CD-GF型钻井球阀阀体的力学特性分析

CD-GF型钻井球阀阀体的结构最为薄弱,其外壳的开孔部位常出现开裂现象,影响钻井作业的正常进行。为此,运用ANSYS Workbench工程分析软件,对6种结构方案的CD-GF型钻井球阀阀体在压、拉、扭载荷作用下的力学特性进行详细的数值分析。研究结果表明:在不同拉力、内压和工作扭矩的组合作用下,相对于原阀体结构A,其他5种方案(A_1、A_2、B、B_1和B_2)在最大应力上减小的平均值分别为16. 4%、36. 0%、7. 6%、23. 2%和40. 7%,总变形量减小的平均值分别为16. 7%、37. 3%、22. 9%、30. 6%和45. 5%;在6种球阀阀体结构方案中,最大应力部位均出现在与阀体轴线垂直的孔壁上,随着与圆孔区域距离的增大,其应力值减小;在所有拉力、内压和工作扭矩的组合作用下,阀体的最大应力均小于其材料的极限抗拉强度,其力学行为处于材料弹性变形阶段;拉力载荷是影响钻井球阀阀体强度的主要因素;结构B_2(外径增大28mm+双边开孔方案)对原阀体结构A的增强效果最好。研究结果可为钻井球阀阀体的结构优化与改进提供基础数据。     

双频激振下阶梯轴与带V型槽轴低周断裂的可等效性研究

针对双频激振下阶梯轴的低周断裂问题,研究阶梯轴与带V型槽轴的等效性以简化问题。设计了铝合金阶梯轴和带V型槽铝合金轴的双频激振等效实验,利用有限元软件,对实验中的模型进行比较分析,在此基础上提出等参数建模法:通过有限元建模,对两种模型重点考察的局部特征进行分析比较,调整模型的尺寸参数,筛选出能够彼此近似等效的模型。利用等参数建模法,得到应用于所搭建的双变频激振器的等效建模表,根据等效建模表,可查找到基于双变频激振器,一定误差范围内能够彼此近似等效的铝合金阶梯轴和带V型槽铝合金轴。     

SiC_p/A356制动盘铸造成形工艺设计和缺陷预测

SiCp/A356复合材料制动盘具有轻质低噪长寿命等突出优点,在城市轨道列车基础制动系统中具有广阔的应用前景。但SiCp/A356复合材料铸造性能较差,成形过程中极易形成气孔、缩孔缩松及裂纹缺陷。本文利用ProCAST凝固模拟软件对制动盘的金属型真空调压成形工艺进行仿真分析,基于流场、缩孔缩松、凝固时间及固相率等结果,确定了制动盘内部成形质量良好的浇注系统设计和浇注工艺参数,成形了内在质量完好的SiCp/A356制动盘。     

径向不耦合装药爆破效果的数值研究

为了研究径向不耦合条件下爆破效果的影响因素,利用AUTODYN-2D对比不耦合系数、不耦合介质、炸药种类对爆破效果的影响规律。结果表明,与耦合装药相比,径向不耦合装药条件下炮孔压力明显降低。对比水介质和空气介质下的爆破效果可知,水介质不耦合条件下,炸药爆炸能量的传递效率更高。炮孔压力与炸药种类密切相关,TNT产生的炮孔压力最大,但作用时间较短,而ANFO和乳化炸药的作用时间较长。     

基于(火用)效率目标的环冷机余热回收系统操作参数优化

摘要：针对烧结环冷机余热回收利用率不高的难题，采用分析法建立了评价某钢铁厂烧结环冷机余热回收系统运行效率的效率模型。基于多孔介质模型、局部非热平衡方程、真实气体SRK方程建立环冷机内气固两相换热模型。通过CFD仿真模拟，探究料层高度、循环风机输入烟气温度、烧结矿底部入口风速三项可控环冷机运行工艺参数对系统效率的影响规律。结果表明，料层厚度在1～1.5 m区间每增加0.1 m，效率增加0.8%～1.1%；循环风温在100～140℃之间每增加10℃，效率增加1.4%～1.5%；烧结矿底部入口风速在0.9～1.9 m/s之间每增加0.1 m/s，效率降低0.18%～0.24%。在此基础上，基于工业运行数据建立效率正交试验优化模型，提高了该余热回收系统3.42%的效率。     

煤矿采空区地表变形评价中的数值模拟分析

采空区的地表变形评价是煤矿灾害评价中的关键问题之一.目前主要是利用《建筑物、水体、铁路及主要井巷煤柱留设与压煤开采规程》中的概率积分法计算地表变形,但其预测结果往往与实际不符.该文以秀房沟煤矿为例,利用概率积分法和三维数值模拟法分别对其采空区地表变形进行预测,结果表明数值模拟法的预测结果比概率积分法的预测结果更接近于实际.结论证明数值模拟法能更好地克服概率积分法中的一些局限,对采空区地表变形的预测效果更佳,可用于煤矿采空区的地表变形评价.     

气瓶内部淬火过程的流动换热特性

 大直径厚壁气瓶内部淬火时的流动换热过程极其复杂，受到多种因素的影响，而研究气瓶内部压强和温度的变化规律对改善流动换热效果、提高产品组织性能具有重要的理论指导意义。以914 mm厚壁气瓶和瓶内流体为研究对象，建立了二维等效流 固耦合模型；采用多喷嘴系统对气瓶内外进行喷水淬火，研究了气瓶总长、喷水流速及淬火时间对瓶内压强及内壁温度的影响，通过间歇淬火试验验证了数学模型的正确性。结果发现，气瓶长度对瓶内压强和瓶壁温度的影响显著，喷水流速次之，当喷水流速大于8 m/s后，水量对瓶壁的冷却效果大大降低；气瓶内壁长度方向的温度梯度分别随气瓶总长的增加和淬火时间的延长而减小，但基本不受喷水量的影响。     

PSO优化多核RVM的模拟电路故障预测

针对模拟电路健康管理的特点，提出了一种基于PSO优化多核RVM的模拟电路故障预测方法。利用参数分析得到电路的输出频域响应作为特征，计算其与电路无故障标准响应的欧氏距离来表征电路元件健康值，将多个核函数线性组合，并用PSO优化多核RVM参数后的模型实现对各个时间点元件的健康值变化轨迹进行预测。仿真结果表明，该方法在小样本情况下，预测效果优于单一核函数的RVM模型，适用于健康管理中实时预测，具有较好的实用性。