流道形状对PDC钻头携岩和冷却效率影响研究

在实际钻井过程中,PDC钻头的流道形状对钻头是否泥包有着重要影响。为了深入了解流道形状对PDC钻头携岩和冷却效率的影响规律,文中通过改变排屑槽轮廓平分线与切削轮廓平分线的夹角α值大小来调整PDC钻头模型的流道形状,并对各钻头模型进行破岩仿真获取各个切削齿的切削量、岩屑初始运动速度和方向;将具有一定质量流量、初始运动速度和方向的岩屑假设为从齿面生成进入流场的球状颗粒,采用拉格朗日粒子追踪法对岩屑颗粒运动进行追踪;把滞留岩屑量、流道排出岩屑匹配值均方差σ和切削齿散热量相对值作为钻头携岩和冷却效率的量化评价指标。数值结果表明:流道形状直接影响钻头的携岩和冷却效率,α值越大σ越小,井底的滞留岩屑量越小,钻头冷却效率越高。受PDC钻头结构设计限制,流道的形状设计存在一个最优值,且其最优夹角α值应在0°左右,正角最佳。     

麻花钻钻削工艺参数对钻削性能影响的研究

孔的钻削加工是机械制造行业中最为重要的一种加工方法,麻花钻是孔加工工艺中最常用的钻削工具。主要建立孔加工过程中麻花钻承受载荷及扭矩的数学模型,运用有限元软件模拟仿真钻削加工过程,并对麻花钻所受轴向力、扭矩、温度变化等数据进行分析,确定影响麻花钻钻削性能的因素。主要针对钻削工艺参数中主轴转数n进行详细分析,并确定其对钻削性能的影响。     

动叶片综合气膜冷却方式对涡轮气动性能的影响

文中计算模型选用某型燃气轮机涡轮的第一列动叶,通过中心差分格式对叶栅流场进行数值模拟。通过在前缘、尾缘、吸力面、压力面以及压力面上端壁附近开设冷气孔,在下端壁前缘附近开设冷气槽等方式对叶片进行综合冷却,分析了能量损失系数、冷却效率以及温度场的分布情况和其对透平的气动性能的影响。结果表明:喷射冷气后,能量损失系数与无冷气喷射时能量损失系数沿叶高分布趋势相同,端区损失略大,中部损失较低,喷射冷气后,顶部能量损失系数略高于根部。组合冷却条件下,叶片中部吸力面和压力面冷却效率都较高,压力面冷却效率基本不变;叶片根部压力面前缘冷却效率较低,吸力面则较高;在顶部情况与根部正好相反。吸力面喷射冷气时,在冷气孔列附近冷气可以很好地贴合叶片吸力面表面,对叶片吸力面进行冷却,压力面一侧在冷气孔列之后冷气很好地贴合在叶片表面,对叶片冷却效果比较理想。     

不同冷却方式对钛合金切削过程的影响研究

为了揭示不同冷却方式对钛合金切削过程的影响规律,以硬质合金刀具切削钛合金Ti6Al4V为研究对象,采用Johnson-Cook材料本构模型,运用金属切削仿真软件Advant Edge进行了高压冷却、浸入式冷却以及局部喷射冷却的切削仿真分析。仿真结果表明:三种冷却方式中,刀具高温区主要分布在切削刃附近区域;浸入式冷却中切削刃温度和应力最低、切削力最小;浸入式冷却切削性能最好,其次为高压冷却,局部喷射冷却最差。研究结果可为钛合金切削加工时选择有效的冷却方式提供理论指导。     

内冷却方式对车削过程的影响

内冷却方式对车削过程的影响云南省机械研究设计院吴永德１．问题的提出切削热和切削温度是切削过程中重要的物理现象之一，剪切区变形热Ｑｐ、切屑与刀具前面的摩擦热Ｑｒ、刀具后面与加工表面的摩擦变形热Ｑα构成总的切削热Ｑ。Ｑ＝Ｑｐ＋Ｑｒ十Ｑα一般情况下，Ｑｐ所...     

