基于三维离散元法的筛分效率研究

为了深入了解散体物料的振动筛分机理,以KZX936型振动筛为模型,以三维离散元为方法,采用EDEM软件,选用3种粒度等级的颗粒,模拟了不同激振频率、振幅、振动方向角时的物料运动规律及筛分效率。结果表明:筛面足够长时,频率、振幅及方向角在初始时间时对筛分效率有较大影响,并随频率和振幅的增大而增大,且增大振幅有利于透筛。稳态时增大频率和振幅,筛分效率提高不显著。振幅降低为2 mm时,筛分效率先增加后减小。振动方向角取45°时动态筛分效率最大,并随着振动方向角的继续增大而减小。     

随盘匀速转动的物块所受静摩擦力的方向

本文应用相对运动的概念和速度合成法则先论证随盘做匀速圆周运动的物块相对于转盘的运动趋势方向,进而由静摩擦力方向跟运动趋势方向相反的观点得到它沿半径指向圆心的结论。     

波箔过渡圆角对箔片气体轴承结构刚度的影响

为研究波箔过渡圆角这一结构特征对箔片气体轴承性能的影响,基于弹性变形理论,考虑摩擦力以及各波拱之间的相互作用,构建了考虑过渡圆角的波拱的弯矩方程组,推导出箔片的变形方程,得到单个波拱的变形与刚度计算公式. 与既有的无过渡圆角的箔片模型进行比较,验证了模型的有效性,并研究了过渡圆角和摩擦因数对箔片气体轴承结构刚度的影响;利用三角形载荷分布形式模拟气膜力分布,研究过渡圆角和摩擦因数对气体轴承结构刚度各向异性的影响. 结果表明:在固定区,随着过渡圆角半径的增大,波拱数量呈阶梯状减少,波拱刚度先增大后减小;在滑移区,波拱的刚度随过渡圆角半径的增大而降低,存在使波箔平均刚度达到最大的过渡圆角半径;随着摩擦因数增大,波拱刚度呈非线性上升趋势,有效降低了结构刚度的各向异性;随过渡圆角半径增大,结构刚度各向异性有所增强,但影响程度不如摩擦因数剧烈. 研究结果可为波箔气体轴承的结构设计提供理论参考.     

变转速回转筒内二元颗粒混合特性数值分析

采用离散单元法,在前期实验基础上研究圆形和椭圆滚筒转速的连续变化对相同颗粒数量二元颗粒体系混合的影响.从颗粒群运动速度分区图、宏观颗粒运动矢量图的角度分析颗粒在不同转速下的运动混合规律,运用Lacey指数定量评价二元颗粒的混合度.结果表明:在颗粒数一定的情况下,滚筒筒形对二元颗粒的混合具有一定的影响,但转速的影响占主导;最佳混合工况时颗粒在滚筒内处于抛落的运动模式;一定速度范围内筒体转速的变化可增强混合.研究可为颗粒物料增混设备的改进及操作控制提供依据和参考.     

刚柔耦合高弹性筛面运动学与料群透筛分布规律

粘湿动力煤深度筛分是选煤领域的研究热点,传统弹性筛面虽然能解决筛分过程堵孔问题,但在料群冲击作用下易损坏.为此,设计了刚柔耦合高弹性筛面,采用振动测试研究了刚柔耦合高弹性筛面运动学特性与空间运动轨迹,通过高速动态测试与筛分试验研究了粘湿料群的运动行为与透筛分布规律,在此基础上,优化了刚柔耦合高弹性筛面结构.结果表明:刚柔耦合高弹性筛面与底部加强筋之间的碰撞使得筛面加速度和位移最高可达89.57 m/s~2和6.17 mm,分别为筛体加速度和位移的3.81倍和2.30倍,料群在筛面上的平均运移速度随筛面的加速度增大而增大,0～6 mm细粒级物料主要在A,B段透筛,而6～13 mm粗粒级物料主要在C,D段透筛;通过改变刚柔耦合高弹性筛面加强筋空间布置形式,调节刚柔耦合高弹性筛面的运动加速度,进而可以调控料群的运动行为与透筛分布规律,延长难筛分料群的筛分时间,粘湿动力煤的6 mm筛分效率达87.74%.     

