空间润滑装置高压雾化喷嘴的喷雾特性

为解决航天器在空间轨道运行时润滑失效的问题,将高压直射式雾化喷嘴应用到空间润滑领域,利用流体动力学软件CFD-ACE+2009,建立了直射式雾化喷嘴气液两相流模型,在此基础上,对润滑油喷雾流的生成过程进行数值模拟,并考察了喷嘴处液体流动速度及压力的分布情况.通过2种高粘度液体NYE 2001、Krytox 143AB与柴油的对比,分析了液体物理参数对液体内部压力传递及流速变化的影响.数值模拟结果表明:航空润滑油NYE 2001的高粘度严重阻碍入口压力的传递,当入口压力为15 MPa时,1 mm长的喷嘴末端压力下降到0.42 MPa,降幅达到97.2%;过高的液体粘度和过长的喷嘴,对液体喷雾流的形成产生不利影响.     

INVESTIGATIONS OF THE INFLUENCE OF TAPER CONTAMINATION ON THE FLYING CHARACTERISTICS OF A SLIDER

11ntroductionThesliderfliesovertherotationgdiskinaverylowclearancetohousethetransducercom-pletingthereadandwriteoperationproperly.Itisdisastrousifaslidercrashesdowntherotatingdiskinworkingstate,whichmaycausediskdamagesduetotheseriousfrictionbetweenthesliderandthedisk-Recently,itisdiscoveredthattheslidercrashiscloselyrelatedwiththetapercontamination[l'2'3J.Kurokawa,TakahashiandShinohara[l]believethattheliquefactionofor-ganicgasesonthetapersectionpreventsaparti-clefrompassing,sotheparticlestays…     

高压旋喷注浆法在大直径缺陷灌注桩处理中的应用

结合某跨海大桥桩基缺陷处理工程,介绍高压清水旋喷冲洗、气举反循环清渣、孔内静压注浆、高压旋喷注浆、孔口压浆相结合的方法在大直径灌注桩处理中的应用。采用上述方法处理后,经检测水泥固结体完整,与桩身混凝土、基岩胶结紧密。     

货车转向架清洗机连续射流高压喷嘴设计

分析了高压连续射流工作中的各种射流载荷和影响高压冲洗效果的主要因素,指出了高压清洗中,对污垢的冲刷起主导作用的是动压强和剪切力;影响高压冲洗效果的关键因素是喷嘴射流作用在物体上的冲击力.进而提出了用于货车转向架清洗机的高压喷嘴设计方法,给出了一个设计实例.     

基于Marc金属正交切削过程仿真的参数化建模

对金属正交切削过程的仿真,方便和快捷地对刀具—工件系统进行造型是必要的。本文通过建立刀具、工件的参数化模型并选用了合适的造型方式,应用数据库技术,采用C++Builder软件完成了接口设计;给定刀具的结构尺寸、几何角度和工件的几何尺寸以及刀具与工件的相对位置,即可生成二维造型的的过程文件,并在Marc软件环境中完成刀具—工件的建模。最后介绍了刀具—工件的参数化造型的关键技术及其过程。从而为正交切削过程的数值模拟奠定了基础。     

基于Freescale单片机的新型自适应电控天然气喷嘴驱动设计

设计出一种采用输出脉宽调制(PWM)信号来控制电控天然气喷嘴喷射的自适应式新型驱动电路,实现了高压打通低压保持喷射,解决了传统驱动方式喷嘴发热过大的问题,提高了喷射的稳定性和喷嘴的使用寿命。结合仿真软件AMESim进行了仿真实验。将计算流量和实验流量进行对比,验证了自适应式驱动方式的正确性。     

船用柴油机喷嘴液力负荷有限元分析及结构改进

建立了某船用柴油机喷嘴内部流动的三维CFD计算模型,用计算流体力学软件ANSYS-FLOTRAN对喷嘴内的三维流动进行了模拟分析,得到了喷嘴内部的液压分布,然后将该结果作为边界条件对喷嘴的液力负荷进行了三维有限元分析.结果表明,在高压液力负荷作用下,喷嘴头部的应力梯度较大,喷孔进口内侧上端应力值最大,且存在应力集中.在喷孔进口处倒一半径为0.05 mm的圆角,再次对喷嘴的液力负荷进行分析,发现喷孔进口内侧上端的应力值降低了34%,应力集中也得到了有效缓解.     

可压缩气体中粘性液体射流雾化机理研究

采用线性稳定性分析的方法,得到了描述可压缩气体中的空心柱形粘性液体射流雾化机理的三维模型.对模型进行了求解,发现存在6个对射流雾化过程起控制作用的量纲一的数,它们分别是Re数、We数、气液密度比、空心柱内半径与液膜厚度比及空心柱内外气体介质对于射流运动参考系的Ma数.分析了空心柱内外气体Ma数对射流空间不稳定性的影响,计算结果表明:空心柱内外气体Ma数在射流雾化过程中总是起不稳定性的作用,它们的增大有利于射流雾化过程的实现.空心柱内部气体Md数对射流雾化过程的影响要比外部气体Ma数影响大.气体介质的可压缩性在液体射流雾化过程中具有不稳定性的作用.     

