摘要：针对一台轴流式喷水推进泵的设计方案,采用数值模拟的方法研究其内部流场,着重考察空化流动特性,分析了空泡发生的位置、压力系数、叶片载荷以及冲角等参数随空化数的变化规律。结果表明,随着来流总压的降低,空泡最初出现在吸力侧前缘附近,随后由吸力侧前缘向后缘延伸,气泡厚度以及低压区的面积也随之增大。此外,喷水推进泵水力性能的降低与叶片载荷的减小有关。本文进一步讨论了叶片数对喷水推进泵空化性能的影响,得出了四种叶片数下扬程随空化数的变化曲线,结果表明适当增加转子叶片数可以提高喷水推进泵的抗空化性能。

摘要：固体推进剂界面作为固体发动机结构中力学性质相对薄弱的部分之一,明确其物化性质、损伤演化模式以及脱湿对推进剂结构完整性的影响是极其重要的研究内容。与实验相比,利用数值模拟能够快速、高效地研究各种界面体系下的不同物化性质,具有较好的应用前景。从微观尺度分子动力学、细观尺度有限元数值仿真与宏观数值模拟角度出发,综述了复合固体推进剂多种界面力学性质的研究进展,探讨了多尺度下复合固体推进剂界面数值模拟对固体推进剂工程设计的推动作用与目前存在的不足,并展望了未来的发展方向。

摘要：激光选区熔化(Selective laser melting,SLM)中激光工艺参数显著影响成形件质量,而现行的工艺优化路径大多是基于激光能量密度经验性公式的“盲摸”工艺试验,难以全面反映影响成形件质量的诸多环境因素,且在SLM过程中,熔池失稳、激光辐照不连续的情况时有发生,因此亟需开发SLM过程中工艺参数在线动态调控及质量监测技术,以保障制造工艺的可靠性和成形件质量的稳定性。通过声发射信号处理与神经网络算法,实现对采用不同激光工艺参数的熔道SLM成形过程的声发射信号分类预测。在降噪模块中,为确定经验模态分解的分解层数从而将其作为神经网络输入神经元的数量,提出一种基于序列间相关性和反双曲正切函数的直观评判方法。在分类预测模块中,对比基于经验模态分解和小波包变换两种声信号特征提取方法所设计的神经网络性能。研究结果表明神经网络模型对于不同激光参数产生的声发射信号进行分类预测的可行性,从而可直接指导SLM工艺参数的在线调控优化或优选,并为SLM过程的成形质量在线监测系统奠定理论方法基础。

摘要：基于能带理论的减隔振超结构由于其禁带特性而受到了广泛的关注,其中局域共振禁带对小尺寸结构实现低频减隔振具有重要意义,并被应用于地层土体表面波和体波减隔振。然而目前绝大多数研究集中于各向同性土体。考虑地层土体横观各向同性,研究二维橡胶-混凝土超结构对地铁振动的减隔振特性,对比分析了混凝土半径、橡胶厚度和土体各向异性对超结构全向禁带的影响。在此基础上建立不同方向透射和全尺寸透射模型,验证了弹性波在超结构禁带频率内能够有效衰减。探索了土体各向异性对减隔振超结构性能的影响,能够为地铁临近环境减隔振设计和分析提供参考及指导。

摘要：为探究平板热管在电堆中的传热性能,针对电堆中的传热条件设计平板热管的传热性能测试实验。结果表明:平板热管瞬态响应灵敏,响应时间在100—260 s之间;加热功率增加时平板热管的温差增加,等效热阻下降,5—15 W时处于启动阶段,40—50 W时等效热阻低于0.1℃/W,温差<5℃;冷却风速增加,平板热管的温差和等效热阻都有所上升;工作倾角对平板热管的性能影响显著,逆重力的工作条件将使平板热管的性能恶化,在50 W的加热功率、-90°工作倾角下平板热管的等效热阻约为90°时的3倍。