清选筛运动参数对玉米芯轴堵筛规律的影响

针对玉米联合收获机清选作业过程中芯轴堵塞清选筛的问题,本文利用自制清选筛堵塞性能试验台研究了振幅、振频和方向角3个关键运动参数对玉米芯轴堵筛规律的影响,并利用改装玉米联合收获机进行验证试验。通过单因素试验揭示了清选筛加速度和芯轴堵塞质量随运动参数增大的变化规律。通过正交试验建立了运动参数对玉米芯轴堵筛影响规律回归模型,得到了清选筛运动参数最优组合:振幅50 mm、振频7 Hz、方向角55°。验证试验表明,清选筛运动参数最优组合具有良好的筛分性能,堵塞玉米芯轴质量为10.39 g,籽粒含杂率为0.9%,清选损失率为1.09%,能够满足玉米联合收获机清选作业的要求。     

北京地区简易垃圾填埋场特性

为了研究北京地区典型简易垃圾填埋场垃圾体的内部特征,在现场测定了垃圾体内部温度随深度的变化规律,并在室内测定了垃圾体的成分、含水率和有机质含量随深度的变化.结果表明:对于填埋深度较浅的垃圾场,垃圾体内部温度随填埋深度增加而降低,填埋深度较深的垃圾场,垃圾体内部温度则随填埋深度的增加而提高,但达到某一峰值后又呈逐渐下降的趋势;有机质随填埋深度增加而减小;含水量随着有机质质量分数的增加表现出逐渐增大的趋势.     

沥青搅拌设备多层振动筛筛分效率的试验研究

针对沥青搅拌设备多层振动筛筛分效率问题,对某厂生产的振动筛的筛分效率进行了试验,测试了该振动筛的振动参数和振动筛的应力,对各点振幅进行了检测与分析,得到振幅的分布,找出了造成筛分效率不高的主要原因是振幅较低且振幅在筛体的不同位置呈不均匀分布,提出了增大激振力的方法来增大振动筛的振幅和改善筛体振幅均匀性并提高筛分效率。     

GCr15球-盘点接触摩擦副的滑滚摩擦磨损特性研究

选用GCr15钢盘和GCr15球作为摩擦副,在NGY‐6纳米润滑膜测量仪上开展球‐盘点接触摩擦副在润滑状态下的滑滚摩擦磨损实验,研究不同接触应力、钢球转速、滑滚比等参数对摩擦副的摩擦因数、磨损形貌的影响规律．结果表明：当接触应力和钢球转速一定时,摩擦因数随着滑滚比的增大而逐渐增加后达到稳定状态;当滑滚比一定时,摩擦因数随接触应力的增大而逐渐增大;当钢球转速低于300 r／min时,摩擦因数随着钢球转速的增大而减小;当钢球转速高于300 r／min、接触应力大于0．84 GPa时,摩擦因数随着钢球转速的增大而呈增大趋势．Stribeck曲线表明：当滑滚比为0．01时,摩擦副处于流体动压润滑状态;当滑滚比为0．03时,润滑状态随Sommerfield参数的增加而从边界润滑过渡到混合润滑;当滑滚比分别为0．05、0．1、0．3、0．5时,润滑状态为边界润滑．滑滚比较小时,磨损机制以疲劳磨损为主,随着滑滚比的增大,磨损机制转变为磨粒磨损．     

真空干燥条件下的玉米介电特性

在设计叉指式平板电容介电参数检测元件的基础上,构建了真空状态下的介电测试系统,研究了玉米介电特性的变化规律,为真空干燥过程测试控制提供了基础。研究结果表明:在真空度为0～0.06MPa下,玉米的介电常数、损耗因数、损耗角正切等参数与温度、真空度等干燥参数之间存在非线性关系。介电常数、损耗因数随真空度的增大呈现类Z形递增趋势;损耗角正切随真空度的增大呈现类似反Z形递减趋势。玉米含水量和温度对介电特性参数的影响也很大,二者与损耗角正切呈负线性相关,含水量与介电常数在一段水分范围内呈正线性相关,含水量较高时,介电常数变化较大;温度与介电常数呈正线性相关;而损耗因数随含水量的增加有一陡降过程,随后缓降,且随温度的增高呈线性上升趋势。     

