自适应大流量安全阀的流固耦合分析与保压实验

为提高自适应大流量安全阀关键零件的可靠性及寿命,利用UG软件建立自适应大流量安全阀关键零件的三维模型,并借助ANSYS Fluent软件对其进行了网格划分,通过单向流固耦合分析得到了一级锥阀、二级差动阀芯等关键零件的应力、应变云图;为进一步研究自适应大流量安全阀的低压密封性,利用ZF-2WG液压支架阀综合实验台对其进行了6、14 MPa 2种不同压力的打压实验。仿真及实验结果表明:一级锥阀的锥面附近区域为应力集中区域,锥尖附近区域为应变集中区域;二级阀芯4个阻尼孔靠差动腔侧的出口处为应力集中区域,二级阀芯外环形差动腔接触流体区域为应变集中区域;通过操作控制P口压力为6、14 MPa,保压时间为120 s,压力值基本保持在设定值,保压效果非常理想。

SolidWorks软件在《机械制图》教学中的应用

三维CAD技术在国内正迅速发展,社会对机械专业素质方面也提出了新的要求,在新的发展趋势的推动下,《机械制图》的传统教学方式已无法满足当前社会在新形势下的新要求。为了满足这种新形势下的新要求,将三维CAD技术作为《机械制图》的教学内容之一,本文采用SolidWorks软件作为教学内容后,学生对教学中的重点和难点知识的理解大大加强,同时,学生的二维及三维绘图能力得到有效提高,且学习兴趣和创新思维也得到大幅提高。

疫情期间马克思主义基本原理课程教学法探析

将疫情时政有效融入马克思主义基本原理概论课教学,是破解教学困惑的良策。找准知识切入点,实现疫情时政与原理的融合渗透,创新教学手段,助力疫情时政与原理的有效融入,是提升原理课教学实效的路径和方法。学生从马克思主义理论中感悟真理,培养辩证思维能力,从抗疫精神中汲取力量,树立正确价值观念,成长为堪当民族复兴大任的时代新人。

掘进工作面局部通风机智能监控系统应用研究

高瓦斯矿井掘进工作面对局部通风机安全运行要求较高,且在运行中风速调节存在困难。基于此,笔者设计了一套局部通风机远程监控系统。该系统在原有“三专两闭锁”,“双电源双风机自动切换”的基础上,增加了风机转速PID控制来保证工作面风速恒定;改进了风电闭锁控制逻辑,将原来仅有风机运行状态控制逻辑改进为风机运行状态和风速联合控制的风电闭锁控制逻辑;增加了远程监控系统,实现两地控制,在地面监控中心可远程监控局部通风机。

煤矿井下盲巷智能监控系统设计

为了提高煤矿井下盲巷管理的安全性、高效性,实现井下盲巷无人巡检。采用组态软件和PLC设计了煤矿井下盲巷智能监控系统,通过上位机组态画面远程监控盲巷内人员流动,实时监测井下盲巷环境参数,实现井下盲巷人员违规入侵报警,以及盲巷环境参数超限报警等功能;描述了系统的硬件和软件的设计内容。该系统具有远程控制功能,能够实现实时监测环境温度、烟雾含量、CO含量、CO_(2)含量、CH_(4)含量、O_(2)含量等参数,能够对井下工作人员行为进行规范,满足井下盲巷无人巡检的要求。

基于PLC控制的智能供暖系统设计

针对目前集中供暖污染环境、传统煤改电成本高昂的问题,设计一种基于PLC和力控组态软件构成的智能供暖系统,以达到供暖经济、节能、高效运行的目的。以西门子PLC作为控制核心,采用温度传感器、电压变送器与电流变送器对实时数据进行采集,经网络传输到触摸屏,通过组态画面显示系统的工作状态并进行实时控制。利用谷段低价电给系统中蓄热式电暖器供电发热蓄热,并利用太阳能和蓄电池组辅助供电实现经济运行。

低渗煤层顺层钻孔塌堵孔修复增透技术研究

为实现顺层瓦斯抽采钻孔塌堵孔有效再利用,从空间、时间2个层面分析得出:抽采过程中钻孔周围煤体塑性区、煤体流变性及抽采负压对钻孔塌堵孔影响较为严重。借鉴穿层钻孔塌堵孔修复技术,以水射流为动力,以冲开塌堵孔段、击落塑性区煤体、冲出孔内破落煤体为目的,制定顺层钻孔塌堵孔修复增透技术;现场试验表明:顺层钻孔修复增透后,瓦斯抽采效果改善明显,抽采浓度平均升高1.4~5.0倍,抽采混合流量平均升高1.2~3.5倍;纯瓦斯抽采流量平均升高1.2~10.0倍;顺层钻孔塌堵孔修复增透技术除受修复增透工艺影响,还受钻孔倾角、封孔等影响。