摘要：通过超声滚压对压气机叶片进行强化可以延长叶片的工作寿命,但由于叶片根部结构受限,常规的超声滚压设备难以对根部受限空间进行加工。为使得超声滚压设备能够更好地适应此类空间,在改进了超声滚压刀头结构后,将刀头尺寸的影响加入到变幅杆尺寸的优化设计考虑因素中,借助Abaqus与Matlab软件的联合仿真,获得了在安装刀头时具有稳定纵振频率与放大系数的变幅杆尺寸,并完善了超声滚压设备的整体设计。通过加工平板试样件分析了该设备在不同加工参数下对表面完整性的影响,基于此筛选出最优加工参数并在弯曲疲劳振动试样件上进行疲劳性能实验,加工后的试样件疲劳寿命有所提升。在叶片类结构件根部受限空间进行了加工实验,加工后试样件的表面完整性有明显提升。对受限空间的成功强化证明了该轮式刀头超声滚压设备可以应用于如压气机叶片根部等具有狭窄受限空间的零件,并有望进一步提升一些具有复杂特征结构零/部件的表面完整性与疲劳寿命。

摘要：近门槛值区的疲劳裂纹扩展行为及疲劳门槛值的确定对于工程材料与结构的疲劳性能和损伤容限设计具有重要意义。采用25Cr2Ni2MoV钢的疲劳裂纹扩展数据,运用Paris模型、NASGRO模型、Zhu-Xuan模型分别预测疲劳裂纹扩展门槛值,比较各模型的预测误差;进一步将Zhu-Xuan模型与转折点预测模型结合而建立的双线性评价模型,与ASME规范和BS 7910标准中的评价模型,开展相对误差和准确度的比较。结果表明,Zhu-Xuan模型误差在10%以内,准确度最高;双线性评价模型预测结果与试验数据具有较好的一致性、更高的准确度和稳定性,其精度提升程度最高可达28.6%。得出Zhu-Xuan模型及双线性评价模型对CrMoV钢材料的门槛值预测及寿命精准评定具有较好的适用性的结论。

摘要：芳烃联合装置会产生大量的低温热,抽出液塔和抽余液塔塔顶气的低温余热因取热介质泄漏问题往往未能被有效回收利用。以芳烃装置抽出液塔为研究对象,提出一种利用中间介质相变换热确保工艺本质安全的余热回收设计方案,并搭建10 kW相变换热系统实验室小型试验装置,进行相变换热系统的启动性能以及热力性能研究。实验结果表明:在相变换热系统启动过程中,随着充液率的增加,系统换热效率呈现先增加后减小的变化规律,其中最佳充液率为90%;且随着加热功率的增大,系统的启动时间减少,但减少的速率呈下降趋势。当冷却水流量及进口温度一定时,随着加热功率的增加,系统工质的工作温度、系统工质循环流量以及液位高度同步增加;当冷却水进口温度及加热功率一定时,随着冷却水流量增加,系统工质的工作温度降低,但工质循环流量和下降管液位逐渐增加。

摘要：针对法兰螺栓安装过程中紧固力难以测量和控制的问题,建立法兰螺栓超声测量模型并设计了法兰螺栓紧固力超声测试系统。系统首先基于FPGA和以太网技术设计了周期脉冲激励、数据采集、高速通讯传输、信号处理模块实现超声信号的发射和接收,并采用阈值法和极值法相结合来提高对超声渡越时间的测量精度,然后根据法兰螺栓超声测量模型计算得出螺栓紧固力大小。螺栓标定实验表明:法兰超声模型可靠,且标定系数的重复准确度达±2.4%;超声法—应变片法对比试验表明:所设计的测试系统能够实现螺栓紧固力的测量,与应变片法的相对误差不超过5%。

摘要：生化处理是炼油废水处理过程中的关键环节,目前的生化处理工艺以氧化塘、SBR为主,但好氧反应区域存在气液混合不均匀、发泡尺寸较大等问题,进而导致氧气利用率低、能耗高。为提高生化反应效率,缩短曝气时间,本文设计了气升式环流反应器(ALR),通过安装微细气泡曝气盘配合曝气环产生分形气泡以强化气-液-固三相传质和混合,将二级生化处理单元中的好氧反应区和沉淀区集成在同一个反应器内,并开展了中试试验。研究对比了ALR和SBR对气浮出水的处理效果,衡量了两者的技术经济性指标。试验结果表明:在ALR与SBR在油含量、COD和氨氮去除效果相当的情况下,ALR的污泥负荷提升了10倍,COD容积负荷提升了5倍;同时,ALR的吨水处理的鼓气量减少了57%,吨水处理占地面积仅为SBR的50%左右,吨水处理的能耗降低了22.9%,解决了传统生化处理工艺占地面积大、能耗高等问题,为未来生化反应器的升级改造提供了重要参考。