多因素耦合影响亚音速喷口强化气体流场分布研究

为了研究多因素耦合条件下亚音速喷口内气体流场分布演变的作用机制与影响规律,基于标准k-ε湍流模型,对压力-流速-收缩比耦合条件下的亚音速喷口构造均匀气体流场进行了数值模拟,通过定义top-hat流场分布关键参数的方式,定量评估压力-流速-收缩比对强化后流场分布的耦合影响.结果表明:多因素耦合条件下,亚音速喷口通过影响压...     

防雪栅与路基间距对路基积雪分布影响规律的数值模拟研究

防雪栅是目前道路风吹雪灾害地区主要的防护设施,该研究结合数值模拟和现场实测方法,研究防雪栅与路基的布置间距对路基周围积雪分布的影响规律,进而分析积雪堆积机理.结果 表明:数值模拟结果与现场实测结果有很好的对应关系,验证了结果的正确性;随着路堤与防雪栅间距的增大,路堤两个坡脚处的风速减小区范围均呈先增大后减小的趋势.路堤...     

粉末高速压制成形密度分布的数值模拟及影响因素分析

将研究不连续体力学行为的离散单元法应用于粉末高速压制致密化过程的研究,将粉末视为黏弹性的离散颗粒,建立粉末高速压制过程颗粒接触模型及每个颗粒的基本运动方程,推导了力与位移表达的粉末高速压制黏弹性本构关系。基于PFC软件实现了铁粉高速压制过程中粉末颗粒二维流动情况及压坯密度分布的数值模拟,模拟结果的密度分布规律与实际压制的密度分布规律较为一致;利用数值模拟结果对影响压坯密度分布的摩擦因数、高径比、双向压制因素进行了具体分析。     

用于动态力值分析的质量块加速度分布研究

本文基于相对法正弦力校准原理,通过理论推导、实验测试及仿真分析对半径为70 mm、高为30 mm的铝质圆柱状质量块的轴向及径向加速度分布规律进行研究.首先,推导并得到了质量块各个位置的加速度分布规律;其次,在各特征点对质量块加速度分布进行了实际测试;最后,对质量块进行建模仿真,得到其轴向及径向加速度分布情况,并与理论与...     

嵌块长度对胶接接头应力分布影响的数值分析

利用弹塑性有限元方法研究了钢嵌块长度对单搭接接头应力分布的影响,结果表明,采用钢嵌块形成混合连接接头后,接头上的应力流线分布发生了变化,钢嵌块中存在的压缩轴向应力和负值剥离应力有利于提高接头的承载能力;嵌块长度的增加使胶层和被粘物中界面处的峰值应力显著增大,而嵌块中的应力变化不大,嵌块长度超过4mm后,胶层中的应力峰值急剧上升;在需用嵌块增强胶接接头时应注意采用适宜的嵌块长度.     

聚合物多层气辅共挤精密成型机制的数值分析

基于传统共挤成型技术,提出一种先进的气辅多层共挤精密成型技术。研究表明,气辅共挤成型技术不仅可实现挤出制品尺寸的精确自动控制,而且还起到明显的节能降耗的效果。通过建立的稳态有限元数值算法,对传统共挤成型和气辅共挤成型的成型过程和离模膨胀过程进行了系统的对比分析研究,并探讨了气辅共挤成型消除整体离模膨胀的机制。结果表明,多层共挤成型芯壳层熔体的离模膨胀是由黏弹性熔体的二次流动引起,主要取决于芯壳层熔体二次流动的方向与强度。熔体二次流动的方向与第二法向应力差的正负号有关,而熔体二次流动的强度则与第二法向应力差大小成正比。气辅共挤成型的气辅口模段可通过气垫膜层的壁面完全滑移作用,有效减小或消除芯壳层熔体的第一和第二法向应力差,使其二次流动消失,从而达到消除口模整体离模膨胀的目的。因此,气辅多层共挤精密成型技术能精确地控制共挤成型的复合产品最终外形和尺寸与挤出口模的形状和尺寸完全相同。此外,研究结果还表明气辅共挤成型的挤出压力相对传统共挤成型可降低约30%以上。     

基于M-C方法模拟分析NBI真空压力分布的影响因素

中性束注入装置(Neutral Beam Injector,NBI)是产生高能中性粒子束用以加热托卡马克等离子体的装置.NBI真空压力分布是影响中性束传输效率特别是再电离损失的关键因素之一.本文研究分析了HT-7托卡马克NBI实验装置的工作原理和结构特点,利用Monte-Carlo方法建立NBI实验装置主真空室及飘移管道内分子运动及碰撞的相关模型,并进行编程实现对NBI实验装置真空压力分布模拟计算.模拟计算和实验结果表明:主真空室低温冷凝泵抽速为4×105L/s时,主真空室压力在脉冲充气过程中维持在10-3Pa量级;飘移管道低温冷凝泵抽速为4×104 L/s时,飘移管道压力维持在10-4Pa量级.文章的结论为中性束传输过程中再电离损失的研究提供了理论依据.     