ZM6镁合金的摩擦性能研究

以ZM6镁合金为试验材料,利用正交试验方法和方差分析方法研究了粗糙度、转速和载荷对摩擦系数影响的权重顺序以及其对摩擦性能的影响.结果表明:各因素对摩擦系数影响的权重顺序依次为粗糙度、转速、载荷; 转速为30 r/min时,摩擦系数随着载荷的增加而增大,随着粗糙度的增大先减小后增大; 转速为45 r/min时,摩擦系数随着载荷和粗糙度的增大均先减小后增大; 转速为60 r/min时,摩擦系数随着载荷的增加而减小,随着粗糙度的增大先增大后减小; 载荷为35 N时,摩擦系数随着转速的增大先增大后减小; 载荷为50 N时,摩擦系数随着转速的增大而增大; 载荷为65 N时,摩擦系数随着转速的增大逐渐减小.     

同步器同步机理建模与结构影响因素分析

针对同步器结合过程,利用平均雷诺方程和微凸体摩擦原理,建立了油膜压力、微凸体接触力、同步环轴向力、同步力矩4个数学模型,运用4-Runge-Kutta法对油膜厚度和转速差进行耦合数值求解,分析了同步器结合过程油膜厚度、转速差、粘性剪切转矩、粗糙摩擦转矩以及总转矩的变化规律.对同步器结合过程数学模型进行试验验证后,利用所建模型研究了同步环宽度、同步环半径、摩擦锥角以及摩擦材料厚度等因素对同步器结合过程的影响规律.结果表明:同步环宽度增大,粘性转矩和粗糙接触转矩增大,油膜厚度下降速率减缓,粗糙接触转矩响应延迟,同步时间增加;同步环半径增大,粘性转矩和粗糙接触转矩增大,油膜厚度下降速率加快,同步时间缩短;同步环摩擦锥角增大,粘性转矩增大,粗糙接触转矩减小,转速差下降速率变缓,同步时间增加;摩擦材料厚度增大,粗糙接触转矩相应加快,油膜厚度下降速率增大,最小油膜厚度减小,同步时间缩短.     

汽油机活塞二阶运动分析及优化设计

为了降低活塞二阶运动并寻求优化措施,综合考虑裙部润滑摩擦状况、活塞体径向刚度、活塞体及缸套热态型面影响,建立某汽油机活塞组件动力学模型,采用数值仿真方法进行分析研究.从换向平稳性、运动平稳性、活塞敲击能和摩擦损耗4个方面对活塞二阶运动计算结果进行评价.分析在多种工况下（1 200、4 200、6 000 r/min）活塞裙部型线、配缸间隙和活塞销偏置对活塞二阶运动的影响,以敲击能和摩擦损耗为主要评价标准,提出相应的优化思路.结果表明：优化后的裙部型线使活塞的径向位移和角位移有一定幅度减小,径向位移最大值在3种工况下分别降低了22.2%、19.8%、21.2%,角位移最大值降低了12.9%、13.3%、23.6%;活塞对缸套的动态敲击力在优化后也有明显降低,为活塞整体优化提供可靠依据.     

螺旋槽干气密封润滑气膜摩擦系数的规律探寻

高参数工况下的气膜摩擦力对干气密封性能的影响不可忽视。基于密封系统和动静环的结构特点,建立了润滑气膜计算域模型,使用ICEM划分网格,采用Fluent软件数值模拟获得气膜压力分布和速度分布,最后通过牛顿内摩擦定律计算得到润滑气膜摩擦系数。结果表明,槽型参数不变,润滑气膜摩擦系数随转速的增大而增大,随介质压力及平均气膜厚度的增大而减小;工况参数不变,气膜摩擦系数随根径的增大而增大,随槽数及槽深的增大而减小,且在75°~76°螺旋角范围内较为稳定。     