基于残余瓦斯含量的顺层钻孔抽采有效半径阶梯式测定法

为确定瓦斯抽采合理钻孔间距,有效减少或消除抽采空白带,基于瓦斯抽采相关标准与行业规范,以突出煤层采煤工作面瓦斯含量临界值、采煤工作面回采前煤体可解吸瓦斯含量、采煤工作面瓦斯抽采率和预抽率作为抽采达标的4项基本指标,根据4项基本指标计算得出残余瓦斯含量最小值,将其作为考察指标,对顺层钻孔瓦斯抽采有效半径测定方法进行探索,提出阶梯式测定法。使用该测定法对山西霍尔辛赫煤业有限责任公司3号煤层瓦斯抽采有效半径进行现场测试,同时基于含瓦斯煤的流固耦合动态模型对测试结果进行数值模拟验证。结果表明:阶梯式测定法现场测试结果与数值模拟结果基本吻合,在该矿合理预抽期内,抽采有效半径为1.52 m,合理钻孔间距为2.50 m。研究结果对于完善瓦斯抽采有效半径测定方法、确保瓦斯抽采达标具有参考作用。

基于振动信号的矿用旋转类设备状态监测系统

为保证石圪台煤矿旋转类设备的可靠安全运行,对矿用旋转类设备故障原因进行分析。矿用设备运行环境差和长期高负荷运行是其故障的主要原因。采用在线监测的方式对设备的振动信号进行监测,通过数据采集、处理及分析几个阶段评估设备潜在的故障及其运行状态。采用加速度传感器对高频(2~20 000 Hz)和低频(2~2 000 Hz)加速度信号进行数据采集。矿用旋转设备状态监测系统采用C/S架构,由11个采集站实现对除采煤机外的所有主要旋转类设备的监测。现场应用表明:监测系统可以有效避免设备的非计划停机,延长设备的使用寿命,保证了设备的使用效率。

基于AMESim的液压支架移架性能仿真分析

液压支架是综采工作面三机配套设备之一,液压系统的性能指标在液压支架工作中发挥着重要作用。对ZF6000/20/40D型液压支架工作原理进行了介绍,利用AMESim16.0软件搭建了该液压支架及液压系统的仿真模型,并对该液压支架的升柱、降柱做了仿真分析。仿真结果表明,在一定范围内,随着液压泵流量的增大,液压支架的升柱时间减少,降柱时间基本不受影响;随着主回液管路直径的增大,液压支架的降柱时间减少,升柱时间基本不受影响。可为液压系统的参数优化设计奠定一定的基础。

掩护式液压支架掩护梁受力有限元分析及其结构优化

以ZY9000/22/55D型大采高综采液压支架作为研究分析对象,利用ANSYS Workbench有限元数值分析软件对该液压支架在不同工况条件下主要构件受力情况进行模拟分析,得到液压支架受力状态下应力分布和位移变化云图,根据其应力变化规律,对受力较小的液压支架掩护梁进行尺寸和拓扑优化,使液压支架的整体结构应力重新分布。通过对优化后液压支架在不同工况下受力情况进行分析,验证优化后的液压支架各构件受力更加均衡合理,支架整体强度和承载能力得到明显改善,证明该优化改进方法合理有效,提高了支架整体支护的安全性。

双级时效对Al-Zn-Mg-Cu 合金组织与性能的影响

采用透射电镜(TEM)、显微硬度计、电导仪等研究了单级与双级时效处理对Al-Zn-Mg-Cu合金组织和性能的影响。结果表明:与单级时效相比,双级时效处理的Al-Zn-Mg-Cu合金硬度有所降低,导电率明显提高。双级时效的终时效温度为140~180℃,终时效时间在8~14 h,随着时效温度的升高和时效时间的增加,合金试样的硬度均逐渐降低,导电率均逐渐升高。Al-Zn-Mg-Cu合金经475℃×4 h的固溶处理后,再进行120℃×8 h+160℃×12 h双级时效后,试样导电率达到37.6%IACS,比120℃×24 h单级时效处理试样的导电率提高了25.8%。

基于AMESim的双级保护大流量安全阀开启压力及流量特性影响因素研究

在分析某型双级保护大流量安全阀工作原理的基础上,建立双级保护安全阀的数学模型;借助AMESim16.0软件建立双级保护大流量安全阀及包含安全阀的支架液压仿真模型,进行仿真分析,得到安全阀开启压力、流量特性曲线。为进一步探究影响双级保护大流量安全阀开启压力、流量特性的因素,改变一级直动阀的直径、二级差动阀进液口直径及二级差动阀芯小端直径并在支架液压模型中进行仿真分析。结果表明:一级直动阀阀芯直径为11.5 mm时,开启压力为40 MPa;给定进液口为直径34 mm、二级差动阀芯小端直径为30 mm时,二级差动阀开启压力约为45 MPa。仿真结果为更好地应用双级保护大流量安全阀提供参考。

基于磁场数据的水中目标航迹解算方法

针对近场水中目标航迹态势感知问题,提出一种基于磁场测量数据的航迹解算方法.根据水中目标特性,分别建立了相应的运动模型和信号模型;在目标航迹接近传感器测量点过程中的不同阶段,将航迹解算问题等效扩展为状态空间内的参数估计问题,构建了基于解析粗估计-批量数据航迹起点回归-卡尔曼滤波实时递推的三级级联结构航迹解算方法.该方法仅需要目标的三轴磁场测量数据即可完成其航迹解算,相比基于声学测量的航迹解算方法具有实施简单,成本低以及近场定位精度较高的优势.分别通过仿真实验对比和实测数据验证表明了本文方法的有效性.