加热温度和冷却方式对离心铸造铅黄铜性能的影响

目前轴承工业中采用铅黄铜制造实体保持架仍被广泛使用,但多数厂都是用离心铸造铅黄铜(ZHPb59-1)管料代替挤制的铅黄铜(HPb59-1)管料来车制保持架。根据保持架的工作特点,我厂对离心铸造铅黄铜(ZHPb59-1)提出以下技术要求,见表1。     

热处理冷却方式对AB5型储氢合金电化学性能的影响

研究了热处理冷却方式对AB5型储氢舍金电化学性能的影响。经过不同冷却方式的合金的电化学性能表现出差异性，常规冷却方式对合金电化学性能的综合影响要比淬火和快冷方式好。热处理温度为800℃，保温时间为3h后，采用不同冷却方式对储氢合金进行了处理，并研究了这几种方式对储氢合金性能的影响。试验表明，经NC冷却方式处理的合金的循环寿命最好。     

平面叶型对冷却风扇性能影响机理研究

以不削弱气动性能为前提,为提高发动机冷却风扇的噪声性能,以计算流体力学(CFD)与计算气动声学(CAA)理论为基础求解冷却风扇的气动性能和噪声性能,并与气动性能试验噪声试验结果进行对比验证了该计算方法的可靠性。对原模型的平面叶型进行优化,得到最低噪声参数组合,经CFD/CAA联合仿真验证,优化后风扇模型的气动性能与噪声性能均得到改善,从流场与声场分布的角度对优化前后的冷却风扇进行详细的对比,进一步地分析优化前后冷却风扇气动性能和噪声性能变化的机理,深入地研究其叶片结构参数对冷却风扇性能的影响机理。     

雾化喷嘴结构对喷雾冷却性能影响的研究

为研究扇形雾化喷嘴结构对喷雾冷却性能的影响,建立了喷雾冷却的数学模型和物理模型,利用FLUENT流体分析软件分析得到了雾化场的液滴分布、速度分布以及液滴直径分布,以冷却速度和冷却均匀度作为参考指标,对比了不同结构参数的扇形喷嘴的喷雾冷却效果,得到了扇形雾化喷嘴的进气孔个数和进水孔直径对冷却效果的影响。结果表明在水流量与气压恒定的情况下,进气孔个数越多,冷却速度越快,冷却均匀度越好;在水流量与气压恒定的情况下,进水孔孔径越大,冷却速度越慢,冷却均匀度越好;钢板的温度变化呈非线性分布,随着喷雾冷却的进行,非线性逐渐减小。     

密封间隙对汽车冷却水泵性能影响的研究

为探明汽车发动机冷却泵在高负荷运转条件下,普遍存在的性能指标急速下滑,甚至失效的问题,采用CFD数值计算,研究冷却泵密封间隙大小对泵性能参数的影响。分别计算了完全密封、密封间隙分别为0.2mm,0.3mm及无密封条件下的外特性参数,并作了分析对比。计算结果表明,在密封完全失效的条件下,泵指标只能达到设计指标的60%,而在0.2mm间隙下,性能指标也已下降10%。考虑到冷却泵始终处于振动环境中运行,而通常的端面密封很难长时间保持有效。因此,提出一种屏蔽式的冷却泵,并初步进行了研究。     

冷却方式对20Mn2SiVB钢显微组织和性能的影响

研究了20Mn2SiVB钢经980℃完全奥氏体化和加热温度为770℃时,在不同冷却方式下,材料显微组织和性能的变化。结果表明,20Mn2SiVB钢经980℃完全奥氏体化后,当冷却速度较高时,能获得良好的强韧性配合。     

脉冲磁场处理对硬质合金钻针钻削性能的影响

为提高硬质合金钻针的钻削性能,利用脉冲磁场后处理技术,以0～2T的磁场强度对直径为0.5 mm的硬质合金钻针进行了后处理,对处理后的钻针在印刷电路板上进行了钻孔实验,并分别对钻针的磨损、钻孔质量、微观组织以及力学性能进行了表征。结果表明,在钻削4000和12000个孔后,经过处理后的钻针磨损均显著降低,其中当采用1T工艺时,钻针在钻削4 000个孔后,磨损面积减小了37.97%;而采用2T工艺时,钻针在钻削12 000个孔后,磨损面积减小了38%。经过处理后的钻针钻孔孔径较未处理的钻针波动范围减小,波动范围在0.47～0.5mm之间,而未处理钻针波动范围在0.44～0.49 mm之间,同时1.5T工艺可使孔壁粗糙度减小42%,有效提高孔壁光滑度。脉冲磁处理后钻针的纳米硬度和弹性模量分别提高了26%～116%和40%～312%,且硬度和弹性模量随着脉冲磁场强度的增大而增大。脉冲磁场诱导微观缺陷增殖是钻针钻削及力学性能的提升的主要原因。     

