带废气调节阀的可变几何涡轮增压器性能试验研究

基于增压器性能试验台,对带废气调节阀的可变几何截面涡轮增压器(VGT)进行性能试验,得到不同VGT叶片开度的涡轮流通特性、废气调节阀调节特性及压气机流量特性曲线。结果表明,随着VGT叶片开度的增大,涡轮流通能力增大;废气调节阀在开启角度5°~15°调节时,涡轮增压器转速迅速下降,调节能力较强,但开启角度超过20°时转速基本不变,其调节能力达到极限;压气机最大折合流量达到0.31 kg/s,最高压比达到2.98,不同转速下的最高效率均在71%以上。     

车用跨声速离心压气机高原适应性改进设计

针对某增压器原机高原适应性不足的问题,开展了一维初始目标设计和详细的三维流动仿真分析,对车用跨声速离心压气机进行了高原适应性改进设计.通过降低叶片后弯角、增加叶片数进而增加叶轮做功能力来提升压比.通过叶片细节设计,包括分流叶片前掠和出口曲线掠型进一步优化压气机性能,最终通过了试验验证,在原机的基础上成功优化设计了高压比离心压气机,满足了发动机的使用需求.     

脉冲气流条件下离心压气机入口流场测量研究

设计一种可用于压气机入口截面流场测量的高频响应全自动步进式测量装置,可使测量探针在入口任意截面的任意测点进行流场测量。将该测量装置配合一维热线风速仪探针,测量离心压气机入口截面的流场分布。将压气机入口剖面分为均布的54个测点,径向均布9个测点,每个测点间隔9 mm,周向每30°进行一轮径向测量直至完成整周测量试验,从而获取整个截面的速度分布。测量工况分别为40 000 r/min稳态工况近堵塞流量点、最高效率点以及20 Hz频率脉冲背压下近堵塞流量点。结果表明:脉冲背压工况下,离心压气机压比-流量曲线呈现围绕稳态特性的迟滞环;稳态工况下,离心压气机入口截面流场存在显著畸变,速度分布呈现明显的周向非对称性,出现180°～360°周向角范围的高速区;脉冲背压工况下,入口流场呈现较强的非定常特征:在排空段流场存在较强的周向非对称性,但该非对称性在充满段明显减弱。     

后掠式压气机叶轮压头系数的计算方法

在后掠式压气机热力计算中,叶轮的压头系数_c与滑移因子中的叶片数Z_c、叶片出口叶片翘曲角β_2及叶轮摩擦功中的摩擦系数α等有关。在以往的热力计算中,_c是凭经验选择的,而Z_c、β_2、α是由原始数据给定的,这些参数是彼此独立的,因而,在理论分析中得出了相反的结论。这样不但计算困难,而且还不够精确。本文提出了一种正确的计算方法,导出了_c与Z_c、β_2、α之间的数学表达式。通过径向式和后掠式压气机的计算,证实该法比原来的方法更精确、可靠。     

增压器压气机叶轮在高原环境下的失效分析与改进

针对高原环境下增压器超速引起的压气机叶片断裂的问题,介绍了故障定位、故障分析、故障再现以及改进等处理全过程。从增压器工作载荷谱入手,分析了叶轮的应力分布、叶片模态变化,确定了叶片不同部位的失效模式。从降低转速、提高叶片固有频率和提高出口处叶片的抗疲劳强度三方面优化了压气机叶轮,通过故障再现的对比性试验、性能对比试验等验证,结果表明,改进后的增压器最高许用转速提高10%,满足了发动机变海拔的使用要求。     

基于离散元法的某隧道初期衬砌加固围岩机理研究

隧道的衬砌对于隧道稳定性和施工安全具有很大的影响.首先总结了隧道的常见破坏形式和常用计算理论及方法,选择离散元UDEC方法,以某公路隧道为研究对象,设计了未采取初期衬砌,以及初期衬砌接触面黏聚力为0、0.01、0.03、0.05、0.08、0.10、0.12、0.15MPa,内摩擦角为0°、5°、10°、15°、20°、25°、30°、35°、40°、45°,抗拉强度为0、0.001、0.005、0.010、0.015、0.020、0.025、0.030、0.035MPa等计算工况.经不同工况塑性区和不平衡力计算结果的对比分析发现:不采取初期衬砌,隧道的破坏形式主要是洞顶掉块;采取初期衬砌,接触面黏聚力的临界值为0.08MPa,内摩擦角的临界值为20°,抗拉强度的临界值为0.03 MPa.如果强度低于这些值,则隧道的塑性区扩大,不平衡力较大,表明隧道不稳定.这些可以作为设计参考值.     

