带气环旋喷射流流场特征及喷嘴结构正交优化研究

为提高二/三重管法旋喷射流切割土体效率,采用Mixture多相流模型和RNG κ-ε湍流模型,开展了淹没环境下带气环旋喷射流流动模拟研究,获得了射流速度、气液两相体积分布、靶体作用压力等流场特征,并基于L₁₆(4⁵)正交试验设计及误差分析方法,获得了旋喷射流喷嘴关键结构参数对射流速度及其作用靶体压力的影响敏感程度与影响规律。结果表明：带气环旋喷射流能量衰减慢且集中在轴心区域,射流等速核心段长,冲击破坏土体性能好;喷嘴结构参数对射流冲击性能的影响敏感次序为：射流喷嘴出口直径>收敛角>气体喷嘴直径>气液喷嘴间距>射流喷嘴长径比;射流轴心速度及其作用靶体压力随出口直径和气体喷嘴直径的增大呈先快速增加后缓慢增加趋势,随收敛角、长径比、气液喷嘴间距的增大呈先增加后降低趋势。基于此,考虑旋喷射流设备性能,给出了最优结构参数为：射流喷嘴出口直径2.0 mm,收敛角12°或18°,长径比1,气体喷嘴直径0.9 mm,气液喷嘴间距5 mm。     

深海环境下射流性能仿真

建立适用于深海作业的高压射流喷嘴的流体动力学仿真模型,对深海环境下喷嘴射流的内、外部流场性能进行数值仿真分析,得到5MPa、10MPa和15MPa三种典型围压环境下喷嘴内部射流压力和速度的变化规律及射流离开喷嘴后的压力和速度变化规律,并与非淹没状态下射流的性能进行对比研究。研究结果表明:通过数值仿真可以获得深海环境下喷嘴射流的工作性能,仿真结果与理论计算结果吻合;随着海水围压的增加,喷嘴射流出口的最大速度相应下降;当喷嘴射流出口喷射速度一定时,深海围压的大小对射流性能基本没有影响;不同围压下的射流形成的等速核外形和靶距基本相同,深海最优作业喷距为3~5倍喷嘴出口直径;与非淹没环境相比,淹没状态下射流沿轴向速度衰减梯度变化迅速,其等速核长度缩短约40%。     

微磨料气射流成形加工表面波纹度研究

表面波纹度是评定微磨料气射流加工表面质量的重要指标之一。通过微磨料气射流加工硅片试验,研究了工艺参数及其交互作用对加工表面波纹度的影响,建立了表面波纹度的广义回归神经网络模型。结果表明,喷嘴横移速度对表面波纹度的影响最显著,其次分别是靶距、磨料喷射机工作压力、靶距和喷嘴横移速度的交互作用,以及磨料喷射机工作压力和靶距的交互作用,而磨料喷射机工作压力和喷嘴横移速度的交互作用对表面波纹度的影响不显著。表面波纹度随着磨料喷射机工作压力的增加而增大,随着靶距的增加先增大后减小,随着喷嘴横移速度的增加而减小。选用较低磨料喷射机工作压力和较大靶距的组合,以及较高喷嘴横移速度和中低靶距或者较大靶距的组合均有利于降低表面波纹度。基于广义回归神经网络理论,建立了表面波纹度的神经网络模型。经验证,该模型能够有效地预测表面波纹度。     

风琴管喷嘴内表面粗糙度对高压射流特性的影响试验研究

风琴管自振空化喷嘴因兼具空化射流与脉冲射流的优点而被广泛使用。为探究大雷诺数下风琴管喷嘴内表面粗糙度对高压射流特性的影响,从而提高喷嘴作业效率。在理论分析紊流特性与表面粗糙度关系的基础上,通过试验探究了风琴管喷嘴内表面粗糙度对射流轴心压力脉动与扩散角的影响规律。试验结果表明,入口压力越大,粗糙度对射流的扩散角、轴心压力脉动峰值、压力脉动幅度的影响程度越大;对某一入口压力,存在一对应起始粗糙度值使得扩散角快速增大,轴心压力脉动峰值与压力脉动幅值急剧衰减;且入口压力一定时,存在一临界粗糙度值,粗糙度小于此值时,轴心压力脉动峰值与压力脉动幅值随靶距增大而先增大后减小;粗糙度大于此值时,轴心压力脉动峰值与压力脉动幅值随靶距增大而减小。根据试验数据,运用能量守恒定理,建立了射流轴心压力脉动峰值随表面粗糙度、入口压力、靶距变化关系的初步数学模型。     

