大型塑料检查井注射模多目标参数优化研究

以塑料检查井注射模型腔板为研究对象,针对影响塑料检查井注射模型腔板应力应变的3项可控因素:型腔周围壁厚、底部壁厚和注射压力,采用质量特性均值和标准差的双目标稳健设计方法,并应用综合加权评分方法,获得了塑料检查井注射模型腔结构最优设计参数:底部壁厚20 mm、注射压力60 MPa、周围壁厚80 mm,为检查井注射模型腔结构优化设计提供了参考。     

采煤机截割机构截齿受力监控系统

针对采煤机截割机构截割作业过程中作用在截齿上的截割阻力和冲击较大,导致截齿磨损严重、使用寿命短、经济性差的问题,以应变传感器为基础提出了一种新型的截齿受力监控系统,对截割作业过程中截齿的受力进行实时监控。应用结果表明,该监控系统能够精确对截齿受力进行监控,并对截齿的磨损状态和失效状态进行有效判断,及时对其进行调整维护,可以提升截齿截割过程中的截割效率,增加截齿的使用寿命。     

沥青混凝土心墙连续转弯在水利枢纽防渗中的应用

沥青混凝土心墙堆石坝作为现阶段常见的枢纽拦水坝型在工程设计布置中会遇到地形地貌限制需防渗心墙进行转弯布置,通过工程心墙连续转弯呈"S"型的实际应用,探讨心墙连续转弯在水利枢纽防渗中的良好效果。     

基于热-流-固体系参数演变的煤与瓦斯突出能量演化

基于气固耦合作用条件下的煤与瓦斯突出物理模拟试验结果,分析了突出过程中的温度-气压-应力体系演化过程,从热力系统能量守恒的思想出发,探讨了突出过程中多变指数的实时演化,并根据动态变化的多变指数推导出了多变过程中的瓦斯膨胀能的计算方法,在此基础上讨论了突出过程中的能量释放问题。研究结果表明:煤体不同区域的应力变化在突出过程中共呈现3种类型,即:初始下降—波动升降—平稳回升型、初始上升—小幅下降—平稳回升型和小幅下降—平稳回升型;煤体内瓦斯压力变化过程呈现两种类型,即:初始下降—波动升降—平稳下降型与平稳下降型;煤体温度则在突出过程中表现为单一的持续下降过程。煤体卸压区和应力集中区在突出前期为定温-定压-定熵相互转换的多变过程,突出中期为定温过程,突出后期为定温-定压相互转换多变的过程;应力升高区在突出前期为定温-定压相互转换的多变过程,突出中期至后期主要表现为定温过程;原岩应力区在突出前期为定温-定压相互转换的多变过程,突出中期至后期处于一个定温-定压-定熵相互转换的多变过程。突出过程中煤体的弹性应变能释放主要来自于应力集中区和应力升高区,煤体内各区域的弹性应变能的释放都会经历一个下降随后回升的现象,且该过程中各区域的弹性能不会一次性完全释放。突出过程中越靠近工作面区域释放的瓦斯膨胀能越大,膨胀能的释放并不是一个连续的过程,而是呈现阶段波动式,这种波动在突出后期尤为明显。根据本文的研究,在煤体物理力学性质确定的前提下,单独释放弹性应变能或瓦斯膨胀能都可以达到降低突出发生风险的目的,若同时对两者进行处理,则突出风险降低的概率更大。     

汽车用钢弹性模量测试探讨

采用静态拉伸试验方法对系列汽车用钢材料进行测试，得到了汽车用钢材料的弹性模量，分析了强化方式、轧制方向、塑性变形等对材料弹性模量的影响。结果表明：强化方式影响材料的弹性模量，固溶强化的汽车用钢材料弹性模量最大；材料的弹性模量表现出各向异性特点，垂直于轧制方向的弹性模量最大；塑性变形降低材料的弹性模量。研究结果为工程设计、冲压模拟、碰撞模拟、回弹模拟等提供计算依据。     

3Cr2MnNiMo钢锻件等向性的有限元模拟研究

利用三维热力耦合有限元模型,对3Cr2MnNiMo钢锻造过程中锻件的温度场、应力场以及等效应变场进行了分析,预测了变形过程中的金属流动规律。通过对3Cr2MnNiMo钢进行热力模拟试验,获得该钢的高温热变形抗力,确定了其高温本构模型,并提出了采用方向累积变形功衡量锻件等向性的方法,对不同锻造方式锻件的等向性进行了分析。结果表明,采用热力耦合的方法分析不同的锻造过程,能反应锻造过程的基本特征,对减少生产成本,改善锻件成型质量具有重要意义。在有限元模拟条件下,采用方向累积变形功衡量锻件等向性符合实际,对优化锻造工艺有较好的指导作用。     

TA18钛合金管材织构对环向拉伸性能的影响

利用织构增强原理,开发出了TA18(Ti-3Al-2.5V)钛合金860 MPa级高强度管材,保证了管材的工艺性能,同时又具有优异的力学服役性能。标准规定反映径向织构的管材收缩应变比(CSR)大于1.3,但对上限值未作规定。本研究设计出小管径的环向拉伸夹具,测试了不同CSR管材的环向拉伸力学性能,分析织构对环向抗拉强度的影响,发现存在一个最有利的CSR值为1.75,大于或小于该CSR值时都会导致管材环向屈服强度下降。进一步测定了对应管材的极图和ODF图,从微观结构上可以解释这一规律和本质。环向抗拉强度下降会引起液压系统工作时疲劳强度降低,CSR值的上限在工艺设计时应当加以控制。本研究对发展安全可靠的航空液压系统具有十分重要的理论意义和工程应用价值。     

基于等效试验的铝合金轮毂薄弱区域性能与组织研究

为研究轮毂成形工艺对通风孔即薄弱区域材料显微组织和力学性能的影响,提出一种基于等效应变的等效试验方法。运用Deform-3D软件建立轮毂两步锻造模型,研究坯料整体以及薄弱区域的变形规律,根据薄弱区域等效应变设计单向压缩试验,对比分析了试样截面不同区域的变形规律、力学性能和显微组织。结果表明:试样表面区域晶粒尺寸最大,芯部和对角线区域晶粒得到不同程度细化,芯部与薄弱区域应力状态相似,等效应变相同。通过等效试验,能够较好的等效薄弱区域的变形。与初始坯料相比,通过锻造加工过程,薄弱区域材料的屈服强度和抗拉强度分别提高了77. 1和61. 6 MPa。     

B_4C_P/6063Al板材等应变速率挤压模具优化

针对B_4C_P/6063Al基复合材料伸长率低、塑性变形困难的特点,设计出适用于B_4C_P/6063Al板材的等应变速率挤压模具。基于热压缩模拟试验结果建立材料的本构方程。利用Deform-3D软件对采用所设计的等应变速率挤压模具和传统挤压模具的挤压过程分别进行有限元模拟,对比研究了采用两种模具时挤压过程中的坯料应力场、温度场以及坯料流动性。结果表明:采用等应变速率挤压模具较传统挤压模具所需最大拉应力减小了28. 5%,坯料在模具出口处的温度升高了0. 6%,模具出口的金属流速均匀性提高了44%。模拟结果表明,等应变速率挤压模具较传统挤压模具,更利于B_4C_P/6063Al板材成形。