涡轮增压器压气机的气动噪声源特性研究

基于雷诺平均纳维-斯托克斯方程与Realizableκ-ε双方程湍流模型,利用CFD软件建立了某大型涡轮增压器离心式压气机内部气体的可压缩流动仿真模型。分析了不同工况下压气机内部气流的速度、压力等流动特性,利用宽带噪声模型对压气机进行了气动噪声源数值研究。结果表明,叶轮区域是压气机的主要气动噪声源;压气机内扰动强度和叶轮转速是气动噪声声功率的主要影响因素;宽带噪声与湍流强度的分布趋势一致。研究结果对分析压气机的气动噪声源产生机理及其控制具有参考价值。     

网格应变分析技术在顶盖冲压成形分析中的应用

为了解决某车型顶盖冲压过程中存在的问题,利用网格应变分析技术,分析了顶盖零件冲压后表面应变分布状态。第一次网格应变分析结果表明,顶盖顶部R角部位成形安全裕度不足10%,存在开裂风险,此部位主要产生平面应变,材料在此处流动不合理。根据此分析结论,提出成形优化方案,将模具R角由3 mm放大到4.5 mm后,第二次网格应变分析结果显示材料在R角部位的流动发生了变化,成形安全裕度在10%以上。     

增压直喷汽油机增压系统瞬态过程建模计算与优化

增压直喷汽油机由于使用叶轮旋转增压结构,瞬态工况下存在进气量响应滞后,瞬态性能较差的缺点.通过模拟计算分析了增压直喷汽油机的瞬态响应特性,并对瞬态过程中的废气旁通阀控制策略进行优化.提出了在突加速时先关闭废气旁通阀,当转速上升到一定程度后再打开废气旁通阀的控制策略,并对废气旁通阀的PID控制参数进行了优化.结果表明,优化控制策略能够将增压直喷发动机的瞬态响应时间减少50%,并可以使压气机保证10%的超速裕度,涡轮增压器能够正常运转.     

车用增压器离心压气机改型设计

为缩短研制周期,提高设计成功率,降低研制风险,基于当代工具预测设计方法,开展了某车用增压器跨音速离心压气机设计和试验验证。研究结果表明:压比3为亚音和跨音速临界压比,高于此临界压比,叶轮进入跨音速流动,流量范围急剧变窄;压比大于4,流量范围不高于20%,需采用机匣处理等流量拓宽装置以获得宽广压气机特性;采用机匣处理装置后,跨音速流量范围可拓宽15%左右;采用两区模型性能预测技术和控制载荷叶片造型技术可获得高压比宽流量范围的高性能压气机。     

汽车涡轮增压器压气机噪声的计算气动声学模拟

汽油机领域增压技术(Eco-Boost)的问世为技术人员带来新的挑战。挑战之一是在非设计工况下,进入涡轮增压器的气流会产生气流噪声。在某些运行工况下,当进气质量流量和压比达到某一数值时,压气机叶轮表面气体分流会产生宽频噪声,被称为"啸叫"噪声。可以用增压器吹风试验和发动机台架试验来检测这种气体流动噪声。为了开发一种有效的设计,有必要了解这种噪声产生的基本机理。介绍为研究进气条件对啸叫噪声的影响而进行的计算气动声学分析,包括整个压气机叶轮和涡壳在内的三维计算流体动力学模拟。该增压器叶轮由6个主要叶片和6个分流叶片组成。基于计算机辅助工程的结果,提出一种压气机引导边缘入口台阶与进口导向叶片(或旋转叶片)组合的方案,以降低啸叫噪声,并通过试验证实这种创新设计的有效性。     