推进桨、45度三叶折叶桨及新型轴流式桨的流场分析

对推进桨45°三叶折叶桨及新型扭弯轴流式搅拌桨——JH桨的三维流场进行了激光测速实验,结果分析表明,45°三叶折叶桨其轴向流场分布不均匀,而是“W”形,其周向速度随半径成正比,易于打漩,径向速度随半径增加较快。说明45°三叶折叶桨是以轴向流为主伴有一定径向流场的一种桨型;推进桨轴向速度流场均匀,但随着离桨距离的增加其均匀性下降,且轴线附近存在有低速区。其径向速度虽然在桨径范围内较小,但在桨径外仍有一定值。其周向流场分布较均匀,说明推进桨也非“纯”轴流式桨;JH桨轴向流场均匀,随着离桨距离的增加其衰减速度减慢,其径向速度分布均匀,且较小,而周向速度在桨径以外迅速衰减,并随离桨距离的增加迅速衰减。说明JH桨是一种以轴向流场为主的桨型,它比推进桨轴流特性更好,更不易产生打漩现象,是溶解、悬浮搅拌的理想桨型。     

载荷对Kevlar/PTFE纤维混杂织物摩擦学性能的影响

采用电子小样织机机织Kevlar/PTFE纤维混杂织物,借助于MMU-5G端面摩擦磨损试验机,激光扫描共聚焦显微镜（CLSM）,考察了Kevlar/PTFE纤维混杂织物在高速、干摩擦时不同载荷下的摩擦磨损性能。结果表明,在转速为300 r/min下,载荷越高,稳态摩擦系数值越低,随着载荷的不断增加,稳态摩擦系数下降趋势变缓;织物磨损深度随载荷增加而增加,但磨损率反而降低,织物的摩擦磨损与织物结构有关,磨损方式主要为磨粒磨损,以及PTFE在法向载荷挤压和摩擦剪切作用下发生塑性变形。     

Nonlinear transient responses of rotating twisted FGM cylindrical panels

This paper develops a new structure dynamic model to investigate nonlinear transient responses of the rotating blade made of functionally graded material(FGM). The rotating blade is simplified as a rotating FGM cylindrical panel with a presetting angle and a twist angle. The geometric nonlinearity effects are taken into account in the strain-displacement relationships, which are derived by Green strain tensor. Based on the first-order piston theory and the first-order shear deformation theory, the equations of motion for the rotating twisted FGM cylindrical panel are acquired by means of Hamilton principle and Galerkin method.Backward Differentiation Formula(BDF) and Runge-Kutta Algorithm are used to solve the nonlinear equations of motion for the system. The effects of four pulse load conditions on the system subjected to the internal pulse load or the external pulse load are fully discussed. A detailed parametric analysis is performed by considering the effects of the rotating speed, volume fraction index and temperature.     

Kerosene-alumina nanofluid flow and heat transfer for cooling application

Kerosene-alumina nanofluid flow and heat transfer in the presence of magnetic field are studied. The basic partial differential equations are reduced to ordinary differential equations which are solved semi analytically using differential transformation method. Velocity and temperature profiles as well as the skin friction coefficient and the Nusselt number are determined analytically. The influence of pertinent parameters such as magnetic parameter, nanofluid volume fraction, viscosity parameter and Eckert number on the flow and heat transfer characteristics is discussed. Results indicate that skin friction coefficient decreases with increase of magnetic parameter, nanofluid volume fraction and viscosity parameter. Nusselt number increases with increase of magnetic parameter and nanofluid volume fraction while it decreases with increase of Eckert number and viscosity parameter.     

关于颗粒在滚筒内的运动问题

本文纠正了现有力学教材中对质点在滚筒内的脱离角的错误计算公式,并导出了质点的初始滑动角和脱离角的依赖于摩擦和转动的相应的公式.并通过计算给出了图解曲线.它对研究粮粒在滚筒精选机内的运动以及钢球在球磨机内的运动将是非常有用的.     

单颗金刚石磨粒锯切运动学分析

引进运动学中的点的速度合成定理求解单颗金刚石磨粒锯切面积和锯切厚度，通过详细的理论推导推出了单颗金刚石磨粒锯切速度方程，锯切运动方程和锯切面积和锯切厚度的计算公式，结果表明，单颗金刚石磨粒锯切面积与前一颗金刚石磨粒所夹的圆心角成正比，与进给速度成正比，与锯切深度成正比，与金刚石圆锯片的转速成反比，且依余弦规律减小。