粉质黏土和风化粉砂岩中变径抗浮锚杆高效绿色成孔关键技术

为了提高粉质黏土和全风化、强风化粉砂岩地层中变径抗浮锚杆的成孔工效,对长螺旋钻机进行了改进,使其具有送风功能,开发了长螺旋钻机引孔接力高压旋喷钻机扩孔下变径抗浮锚杆成孔关键技术,并提出了相应的施工参数。采用关键技术和施工参数,保证变径抗浮锚杆抗拔力达到设计要求外,与单一高压旋喷钻机进行变径抗浮锚杆成孔的常规工艺相比,减少了13%的工期。鉴于粉质黏土和全风化、强风化粉砂岩地层中,高压送风长螺旋钻机引孔时会产生扬尘,开发了配套的降尘结构,消除了扬尘引起的环境问题及对作业人员的危害,实现了绿色施工。

制作螺旋孔屏产生1阶相位涡旋

基于光的衍射与干涉理论,利用Matlab软件计算了孔数目为1~6的螺旋孔屏的光场光强与相位涡旋分布.手工制作了孔数目为1~6的螺旋孔屏,搭建了马赫-曾德尔干涉光路,获得了各螺旋孔屏产生的光场与参考光的干涉光强,实验结果与数值计算结果基本一致.

WSN中融合优选机制和变螺旋策略的自适应黑洞覆盖策略

在无线传感器网络节点覆盖优化过程中,黑洞算法往往会陷入局部最优解,导致节点分布不均,后期收敛缓慢。因此提出一种融合优选机制和变螺旋策略的自适应黑洞算法,建立具有最优解的黑洞种群,引入黑洞优选机制,使星体种群在迭代过程中不再围绕一个黑洞进行寻优,经过多次迭代,黑洞种群数量减少,即最优解所在区域更加精确,算法不易陷入局部最优,并围绕最优解附近进行局部搜索,从而实现全局和局部优化能力的平衡。其次,动态调整星体位置更新过程中的螺旋形状,黑洞种群规模不断减小的同时螺旋形状也逐渐变小,即星体能够在更靠近最优解的区域进行开采,提高优化精度。仿真结果显示,改进后的黑洞算法能使节点覆盖率显著提升,覆盖盲区和重叠区域面积大幅减少,节点的移动距离也明显缩减。

GFRP材料螺旋铣孔时的制孔质量研究

采用传统钻孔方法对GFRP(玻璃纤维增强材料)进行加工时易产生毛刺、撕裂和分层等缺陷,而螺旋铣孔方法可以有效避免这些缺陷产生。运用螺旋铣孔方法对GFRP进行制孔试验,得到切削速度、刀具公转转速、轴向进给螺距对孔壁表面粗糙度以及孔径尺寸误差的影响规律,对比分析了螺旋铣孔和钻孔的孔口缺陷。试验结果表明:影响孔壁表面粗糙度的切削参数由大至小依次为切削速度>刀具公转转速>轴向进给螺距;切削速度、刀具公转转速、轴向进给螺距与孔壁表面粗糙度均呈正比关系;影响孔径尺寸误差的切削参数依次为刀具公转转速>轴向进给螺距>切削速度;螺旋铣孔的入口侧缺陷较多,钻孔时的孔口缺陷更多出现在出口侧。

超低温冷却对碳纤维增强复合材料铣制孔作用研究

碳纤维增强复合材料因高比强度、良好的耐腐蚀性能被广泛应用于航空航天等军工领域,但在进行二次加工时往往产生诸如分层、撕裂、啃边等缺陷。为了探究超低温冷却对碳纤维增强复合材料(CFRP)铣制孔的作用规律,克服制孔时所产生的加工缺陷,对CFRP材料进行螺旋铣制孔加工实验,对比分析干切削和超低温切削下孔的加工质量。结果表明:相对于干铣孔,超低温冷却抑制了CFRP孔入口毛刺以及出口分层缺陷,提高了铣孔力,说明超低温冷却方式对于提高CFRP铣制孔可加工性能、抑制铣制孔缺陷具有积极作用。

基于多方向导纳力控制的机器人柔顺装配系统

针对轴孔装配过程中遇到卡阻或楔紧现象导致接触力过大损坏工件的问题,提出一种基于导纳力控制的机器人柔性装配系统。将轴孔装配过程为搜孔阶段和调整插入阶段。首先,搜孔阶段提出一种基于阿基米德螺旋线的搜孔策略。其次,调整插入阶段提出一种基于等效质量–阻尼–弹簧的多维方向的导纳力控制装配方法。最后,选取圆形轴孔开展实际装配实验,结果表明所提出的方法能够实现机器人柔顺插孔,达到了预期效果。

冰箱压缩机曲轴油孔壁厚对上油能力分析

冰箱压缩机在使用中因曲轴润滑不良出现拉伤磨损问题较突出,而压缩机润滑系统的动力来自于曲轴,因此对曲轴的优化设计非常重要。通过研究影响某款压缩机曲轴的上油量的几何因素,计算螺旋粘性泵的上出油口和分配泵的交点距离螺旋粘性泵壁面的距离这一参数对曲轴上油量的影响。计算结果表明,这一距离越小,曲轴的上油量越高。对计算结果做了实验验证,计算结果和实验结果保持了很好的一致性,为曲轴的上油能力分析和优化提供了指导和借鉴。