基于热化学轴对称烧蚀的仿真

基于烧蚀理论与计算机语言设计了固体火箭喷管烧蚀软件的主程序及系统框架.火箭喷管烧蚀是在高温高压冲刷氧化气流作用下发生的,利用极端环境下的热化学烧蚀模型,通过Fortran编程对喷管内热流场及烧蚀进行数值计算,并结合Matlab与VC＋＋自身的特点,采用混合编程技术实现火箭烧蚀软件的前后处理.由算例可知,该软件能够对喷管烧蚀进行仿真,并能够脱离编译环境在Windows平台上使用,使初始参数输入界面化,数值解图形化.     

砂雨法饱和模型制样相对密度控制要素与评价方法

为满足动力离心液化试验相对密度（D_r）低的制样需求,实现砂雨法饱和模型制样相对密度的准确控制,建立了设备制模稳定性评价方法,通过自主研制一套适于饱和模型制样的鸭嘴式砂雨法装置,开展了三组干砂/饱和砂模型对比试验;通过分析出砂口尺寸、落距、移动速度等控制要素的影响,对新型装置制样性能进行了验证;采用微型动力触探仪测试饱和模型不同位置及深度的D_r空间分布,给出了模型均匀稳定性评价方法;建立描述砂雨法制样过程流速变化的数学模型和推导表达式,提出了控制稳态D_r的归一化标准. 研究结果表明:3 mm为低密实度制样的最佳出砂口尺寸;饱和模型D_r随水中落距的变化率为空中落距变化率的3.5倍,水中落距是饱和制样密实度的主导控制要素;出砂口移动速度最高达到颗粒落速的31%,对低密实度制样影响不可忽略;设备移速与落距对颗粒流速及试样D_r大小具有决定作用.      

毛细管放电类氖氩46.9nm软X光激光谱线的分辨

毛细管放电46.9 nm软X光激光以高温高密度氩等离子体作为激光增益介质,在46.9 nm激光谱线附近会出现大量的背景光谱,这对于进一步研究激光及其应用极为不利.本文实验研究了不同气压下毛细管放电输出激光的情况,发现低气压下适于产生激光的氩气气压为38 Pa,此时激光信号最大.随着气压的增加,激光信号减小.当气压达到6...     

一种难加工材料的斜角切削过程的数值模拟

参数化建模在仿真切削过程中是行之有效的方法。通过接口设计,系统实现了在Marc中对斜角切削方式的参数化建模。基于金属切削理论和有限元分析原理。借助于有限元方法及材料弹塑性变形理论。针对斜角切削方式,通过建立几何模型、材料模型、刀屑摩擦模型、热控模型和切屑分离准则,采用有限元分析软件Marc,对一种难加工材料的切削过程进行数值模拟,得到在不同切削条件下的切削区应力场、温度场。通过对数值模拟后切削力的结果与实验得到的数据进行比较,验证了所建模型的合理性。     

水下涡轮发动机动力推进系统数学模型

为了维持水下开式循环涡轮发动机系统的高性能和经济性,针对系统对于工况变化极为敏感的工作特点,计算了喷管在各种工况下的出口速度,分析了变转速、变压力条件下的涡轮输出转矩,建立了适用于系统优化和新型控制器设计的系统数学模型。以设计压力比为关键参数,取该模型的稳态特性,可得到由系统转速、航速、燃烧室压力、航深、推进剂耗量以及设计压力比构成的封闭代数方程,以多速制组合航程最大为寻优目标,可完成系统所有设计参数的优化。实践证明采用该模型可使系统经济性提高8%以上。     

阵列式等离子体射流特性的研究

研究了大气压下阵列式等离子体射流特性,以实现和完善大气压下大面积的低温等离子体灭菌技术.采用MAXWELL 3D软件仿真及实验的手段,研究相关因素对各种阵列式等离子体射流特性的影响.包括在单管等离子体喷射中的一些基本影响因素（电压、气体流速等）和阵列式等离子体喷射实验中所特有的一些因素（气流均匀度、电极单元间距及电极布置方式）.实验在大气压氦气环境下进行,然后通过专门研发的高频高压等离子体放电电源进行了介质阻挡放电.实验结果实现了大气压下阵列式等离子体喷射,证明了通过阵列式等离子体喷射方式来实现大面积等离子体灭菌技术的可行性.除此之外还得出了各种相关因素对阵列式等离子体射流特性的具体影响,用以完善阵列式等离子体射流技术,进行更大面积的灭菌处理.     