膨胀土的抗剪强度及其水敏性研究

通过对贵州毕节地区某高速公路沿线的膨胀土进行大样本取样,研究了原状膨胀土的抗剪强度以及重塑膨胀土抗剪强度的水敏性。结果表明,原状膨胀土具有高天然含水率、高最佳含水率、高饱和度、高液限、高塑限、中高压缩性和低抗剪强度的特点,黏聚力处于20～40kPa,内摩擦角处于5°～10°。重塑膨胀土在低含水率和高含水率下的应力-应变曲线分别为软化型和强化型曲线。抗剪强度随着含水率的增加逐渐降低,低含水率范围(w 24. 5%)的抗剪强度变化明显强于高含水率范围(w≥24. 5%)的变化。内摩擦角与含水率之间呈指数衰减关系。     

剪胀角对路基边坡稳定性的影响分析

将强度折减法基本理论与弹塑性有限元相结合,以有限元计算收敛条件作为边坡失稳评判指标,分析某高速公路的边坡土体剪胀角对边坡稳定性的影响。计算结果表明：随着剪胀角的增长,边坡稳定安全系数逐渐增长,当土体剪胀角从0°增长到15°时,边坡的稳定安全系数增长了11%;边坡最终破坏的塑性区域随着土体剪胀角的增长而逐渐较小,这表明土体剪胀角对边坡稳定性有着显著的影响。     

四轮定位中测量最大转向角的技术

目前,一般的四轮定位仪的传感器由于受数码相机解析度及测量范围的限制,无法有效达到±20°的测量范围,因此无法在左转前轮20°、右转前轮20°下自动测量后倾角、内倾角及转向前展角。大多数四轮定位仪采用较小的转角来自动测量后倾、内倾角,用观察机械转角盘角度刻度的方法目测转向前展角、后倾角、内倾角。采用较小的转角自动测量后倾角、内倾角,损失了测量精度,增大了测量误     

某轻型载货车车架轻量化分析

根据项目组的要求,对某轻型载货车车架进行轻量化验证分析。文章基于有限元法,运用Hypermesh、Nastran等有限元计算分析软件,建立车架有限元模型,对车架进行模态及扭转模量分析,在垂向弯曲工况、紧急转弯工况、过坑扭转工况、紧急制动工况四种恶劣工况模式下对车架进行强度校核分析,通过对优化前后分案的分析对比,优化后方案的模态、扭转模量与优化前相当,强度方面优于优化前方案。分析结果表明,新方案模型可以替代原方案模型,轻量化设计成功减重27Kg,约为优化前质量的9.7%。     

管幕冻结法钢管-冻土接触面剪切试验研究

为研究“管幕冻结法”这一新型工法中 “钢管-冻土”复合结构接触面剪切强度的影响因素及规律，基于港珠澳大桥拱北隧道工程，通过变角剪切试验方法设计不同剪切角度的试验，对温度和粗糙度2个维度进行探究，试验结果拟合出-5、-10、-15、-20、-25 ℃ 5种温度条件以及R=0.0、0.3、0.5 mm 3种粗糙度条件下的剪切面剪切强度包络线。试验结果表明： 温度对钢管-冻土接触面内摩擦角影响不大； 对接触面黏聚力，在-15 ℃之前，黏聚力近似呈线性增长，在-15 ℃达到峰值，在-20 ℃达到波谷，继而随温度的降低而增加。钢管-冻土接触面粗糙度的增加对结构面剪切强度的提高具有正向促进作用，但粗糙度过大会对接触面处的冻土体结构（如冰颗粒和土颗粒间隙等）造成一定的内部损伤，导致剪切强度下降。试验给出最优剪切强度下的温度及粗糙度取值区间。     