既有挡土墙加固关键技术研究

本文依托某挡土墙加固工程,结合实施环境、项目实施工期、安全、经济、技术等因素对加固方案进行了综合比选,选用扰动小的拼接螺旋钢桩进行地基加固处理,选择轻型悬臂式挡土墙结构方案,采用自钻锚杆将既有浆砌片石挡土墙与悬臂式挡土墙进行连接,打通泄水孔,加强现场监测,最终确定合理的路基结构形式。本研究为类似挡墙加固工程提供了借鉴案例。

螺旋孔电解加工多物理场耦合机理研究

基于建立的三维多相流模型及间接耦合多物理模型(热电耦合和热流耦合),以螺旋孔电解加工为研究对象,对电解加工间隙中的电场、流场、温度场进行分析,掌握间隙参数变化规律,包括间隙电解液的流速与温度、间隙氢气气泡率分布、材料表面电流密度分布等。进而对影响材料去除的主要因素——电导率进行研究,确定了电导率在整个加工间隙内的变化规律及其对材料去除的影响,并提出了增加电解液出口背压以改善工件材料去除的一致性。最后,在搭建的实验平台上进行螺旋孔电解加工实验,验证了所提方法的正确性。

螺旋深小孔电解加工间隙多相流场特性及实验研究

针对电解加工(ECM)成形尺寸难以预测与控制问题,以螺旋深小孔ECM为研究对象,采用Mixture多相流模型、扩展的κ-ε湍流模型与SIMPLEC算法,应用流体力学分析软件Fluent对ECM间隙两相流进行了数值模拟和验证性实验,揭示了ECM间隙流场的流动特性。研究结果表明:间隙流场的流速分布影响着间隙内产物的排出规律,随着孔深加大,流速沿流程逐渐减小,使得加工稳定性变差;沿电解液流程方向上间隙气泡率含量逐渐增加,致使电解液电导率逐渐降低,工件加工后尺寸前大后小,增加出口背压在一定程度上可以改善这一问题;阴极形状影响着间隙内流场的流动特性,合理的阴极形状可避免间隙流场"死水区"的形成及短路和烧伤现象发生。

对辊式海湾扇贝分级设备的设计

通过对海湾扇贝分级设备现状分析,提出研发专用扇贝分级设备的必要性。通过对海湾扇贝形态特征性状中对重量特征性状的相关性分析,确定了以扇贝壳长进行分级的对辊式扇贝分级机设计方案。通过两种开槽形式试验效果的比较,确定了在两辊表面开出的螺旋沟槽,运用拼成的椭圆形螺旋分级孔长轴尺寸的变化来实现扇贝的分级。并试制了简易的试验装置,对分级效果进行了验证试验。确定了分级辊结构,为扇贝分级设备的研制奠定了基础。

穴式苗-肥同施水稻侧深施肥装置设计与试验

为解决水稻侧深施肥作业相邻秧苗间化肥利用率低的问题,结合穴施肥农艺方法,设计了间歇定点穴式水稻侧深施肥装置.该装置采用垂直螺旋搅龙强排固体颗粒肥,依据预设的插秧与施肥动作之间的延时,控制步进电机的启停实现间歇的排肥动作,进一步控制螺旋搅龙的旋转角度,从而保证定点精量排肥.应用EDEM软件对穴式水稻侧深施肥装置进行仿真试验及分析,以行进速度、排肥能力、施肥高度为试验因素,以施肥位置合格率和排肥稳定性为响应指标,对装置排肥性能进行三因素五水平正交旋转组合试验,并使用Design-Expert软件对试验结果进行方差分析和响应面分析,获得最优解为行进速度0.47 m/s、排肥能力2.69 g/r、施肥高度16.7 mm,施肥位置合格率93.02%和排肥稳定性6.52%.以最优解为试验参数进行台架试验,验证得到施肥位置的合格率为91.23%和排肥稳定性为7.15%,与优化结果基本一致,满足穴式水稻侧深施肥的农艺要求.

高效岩屑床清除钻杆作用机理

岩屑携带困难是大斜度、大位移定向井和水平井钻井普遍存在的问题,严重影响钻井安全和钻进效果。设计了高效岩屑床清除钻杆(EHCDP),并利用计算流体动力学(CFD)仿真模拟技术对EHCDP作用下环空流场的流动特性展开研究,从流线图、速度场、压力场等方面对数值模拟结果进行了分析,研究了EHCDP的作用机理,分析了螺旋槽道结构对环空流体流动特性的影响。研究结果表明,在EHCDP作用下,流体在槽道附近形成了涡流结构,改变了偏心环空中流体的流动特性,使流体从小环空往大环空运动,将岩屑输送到大环空,而槽道附近的涡则将岩屑卷入槽道中,并利用钻杆转动所产生的离心力将岩屑"甩入"大环空,达到有效清除井眼低边岩屑床的目的。

