基于ABAQUS的显式动力学分析方法研究

显式动力学(The Explicit Dynamic)是针对隐式求解器的一个补充,其分析方法对于求解广泛、各类非线性结构力学问题是一个非常有效的工具,显式方法中的单个增量步取决于模型的最高固有频率,与持续时间、载荷类型无关。ABAQUS/Explicit主要用于碰撞、接触以及失效分析。探讨了ABAQUS显式动力学的基本理论、求解的问题,对显示动力学分析方法中的求解算法、稳定时间极限和能量平衡问题进行研究,给出了显示动力学分析的一般性分析方法。通过案例验证了该方法的可行性,应用该方法可有效解决实际工业生产中的碰撞问题、复杂的接触问题以及复杂的后屈曲问题,可为显式动力学分析方法应用于工程实践奠定理论与方法基础。     

采空区对哈尔乌素露天煤矿排土场地表沉陷的影响

为了研究长壁工作面开采对排土场地表沉陷规律的影响,以酸刺沟煤矿采空区为工程背景,在实测地表移动特征的基础上,采用概率积分法对酸刺沟煤矿地下开采引起的地表沉陷进行预测,结合哈尔乌素露天煤矿GNSS监测系统,对预测值进行评价。结果表明:4112工作面开采结束后,排土场地表极限沉降为3 062 mm,东西极限水平位移为922 mm,南北极限水平位移为933mm;6上114工作面开采结束后,排土场地表极限沉降为21 529 mm,东西极限水平位移为5 313mm,南北极限水平位移为5 379 mm。GNSS监测系统监测值与预测值基本吻合。     

低压电容器装置运行与维护管理

阐述了低压电容器装置运行的布置、参数调节、投切方式、安装容量、额定电压的选择以及电容器装置运行对电网产生的影响;分析了低压电容器装置相移角、起动电流的选择,总结了维修故障分析、日常巡检及注意事项,以提高电网的功率因数,实现节约电能,改善电网的电能质量。     

脱空缺陷对钢管混凝土压弯扭构件力学性能的影响研究

为研究脱空缺陷对钢管混凝土试件在压弯扭复合作用下力学性能的影响,对14根(包括6根带脱空缺陷试件、6根无脱空试件以及2根空钢管试件)压弯扭复合作用下的试件进行试验研究。以轴压比、弯扭比为主要试验参数,考察带缺陷试件的破坏模式和脱空缺陷对荷载-位移关系曲线、扭矩-转角关系曲线的影响。试验结果表明:脱空缺陷的存在对试件的破坏模式影响并不显著,但会降低试件的承载力;对于带脱空缺陷的试件,轴压比和弯扭比的增加均导致试件承载力系数有所降低。     

粉土界面恒刚度循环剪切试验研究

竖向循环荷载作用下桩土界面的作用机理是研究桩土摩擦疲劳的关键。针对循环荷载作用下桩-粉土界面的剪切性能,使用改进的剪切试验装置在恒刚度条件下进行循环剪切试验,研究循环次数、累积位移和法向刚度对其摩擦疲劳性能、循环后单调剪切性能的影响。试验结果表明,粉土在循环剪切过程中,法向应力和剪应力在初始10个循环内随循环数增加快速衰减,随着循环进行,逐渐趋于稳定;单次循环内在剪切位移方向变化时,土体呈现表现出剪缩-剪胀-剪缩交替现象,总体变形呈现剪缩的趋势;循环荷载作用下,粉土界面的法向应力和剪应力随法向刚度增大衰减速率增大,达到稳定的累积循环位移越小;粉土循环后的单调剪切、法向应力恢复的单调剪切的剪应力比小于首次单调剪切试验值,且法向应力恢复的循环后剪切试验的剪胀程度较小,表明循环剪切过程中界面处粉土颗粒棱角破碎,颗粒变得光滑。在对试验数据分析的基础上,提出了与累积位移、法向刚度和初始应力相关的无量纲累积位移,建立了法向应力和界面摩擦角随累积位移的衰减方程。     

面向流屑角突变建模的切削状态参数经验公式的获得及应用

从提高流屑角突变模型的预测精度出发,建立了切削状态参数与3个切削控制参数之间关系的新经验公式。提出了一种通过迭代法准确设定有限元仿真软件刀-屑摩擦因数的方法,并通过直角切削Al6061-T6工件的有限元仿真试验,获得了一组不同切削控制参数组合条件下的切削状态参数数据。根据该数据拟合出剪切角φ、刀-屑摩擦角β、剪切应力τs关于刀具前角γ0、进给量f和切削速度v的经验公式,并通过一组直角切削试验,验证了所得经验公式的有效性。将新建经验公式应用于流屑角突变建模过程后,所得模型关于突变临界切削宽度的平均预测误差减小了27.2%。     

自动驾驶车辆偏航控制方法

为解决自动驾驶车辆偏航控制过程中没有考虑车辆回归点回归航向角与预定轨迹切线角度重合问题,提出一种考虑回归航向角的自动驾驶车辆偏航控制方法。对规划的轨迹曲线进行处理得到轨迹各点的曲率和转向角,根据曲线的凹凸性设计了车辆偏航模型,并计算出转向角的补偿量;设计了速度跟踪控制模型,从而保证车辆以最大允许速度回归,计算速度补偿量,最后在MATLAB/Simulink中搭建了仿真模型并进行了仿真。结果表明,所提出的偏航控制方法可以使得偏航车辆在直线路径、圆形路径以及随机路径3个工况下迅速回归,位置误差可以达到精度要求,且满足回归实时性。     

滚动活塞压缩机径向间隙泄漏特性试验研究

利用自主设计的径向间隙等效装置模拟滚动活塞压缩机的径向泄漏通道,在此基础上研究了压缩机主轴转速、活塞径向间隙值、润滑油黏度、径向间隙油膜密封长度等因素对径向间隙工质泄漏特性的影响。利用气体收集装置对等效装置径向间隙泄漏的气体进行收集,同时用高速摄影记录下收集装置里气泡的动态变化过程,并通过图像处理技术获取气泡的面积,进而转换得到气体的泄漏量。试验表明:径向间隙处的气体泄漏量与转速、油膜密封角、润滑油黏度等因素存在着负相关的变化规律,其中气体泄漏量对转速和油膜密封角的变化表现较为敏感,而对润滑油黏度的变化则反应最小;另外,气体泄漏量与径向间隙值呈现明显正相关的关系。     

石英尾砂料仓及其气力助流系统的设计

以江苏某企业的石英尾砂为研究对象,基于Jenike剪切理论,分析石英尾砂的物料性质、四棱锥料仓结构对重力流卸料的影响,考虑料仓卸料口尺寸和斜锥角对料仓内物料流动状态的影响,设计石英尾砂料仓及其辅助气力助流系统,且将其应用于江苏某企业试运行。结果表明:石英尾砂的含水率在14%(质量分数)时,物料的内摩擦角最大,物料粒径越细小,物料内摩擦角越大,但达150μm时增势趋于平缓;设计的石英尾砂料仓及其辅助气力助流系统可保障物料装卸料性能和防止物料堵仓;年产2万t石英尾砂的条件下,设计的石英尾砂料仓及其辅助气力助流系统可为企业节省200万元的生产成本,且社会环境效益显著。