气体流动阻力损失对反向扩孔气动冲击器性能的影响

为了研究反向扩孔气动冲击器内部气体流动阻力损失对其性能的影响,在简化复杂的气路基础上,从其结构和工作原理出发,分析了冲击器工作过程中气体流动所产生的压力损失;在有压力损失的条件下,研究冲击器气腔内气体变化特性,建立了冲击器的工作过程数学模型;根据数学模型,应用MATLAB程序进行计算机仿真运算,得到了冲击器工作过程中压力损失曲线,以及压力损失条件下活塞运动特性和各腔压力变化规律.研究结果表明:气体流动阻力损失影响冲击器破岩效率,使得冲击器活塞运动末速度从5.05 m/s下降到4.22 m/s,冲击频率从5.00 Hz下降到4.28 Hz;冲击器尾气压力仅为0.140 MPa,低于设计值0.185 MPa,影响冲击器尾气排屑.      

制动特性对列车纵向冲动的影响

针对大秦线重载列车实际运用中出现的纵向冲动过大的问题,使用基于气体流动理论的空气制动特性仿真和基于刚体动力学的列车纵向动力学联合仿真方法,研究制动波传播的均匀性、制动波速、制动缸升压特性等制动系统特性对纵向冲动的影响.结果表明在制动波速不变条件下,制动波匀速传播与非匀速传播时列车纵向冲动水平基本一致;制动波速对列车车钩力影响显著,波速越高,车钩力越小;在列车制动能力不变的条件下,随着列车首尾车制动缸压强曲线开口度的收敛,纵向冲动明显降低,最大车钩力发生位置向列车后部移动.     

基于Kriging算法的压气机健康参数主从式插值建模

针对航空燃气轮机压气机数字化建模过程中由于缺少压气机流量系数导致模型精度偏低的问题,基于Kriging插值算法构造了面向压气机流量系数估计的主从式建模方法,分析了高维空间下对应于不同压气机换算转速的流量系数分布特征;基于流量系数的特征提取方法探索了流量系数、换算转速、增压比之间的映射关系,并提出了关于这三类参数的多维样本向量构造方法;基于Kriging算法建立了适用于燃气轮机过渡工况下压气机流量系数主从式插值模型. 研究结果表明:与传统的Kriging插值方法及牛顿插值法相比,基于主从式模型的流量系数计算结果更接近实际值,计算精度提高了近10%;主模型可输出流量系数的估值向量,插值效率相比传统Kriging模型提高了近15%.      

基于AMESim的电控天然气喷嘴模拟分析

为研究电控天然气喷射器特性参数对其喷射效果的影响,采用工程系统仿真软件AMESim建立了电控天然气针口阀喷射器仿真系统模型,并模拟了一个完整的喷射过程,得到了该喷嘴喷射特性曲线和阀门运动的相关参数,对其进行分析研究,得出其复位弹簧的最佳预紧力,并在该预紧力下验证了系统模型的准确性,可为电控天然气喷嘴的设计提供优化依据。     

不同岩石和围压下刃形对滚刀破岩性能的影响

滚刀位于全断面隧道掘进机（TBM）最前端，与岩石直接发生接触，是执行破岩掘进的关键零部件.研究TBM滚刀截面轮廓（刃形）对其破岩性能的影响机理和规律，对指导工程实际中滚刀选型与设计、提高TBM掘进效率具有重要意义.首先建立二维颗粒流离散元模型，针对工程中最常用的平头滚刀和圆弧滚刀，选取两种强度不同的岩石并对其中一种施加固定10 MPa围压；然后，开展滚刀破岩仿真，通过分析比能、破岩体积、刀具载荷、裂纹数量等结果，对滚刀刃形与岩石破碎的关联性进行研究；最后，通过缩比滚刀破岩实验验证数值分析所得结论的正确性.分析结果表明：滚刀刃形对其破岩性能影响显著，在本文所涉及参数范围内，对于多数岩石强度与围压组合，圆弧滚刀比能均低于平头滚刀比能，平均降低19.8%；圆弧滚刀破岩力比平顶滚刀破岩力平均低32.6%，表明破岩过程中圆弧滚刀做功较少，而二者产生的岩石碎片总体积相差不大（平均差值7%），则圆弧滚刀破除单位体积岩石所消耗的能量更少.综上所述，两种常用滚刀刃形相比，在岩石强度与围压较高的地层中可考虑优先选用圆弧滚刀.     

Numerical simulation on temperature and stress fields in beryllium during cutting process

The temperature and stress fields in beryllium during high speed cutting process were studied by employing a thermo-mechanically coupled finite element method (FEM). The results show that the temperatures in beryllium increase only a little during the cutting process. Both of the residual stresses for along and normal to the cutting direction are tensile stresses in the surface of beryllium after cutting. The cutting force and thrust force are about 280 and −250 kN/m at the steady stage, respectively. The main effects of coolant on the cutting process are to decrease the friction coefficient and heat between the tool and the workpiece, so to reduce the temperature, but almost no effects are made for stress. This study is helpful to enhance the understanding for stress formation and optimize the process parameters of beryllium.