齿轮齿条转向器CAD与CAE仿真分析

齿条齿轮转向器具有紧凑、结构简单、传动效率高的优点。以齿轮齿条转向器为分析对象,研究用Solidworks对齿轮齿条装配啮合模型进行建模,用ADAMS对其进行动力学仿真分析,对模型进行碰撞分析;然后用ANSYS workbench对其进行静力和模态仿真分析,仿真分析获得的应力应变分布,对转向器的疲劳寿命及力学性能分析提供了参考。

AZ31镁合金耐腐蚀性的研究

针对镁合金电位负、易发生腐蚀的特性,拟通过深冷处理来改善其耐腐蚀性。首先将AZ31镁合金分别置于-150℃、-170℃、-190℃等3种深冷温度下,均保温6 h,待深冷结束后采用失重法分别测试了不同温度下镁合金的腐蚀速率。同时,通过显微组织观测与X-RD衍射分析,探讨了深冷处理对镁合金耐腐蚀性的影响。试验结果显示,深冷处理可显著提高镁合金的耐腐蚀性,温度越低,耐腐蚀性越好,其中经过-190℃深冷处理后的镁合金耐腐蚀性最佳;深冷处理可以细化晶粒,降低内部电阻的不平衡性,因此提高了镁合金的耐腐蚀性;此外,深冷处理过程中析出的第二相粒子β-Mg 17 Al 12,对镁合金的耐腐蚀性起到了机械阻挡的作用。

深冷处理温度对镁合金MIG焊接接头组织与性能的影响

为解决镁合金在焊接时易使焊接接头软化的问题,对镁合金采用不同温度进行深冷处理,通过改变基体的微观组织,进而提高焊接接头的力学性能。结果表明:随着深冷温度的降低,晶内韧窝数量增多,晶粒尺寸变小,第二相粒子增多,各相衍射峰值增强,深冷处理后焊接接头的力学性能显著提高。其中,经过-190℃、12 h深冷处理后的镁合金MIG焊接接头的力学性能最佳,与未处理的焊接接头比较,其硬度、抗拉强度与伸长率分别提高了48.83%、8.02%和1.25%。

深冷处理时间对镁合金MIG焊接接头耐腐蚀性的影响

针对镁合金焊接接头耐腐蚀性差的问题,采用液氮作为制冷剂,在-190℃对AZ31镁合金MIG焊接接头进行了不同时间的深冷处理,随后在3.5%的NaCl腐蚀液中进行全浸腐蚀试验,通过失重法、微观金相观察以及XRD分析等探讨了深冷处理时间对镁合金焊接接头耐腐蚀的影响。试验结果表明:合理控制深冷处理时间可以提高镁合金焊接接头的耐腐蚀性,其中经过(-190℃、6 h)深冷处理后的焊接接头耐腐蚀性较好。

自适应大流量安全阀阀腔气蚀影响因素研究

基于自适应大流量安全阀的结构及工作原理,建立了三维实体模型,并利用ANSYS FLUENT软件对安全阀进行了流场分析,得到了一级直动阀与一级锥阀的压力、速度、气体体积分数等云图;为进一步研究自适应大流量安全阀二级差动锥阀不同开度下二级阀芯及阀套发生气蚀现象的位置,通过设置二级锥形差动阀芯开度为1、2、3 mm等进行了仿真分析。仿真结果表明:一级阀芯出液口处压力损失最大,一级阀芯出液口处流体最大速度及气体体积分数含量较高的区域面积都为一级直动阀的大;随着二级阀芯开度的增大,二级阀芯开口处压力值由负值变为正值且逐渐增大,阀芯密封处气体体积分数含量在逐渐减少;研究结果为安全阀后续的流场分析及加工工艺提供了理论依据。

基于AMESim自适应大流量安全阀动态特性影响因素研究

通过对某型自适应大流量安全阀的结构及工作原理的分析,建立了自适应大流量安全阀的数学模型;利用AMESim16.0软件搭建安全阀的仿真模型,得到了一级直动阀与一级锥阀的压力、流量、位移、阀芯速度等动态特性对比曲线;通过设置不同的二级阀芯弹簧刚度、差动腔容积等关键参数,探究自适应大流量安全阀动态特性的影响因素。结果表明:一级锥阀的压力超调率及流量超调率都低于一级直动阀,压力稳定时间、阀芯最大位移及最大速度都是一级锥阀的小;适当增大二级阀芯的弹簧刚度及差动腔的容积都可得到动态性能更加优良的自适应大流量安全阀。