进行数值求解。对不同物理参数下的速度、温度、平均表面摩擦系数和平均Nusselt数的变化趋势进行图形化分析。研究结果表明,牛顿流体的流动性能和热传递优于粘弹性流体;速度分数阶导数参数和温度松弛时间会恶化对流和热传递,而温度分数阶导数参数和速度松弛时间则促进对流和热传递;滑移参数降低了流体初始速度,一阶滑移参数对流动和热传递的影响大于二阶滑移参数;流动和热传递对各物理参数的敏感度随该物理参数的增大而下降。

拆除葛洲坝钢板桩纵向围堰对1号船闸通航安全影响

葛洲坝下游原钢板桩纵向围堰为临时设施,现已超期服役。通过研究钢板桩围堰对1号船闸通航安全的影响,为钢板桩围堰拆除或重建提供依据。建立葛洲坝下游河道二维水动力模型,对入库流量为1号船闸最大通航流量35000 m^(3)/s时钢板桩围堰拆除和重建工况进行数值模拟计算。结果表明大江、二江分流比小于0.9且越小时,拆除钢板桩围堰对1号船闸下游口门区通航水流条件影响越大。

半导体制冷片温控系统应用研究

随着半导体材料的技术发展,半导体制冷技术越来越成熟,并且广泛地运用于便携制冷设备。研究将半导体制冷片温控系统应用于冰的导热系数测量装置之中,具有所占空间体积小、控温效果好、环境适应强、噪声小、稳定性高等特点。该装置是通过负温度特性NTC电阻来读取冰的表面温度,使用单片机获取温度数值,增量式PID控制电压幅值,达到控制半导体制冷片表面温度的效果。借助单片机来读取热流计的热流密度,并计算出冰的导热系数。整个装置结构简单,对环境要求不高,控温速度迅速,控温效果良好,有着良好的稳定性。

锂电池正极废料选择性解离与高效分选技术研究

采用机械力和温度耦合作用的解离技术,通过调控选择性解离工艺参数,使正极材料脱落,同时铝箔球化。结果表明,喂料电机频率40 Hz、循环风机频率40 Hz、解离设备频率50 Hz时,选择性解离效果较好,-1.7+0.075 mm粒级铝箔实现球化,-0.075+0.048 mm粒级和-0.048 mm粒级正极材料颗粒表面粗糙,被有机黏结剂包裹,最终得到正极片解离率为96.35%、正极材料单次回收率为94.95%、Al杂质含量小于0.15%的指标。基于机械力和温度耦合的选择性解离技术能够实现正极片的高效分离分选,缩短电池处理流程,实现金属高效富集。

钢板桩在深基坑支护中的模拟分析

钢板桩围堰由于具有成本低、整体刚度较强、施工周期短、易打入坚硬土层,兼有较好防水性能等优点,在砂类土、黏性土、以及深水基坑被广泛应用。施工过程中由于工况复杂,不可控因素多,需要提前对施工工况进行模拟分析。本文结合新建江苏南沿江城际铁路跨京沪高铁特大桥518#墩深基坑施工的工程实例,重点介绍钢板桩围堰设计、施工工艺,并利用理正深基坑软件和Midas Civil软件对基坑支护体系进行模拟验算,对关键工序、关键部位提前预控。可以在类似的深基坑工程中予以借鉴。