高分子熔体和浓溶液的流变性能研究Ⅲ．高聚物的起始分子量及其分布对其线性粘弹性的依赖性

以理论同实验相结合的方法，证明了高分子熔体的粘弹性是由高分子的起始分子量与其分布、高分子链间缠结链组数和其两种缠结链组（末端和环绕缠结链组）在高分子链空间的序列分布三重效应所决定。其三者的统一物理量即是两种链组在高分子远近缠结限制空间中的平均维数υ，又称之为标度指数。根据多重缠结模型和多重蠕动耗能机理，我们推导出了标度指数υ与起始分子量及其分布和测试试样个数间的定量关系式，并建议了一种相应测试标度指数的新方法。又以统计法计算出了高分子熔体的线性粘弹性参数（η０、ψ１０、η０ｅｘｔ和Ｊ０ｅ），与起始分子量（Ｍｗ）和其分布宽度指数（Ｍｗ／Ｍｎ）间的定量关系式，并对它们以大量实验数据加以证实。结果表明，它们能很好地预测高聚物熔体的线性粘弹性行为。并首次证实了标度指数υ＝３．３３～３．７７和其会因高聚物品种、分子量范围和被测试样个数而稍有改变的事实。     

爆炸落石抛掷速度影响因素的数值分析

运用有限元软件LS-DYNA模拟弹体在岩石边坡内爆炸的过程,对不同岩石性质、不同弹体装药量和不同侵彻深度下爆炸落石速度进行了计算分析。计算结果表明:不同地质岩质的爆炸落石抛掷速度不同,岩石密度越大,则落石抛掷速度越小;随着弹体装药量增加,处于爆破中区的落石抛掷速度增加不明显,爆破近区和爆破远区的落石速度增加比较快;随着弹体侵彻深度增加,爆炸落石的抛掷速度逐渐减小。同时,由于破坏区各点在能量的吸收和转化上并不一致,在破坏区内,爆炸落石的抛掷速度并不与到爆心的距离成正比。     

爆炸落石抛掷速度影响因素的数值分析

运用有限元软件LS-DYNA模拟弹体在岩石边坡内爆炸的过程,对不同岩石性质、不同弹体装药量和不同侵彻深度下爆炸落石速度进行了计算分析。计算结果表明:不同地质岩质的爆炸落石抛掷速度不同,岩石密度越大,则落石抛掷速度越小;随着弹体装药量增加,处于爆破中区的落石抛掷速度增加不明显,爆破近区和爆破远区的落石速度增加比较快;随着弹体侵彻深度增加,爆炸落石的抛掷速度逐渐减小。同时,由于破坏区各点在能量的吸收和转化上并不一致,在破坏区内,爆炸落石的抛掷速度并不与到爆心的距离成正比。     

聚合物熔体复合挤出胀大过程的数值模拟及可恢复弹性形变分析

建立了两种聚合物熔体流经矩形流道共挤出的三维数值计算模型,采用有限元方法数值模拟了共挤出成型过程及胀大过程,得到了速度场、压力场、应力场,并利用数值计算方法得到了共挤出流动过程的可恢复弹性形变场,分析了挤出胀大率以及可恢复弹性形变的变化过程。结果表明,在共挤出流动的胀大段,共挤出界面的形状和位置发生了改变;经矩形流道共挤出得到的挤出胀大末端截面形状为不对称的鼓形;在共挤出界面附近可恢复弹性形变值存在极值,运用数值方法计算可恢复弹性形变可以对流动过程中可能存在的缺陷进行预测。     

橡胶轮胎部件挤出过程数值模拟分析

以某轮胎部件胶料的挤出过程为研究对象,采用Phan-Thien-Tanner(PTT)本构方程对挤出过程进行三维等温数值模拟。分析了胶料在挤出机内的流动情况,并考察分析壁面滑移系数、流量和牵引速率对出口速率分布和挤出胀大的影响。结果表明,在自由挤出的条件下,壁面滑移程度对胶料离开口模时的速率分布影响较大,主要表现为对挤出胀大的影响,而流量的变化对挤出胀大的影响较小;当施加牵引时,随着牵引速率的增加,挤出胀大比减小,当牵引速率超过一定范围后会导致挤出物的形状发生畸变。     