直旋混合射流破岩钻孔参数试验研究

直旋混合射流是由通过喷嘴叶轮中心孔的直射流和叶轮加旋槽产生的旋转射流经混合段混合而成的一种新型高效射流,它综合了旋转射流破岩面积大和直射流破岩深度大的优点.试验研究了叶轮中心孔直径、混合段长度、扩展腔扩展角、喷距和压力等5个主要参数对直旋混合射流破岩效果的影响规律.结果表明,叶轮中心孔直径为2mm、混合段长度为8mm、扩展腔扩展角为60°的喷嘴产生的射流具有较强的破岩能力;试验条件下,直旋混合射流破岩最优喷距约为喷嘴出口直径的6倍;增大射流压力可以大幅提高直旋混合射流的破岩体积.     

基于CFD的磨料水射流加工中粒子圆度影响研究

为提高磨料水射流加工性能和延长喷嘴使用寿命,基于欧拉-欧拉方法和离散粒子模型,利用CFD仿真技术探究磨料水射流喷头内部的三相流运动,建立磨料水射流喷头的物理模型,并通过与文献实验结果对比,验证模型的可靠性。通过自定义粒子圆度系数,利用CFD模拟分析粒子圆度系数对粒子出口速度及管壁磨损率的影响。结果表明:射流压力和磨料圆度越大,磨料出口速度越大,喷嘴内磨损越小;磨料流量和磨料圆度系数越大,磨料出口速度越小,喷嘴内磨损越大;磨料尺寸越小和磨料圆度越大,磨料出口速度越大,喷嘴内磨损也越大;水射流切割过程中的深宽比随着压力增大而增大,随着横移速度和靶距的增加而减小,随着粒子圆度的增大而增大。     

非结构参数对高压扇形喷嘴射流性能的影响研究

扇形喷嘴作为高压清洗的关键部件,非结构参数对其射流特性有着重要的影响。运用Creo对喷嘴及外流场进行三维模型的建立,依据流体力学和有限元理论,使用FLUENT对射流过程进行模拟,对比理论和仿真数据以验证模型的正确性;再对入口压力(4～12 MPa)、靶距(40～120 mm)和倾斜角度(0～20°)等3组非结构化参数进行仿真模拟。结果表明:在其他相关因素确定时,随着入口压力的增大,靶面打击力和流量增大,在不损伤靶面涂层的前提下选择较大入口压力有利于提高清洗效果;随着靶距的增大,流量无明显变化,但靶面打击力先增大后减小,在100 mm时最大;倾斜角度增加,出现了靶面剪切力,有利于加快清洗速度,综合垂直力考虑倾斜角度选择10°。     

喷嘴几何参数对射流流场性能影响的计算研究

在边界条件和初始条件相同的情况下,分别改变圆锥带圆柱出口型喷嘴的圆锥段收缩角、喷嘴出口圆柱段长径比、喷嘴出口直径,用Fluent软件对圆喷嘴射流的速度衰减特性进行数值模拟和分析.模拟发现:在圆锥段收缩角为13°左右、喷嘴出口圆柱段的长径比为3左右时,射流核心段上的速度最大;随着喷嘴出口直径的减小,射流核心段上的速度不断增大,射流的切割性能也越来越好.数值模拟结果与实验结果完全一致.     

三相磨料射流切割试验研究

为了研究三相磨料射流切割加工的工艺参数对加工效果的影响以及对加工机理的解释,运用喷嘴直径为0．3mm的前混合三相磨料射流系统对Q235钢板和普通玻璃进行了切割加工试验,加工的工艺参数包括气体压力和靶距。对Q235钢板进行了针对靶距和气体压力的单因素试验,发现气体压力对材料的去除量影响很大,气体压力越大,去除量越大;靶距越大,去除量越小,但是变化比较缓慢。气体压力和靶距之间的交互作用很微弱。通过试验数据建立了金属去除量和驱动气体压力的数学模型,对三相磨科射流切割加工技术应用有参考意义和实用价值。     

圆锥长直管段喷嘴外流场的CFD仿真分析

利用ANSYS FLUENT软件,采用欧拉多相流模型对圆锥长直管段喷嘴外流场进行建模与仿真,观察不同参数下的仿真结果并比较,结果表明:随着压力增大,外流场入口速度增大,磨料和水的速度均有衰减,磨料速度的衰减速率要小于水的衰减速率,但不同压力下速度衰减趋势基本相同;随着喷嘴直径的增大,射流速度核心区范围略有增大,外流场速度衰减速率在不同喷嘴直径下基本相同;增大射流冲击面积不宜通过增大喷嘴直径来实现;随着磨料体积分数的提高,磨料速度的衰减速率先减小后增大。     