轴承钢球毛坯热斜轧成形过程数值模拟

轴承钢球毛坯螺旋孔型斜轧工艺设计和变形行为较为复杂,传统的解析计算和物理试验方法不能有效揭示其轧制变形机理。探讨总结了钢球毛坯热斜轧成形主要建模技术与方法,基于SIMUFACT有限元软件平台首次建立了钢球毛坯热斜轧成形三维热力耦合有限元仿真模型。基于有限元模拟结果详细分析了轴承钢球毛坯热斜轧成形过程等效应变、应力、温度和轧制力能参数的分布与演变规律,证明钢球毛坯斜轧心部疏松或空洞缺陷的产生是由其在轧制过程承受的循环交变切应力、较高水平的横向拉应力和由多向拉应力引起的较大负静水压应力(正的平均应力)共同作用的结果。

电极旋转电化学放电加工间隙内介质输送分析

微小孔是一类重要的结构,在航空工业、航天工业、微电子、汽车及医疗等行业有着广泛的应用。工具电极高速旋转电化学放电加工是根据电化学放电加工基本原理,应用高速旋转的工具电极在工件上进行电化学放电加工的方法。针对制造行业中广泛应用的金属微小孔结构,通过对螺旋工具电极高速旋转微小孔电化学放电加工间隙工作介质流场仿真,解释了螺旋工具电极高速旋转微小孔电化学放电加工间隙内工作介质输送机理。

CFG桩常见的质量问题分析和控制措施——以长螺旋钻机施工为例

CFG(Cement Fly ash Gravel)桩是水泥粉煤灰碎石桩的简称,是近年来发展起来的一种新型桩。长螺旋钻孔管内泵压CFG桩成桩混合材料施工方法,具有施工噪音低,成桩速度快,工程造价较低等特点。因此,近年来该方法已在建筑、水利、高速公路等工程施工中得到广泛应用。但是,该工法在施工过程中也出现了不少技术问题,如堵管、窜孔等时有发生,有时甚至造成工程质量事故。笔者根据工程施工中积累的实践经验,并参阅有关文献资料,对长螺旋钻孔管内泵压CFG桩成桩混合材料施工中常见的质量问题进行分析总结,提出了一些应对措施,供同类工程施工时参考。

出油孔对螺旋油楔动静压滑动轴承性能的影响

针对当前制约动静压滑动轴承应用的温升问题,在对一种螺旋油腔动静压滑动轴承的动静态特性分析的基础上,设计了相应的实验装置,采用理论和实验的方法研究了轴承的出油孔对轴承静动态性能的影响。理论和实验结果均表明,出油孔的存在对油膜的压力分布仅有较小的影响,对承载力及动态性能的影响甚微,但却会大幅度增加轴承的出油量,通过出油孔流出轴承的润滑油量大约为端泄流量的十几倍,即通过出油孔能更多地带走摩擦产生的热量,更有利于轴承的温升降低。在需要降低轴承温升的应用中,在油腔中适当添加出油孔,并合理布置进出油孔的位置,可以实现对性能影响较小的情况下,大幅度降低轴承的温升。

渐进螺旋掏槽炮孔间距的理论计算

为确定渐进螺旋掏槽炮孔间距,通过破碎半径、膨胀余量、破碎类型和最优抵抗线4种不同的首爆装药孔与空孔距离计算方法的分析比较,得出合理的首爆装药孔与空孔的距离,进而采用后续装药孔的最优抵抗线原理,结合图形分析的方法来确定后续装药孔的合理抵抗线及与空孔的间距,从而实现渐进螺旋掏槽炮孔间距的理论计算,同时得到装药孔的数目的和位置图。

球面螺旋槽动静压气体轴承稳态承载力分析

建立半球螺旋槽气体动静压轴承润滑分析数学模型;通过建立广义坐标系并进行保角变换简化数学模型,利用广义斜坐标变换划分求解域球面网格,提高数值计算精度;采用有限差分法对控制方程离散,建立控制方程的差分表达式,并采用VC++6.0编程计算三维微气膜稳态气膜厚度和压力分布;通过对微气膜周向和径向压力积分,求得轴承稳态的承载能力;研究动压和静压的耦合效应,分析螺旋槽结构参数、节流孔的数量对轴承承载力的影响规律。结果表明:随着小孔个数的增加,静压效应显著增加,轴承的承载力明显增加;随着螺旋角、槽深比、槽宽比的增大,轴承的承载力均先增大后减小,表明通过轴承优化设计参数可改善气体的润滑特性,提高承载力。

典型深孔内螺旋槽的数控拉削加工

以传统工艺方式难以精确加工的深孔内螺旋槽为例,对零件进行工艺分析,确定了其数控工艺过程和工艺参数,使用坐标系旋转和子程序调用等命令,编制了拉削过程的数控程序。数控加工模拟试验结果表明,此种工艺方法可以精确、高效、便捷地对深孔内螺旋槽进行加工。