聚合物气辅共挤成型中挤出胀大的数值模拟

以一矩形截面共挤型材为例,采用Giesekus本构方程和Navier滑移模型建立数值模型,使用EVSS、SU等有限元方法对气辅共挤和传统共挤时两种聚合物熔体在口模内外的等温粘弹流动做了三维数值模拟,得到了气辅共挤和传统共挤时的挤出胀大率、速度场、应力场及剪切速率分布。对模拟结果进行了分析和对比,结果表明,气辅共挤能消除挤出胀大和模外熔体偏转流动现象;气辅共挤时两相熔体的速度场均匀一致,熔体流动稳定,呈柱塞状挤出;熔体表面的切向和法向应力为零,因而可有效提高挤出速率,并防止制品表面"鲨鱼皮"现象的出现。     

气辅共挤出流道中聚合物流动过程的数值分析

建立了气辅条件下两种聚合物在矩形流道中共挤出流动的三维非等温数值分析模型。用粘弹性流体模型(PTT模型)描述熔融聚合物的特性,Arrhenius方程表示流动对温度的依赖性,并且考虑聚合物相对于流道壁面的滑移以及不相容聚合物熔体间滑移的边界条件。用有限元方法数值模拟了聚合物成型过程,将计算结果与普通共挤出成型流动进行了对比分析。结果表明,气垫层的加入,将使聚合物熔体的压力降减低20%～40%;使流道出口处的速度场分布均匀,速度场的最大值下降约50%;气垫区聚合物的自由流动还将对共挤出界面的形状和位置有一定的影响。     

梯形槽中高聚物熔体压力流动的理论模型研究

以梯形槽中高聚物熔体为研究对象，基于塑料成型加工过程中熔体在梯形槽中的流动行为，推导了熔体压力流动的速度分布和体积流率的理论模型方程。结果表明：在不计黏温效应的前提下，影响其速度分布和体积流率的主要因素有熔体黏度、流动指数、梯形槽尺寸和两端压力差；梯形槽两侧壁对流率的修正因子是截面宽高比和熔体流动指数的函数。     

磁场对KNbO3熔体中温度分布影响的实验研究

研究了磁场对ＫＮｂＯ_３熔体中的温度分布的影响．利用加磁场的休仑微分干涉显微实时观察装置及一种近似的间接测温方法,对在不同磁场强度０、７０、１１７、１３５ｍＴ下,ＫＮｂＯ_３熔体中的径向温度分布进行测量．发现随着磁场强度的增大,熔体中的径向温度梯度减小,尤其在坩埚－熔体界面附近,浮力驱动对流占主要作用的区域,温度梯度的减小更加明显．这可能是由于磁场对熔体中浮力驱动对流抑制的结果．     

速度、压力场对铝液侵蚀模具的影响

为了探明压铸生产过程中熔融铝合金速度、压力场对模具侵蚀过程的影响及其作用机理,本文设计动态侵蚀试验,通过计算流体动力学仿真软件计算旋转试样圆周区域速度场和压力场分布状态,观察试样表面的宏观形貌并利用SEM、EDS作元素微量分析。结果显示:试样前端与尾端区域速度最大,前端与远端之间压力场最大;流体压力场对试样侵蚀的影响属压应力作用,促进原子间的扩散,加快金属间化合物生成的速度,加剧试样表面的侵蚀程度;流体速度场对试样侵蚀的影响属切应力作用,导致生成并附着于试样表面的金属化合物层剥离,造成深坑状的腐蚀形貌。     

离心压缩机承压机壳有限元分析

以离心压缩机承压机壳为研究对象,通过SolidWorks Simulation对其进行了有限元建模和模拟应力分析,得到整个壳体的应力分布状况。研究工作为具有类似结构的离心压缩机承压机壳结构的优化设计提供了分析手段和参考依据。     

基于多维度物理参数影响的超高强钢热成形冷却流场仿真分析

目的 研究关键参数对超高强钢热成形模内淬火效果的影响规律,合理选择模具材料和冷却流场空间结构,达到冷却淬火后材料中条状马氏体含量最大的目的.方法 利用流体仿真软件Star–ccm+对超高强钢热成形模具冷却流场进行有限元模拟分析,采用7种不同热导率的热成形模具材料和直径为15、20、25、30、35 mm的冷却管道管径,...