基于ASP的VPDM系统研究

分析了虚拟企业对虚拟产品数据管理（VPDM）的需求，结合ASP模式的先进实施理念，提出了基于ASP模式的VPDM系统概念；分析了VPDM与传统PDM之间的区别；并基于B／W／D三段式结构，阐述了基于ASP模式的VPDM体系结构；最后讨论实现该系统的方法和一些关键技术。     

基于MATLAB仿真的SVPWM技术研究

为了给交流异步电机伺服系统提供必要的设计数据,根据SVPWM的基本原理和实现算法,基于MATLAB/Simulink平台搭建了SVPWM仿真模型,将该模型应用到异步电机的矢量控制系统中进行了仿真。结果表明,SVPWM控制方式提高了整个系统运行的稳定性和可靠性。     

管路液力冲击的解析研究

分析阀门开闭引起管路液力冲击的机理,计算换向阀换向时管路实际压力冲击突变值及换向阀阀芯所受液动力并进行实验验证。     

基于插值法的计量泵流量控制算法研究

针对目前国产计量泵实际流量显示不直观、计量精度低等问题,分别用分段插值、拉格朗日插值、牛顿插值、三次样条插值4种算法,对不同压力下多种型号的计量泵实际流量和频率之间的关系进行了理论研究,并用线性回归分析法对所得计算结果进行了分析。分析结果表明,分段插值算法所得标准误差最小,残差图中的离散性最明显,置信区间最小,更真实的反映了实际流量和频率的关系,可大大提高计量泵的计量精度,适合用作计量泵控制器流量控制算法。     

基于PKI技术的PMI的研究与实现

身份认证和权限管理是网络安全的两个核心内容。研发了一个基于公共密钥基础设施技术的权限管理基础设施系统。提出了一个基于属性证书和条件化的基于角色的访问控制、进行权限管理的权限管理基础设施访问控制模型,提供了属性证书的两种提交方式,即“推”模式和“拉”模式,并在此模型的基础上给出了该系统的实现,最后给出了该系统的一个应用实例。实践证明,该系统提供了一个较好的解决方案和实现,基本上能够满足大型应用(上百万用户)的用户需求。     

电火花成形机床微细加工相关探索

首先简要介绍了电火花微细加工目前的发展状况。并概括地分析了商品电火花成形机用于微细加工所具有的一些特殊优势。最后通过微轴的加工实例来证实其进行实用微细加工的可行性。     

基于ADAMS的急回机构的研究

ADAMS软件在分析复杂机构的运动学和动力学方面有着强大的功能.以一急回机构为例,运用ADAMS建立了机构的模型并对其进行了仿真分析,提出了应用仿真技术对平面机构进行运动分析的方法,在理论和实践上具有非常重要的意义.     

基于形态学的边缘检测研究

针对传统形态学边缘检测算子的局限性及适用范围,提出一种新的基于数学形态学的边缘检测方法,该方法在传统的形态学边缘检测算子上加以改进,是一种多尺度多结构元素相结合的形态学边缘检测方法.通过对实验图像的分析表明,在有效取得图像边缘的同时,对椒盐噪声和高斯噪声都有很好的抑制作用,是一种较好的改进算法,具有一定的实用性.     

基于AutoCAD平台的参数化设计的研究

在机械产品设计过程中,机械零部件的结构和形状往往是相同或者是相似的,繁琐重复的设计计算和图纸绘制,降低了设计效率。本文以齿轮设计为例,研究了AutoCAD平台下参数化设计程序实现的方法,并通过ActiveX Automation开发方法,利用参数化设计技术,实现在设计过程中,只需通过修改少量参数,就可以重新由计算机自动生成新的设计图纸。     

基于多媒体视频判读技术的探讨

本文针对电视测量系统在特殊情况下的测量结果的不足,提出一种作为事后处理的新型的视频判读方法。它充分利用多媒体技术,把光测设备的测量信息实时记录于计算机的硬盘(或磁带)中,事后, 完成视频图象自动处理及判读。这种新型的视频判读系统,与传统的胶片判读相比,结构简单,操作使用方便,它将取代摄影判读,促进电视测量技术的进步,有广阔的应用前景。