两种丁苯胶乳对水泥砂浆基本性能的影响分析

通过开展丁苯胶乳对新拌砂浆及硬化后砂浆基本性能影响的研究,分析了胶乳对砂浆流动度、含气量、抗弯拉强度、抗压强度及耐磨性能的作用机理。结果表明,A类丁苯胶乳具有减弱砂浆流动度的作用,而B类丁苯胶乳对砂浆流动度具有增加的趋势。两种丁苯胶乳均有增加砂浆含气量的影响效果,B类胶乳增加砂浆含气量的幅度普遍小于A类胶乳;当B类胶乳掺量为20%时,胶乳改性砂浆含气量小于普通砂浆。两种丁苯胶乳均有增大砂浆抗弯拉强度、减弱砂浆抗压强度的效果,B类胶乳对砂浆抗弯拉强度的增强效果普遍大于A类胶乳,对砂浆抗压强度的减小作用则小于A类胶乳。B类胶乳掺量15%是影响硬化后砂浆性能的一个平衡点,15%条件下胶乳改性砂浆抗弯拉强度及抗压强度保持较好的效果,而A类胶乳掺量控制在10%以内可以在一定程度上兼顾砂浆的抗弯拉强度及抗压强度。A类丁苯胶乳会对砂浆的耐磨性能产生不利影响,在掺量为10%时砂浆耐磨性能最差,且A类胶乳对砂浆耐磨性能的降低程度大于B类胶乳;B类胶乳对砂浆耐磨性能表现出先减弱后增加的影响规律,在掺量≥15%时,对砂浆耐磨性能具有增强作用。     

柴油机可变涡流进气流动的数值模拟研究

为1台2.0L的4气门柴油机设计了可变涡流进气系统,利用三维CFD软件AVL-Fire分别对柴油机的3种气道型式的气体流动进行了数值模拟计算,得出了不同型式进气道的流通特性和涡流特性。提出了两种涡流控制阀方案,在切向和螺旋进气道分别设置旋转阀片进行调节,可以改变涡流比,并经比较研究选出了较优方案。研究结果表明,螺旋进气道在大气门升程下的流通能力优于切向进气道,但小气门升程下切向进气道流通能力较好,且产生涡流能力较强;双进气道由于气流的干涉会导致进气能量的损失,但涡流扭矩有所增加;涡流控制阀能在一定范围内改变进气涡流比,且设置在螺旋气道侧的方案具有更好的变涡流效果,能够保证较好的流通性和较大的涡流比变化范围,满足发动机不同工况对流通性和涡流强度的要求。     

基于眩光控制的公路隧道逆光角配置研究

逆光照明在公路隧道照明节能方面具有潜在的应用价值，其逆向光强出光能有效增益目标对比度，但同样增加了驾驶者的感光刺激。所以在提高其照明质量的同时，尽可能兼顾照明的安全性和舒适性就显得尤为重要。因此，研究采用试验与仿真的方法，在已有曲线基础上对逆光照明的最大光强角(光束角不变)进行空间配置，并分析其照明效能，为逆光照明的二次光学配光设计研究提供参考意义。研究表明：逆光照明光通量的增加对路面平均亮度的提升较为直接，计算工况中平均同比增长30%～50%,对TI眩光的影响幅度较小，同比增长4%～8%;隧道基本照明中逆向最大光强角超过36°时(光束角35°～50°),TI眩光可能超限；最大光强角每5°的调整，阈值增量的折减比是路面平均亮度折减比的1～2倍，即在一定角度范围内，通过调节主要光强角，控制阈值增量的收益是可观的。     

大内倾角钢箱提篮拱几何非线性稳定分析

以一座中承式大内倾角钢箱梁提篮拱桥为研究对象,考虑几何非线性的影响,就矢跨比、拱肋内倾角对提篮拱稳定特性的影响进行分析。结果表明,对于该提篮拱肋(内倾角为21.7°),考虑几何非线性后,其稳定性能下降十分明显,各方向下降幅度均在30%以上,且矢跨比越小,几何非线性的影响越大,偏于不安全,设计时应考虑几何非线性的影响;随着提篮拱肋内倾角的增大,竖向稳定性能不断增强,内倾角大于20°时增长不明显;对于内倾角为10°~15°的提篮拱,考虑几何非线性影响后,其横向稳定性能提升明显,为其线性屈曲结果的数倍,该情况下不考虑几何非线性偏于安全。