燃烧室新型迷宫复合冷却结构冷流入射角对冷却性能影响的数值研究

针对燃烧室新型迷宫复合冷却结构,以F luent商业软件为计算平台,采用数值模拟方法研究了该冷却结构外侧壁面上冷却孔开孔角度分别为-60°、-30°、+30°、+60°时内外壁温的分布情况,获得了其壁温及冷却效率的分布规律。研究表明,开孔角度为+30°时冷却效率最高。计算结果对于迷宫复合冷却结构的设计和冷却性能试验研究都具有一定的理论指导意义。     

表面楔形结构对发动机冷却风扇性能影响研究

采用CFD/CAA分布耦合仿真方法,在额定工况下对发动机冷却风扇叶片吸力面是否设置凸起楔形结构的两种方案的流场与声场进行三维数值模拟,研究了楔形结构对冷却风扇气动性能和噪声性能的影响。结果表明,该楔形结构对冷却风扇气动性能影响较小,而对其噪声性能影响显著;设置了楔形结构后冷却风扇进出风口噪声值分别下降8.8%和8.9%,风量略有增加。通过分析冷却风扇流场及声场的分布情况,可知楔形结构在叶片吸力面起到了"涡流发生器"的作用,促进边界层提前转捩,进而大大降低了叶片表面气流过早分离引起的涡流噪声,因此总声压级也明显下降。     

几何参数对层板冷却性能影响的数值模拟研究

对12种不同几何结构尺寸的层板进行了系统的耦合传热数值计算，研究了通道高度、扰流柱直径、孔间距与孔径比等几何参数对层板冷却效果的影响。结果表明，在相同的冷气密流条件下，减小通道高度可显著提高冷却效果，孔间距对冷却效果影响不大。这里的结果可为层板的优化设计提供参考。     

淡水与海水对蒸发冷却性能影响的试验研究

针对利用海水替代淡水进行蒸发冷却可行性的问题,首先,对厚度为100 mm的蒸发冷却用填料CELdek7060进行了试验研究,分别研究了淡水以及不同海水浓度(0.5倍、1倍和1.5倍海水)下的蒸发冷却性能,研究结果表明,用海水替代淡水进行蒸发冷却时,其引起的空气侧压降几乎无变化,冷却效率降低的不是特别大,在风速1,2 m...     

控制冷却对含Nb钢组织性能的影响研究

为了进一步提高含Nb钢的强度,降低含Nb钢的开发成本,通过实验室热轧试验研究超快冷、超快冷+层流冷却和层流冷却3种冷却模式对含Nb钢的组织演变和力学性能影响。结果表明,与层流冷却相比,试验钢采用超快冷后组织中出现针状铁素体和贝氏体,晶粒尺寸细化,位错显著增加,析出物粒子更为细小,试验钢力学性能显著提高。超快冷的主要强化机制为相变强化、细晶强化、位错强化和析出强化。超快冷+层流冷却模式下,随着终冷温度的降低,软相组织减少、硬相组织增多,试验钢的强度升高。随着出超快冷温度的降低,多边形铁素体体积分数逐渐减少且晶粒更为细小,针状铁素体体积分数增多,试验钢强度得到提高,断后伸长率略有降低。以上结果为超快冷工艺条件下开发低成本含Nb钢奠定了理论基础。     

液氮冷却对铁基形状记忆合金车削加工性能的影响研究

针对铁基形状记忆合金常规冷却切削条件下因材料自身相变点及热滞性所出现的表面加工质量差、超弹性性能受损、切削效率低等问题,研究液氮冷却对改善形状记忆合金性能的影响。设计液氮喷淋低温冷却车削Fe-Mn-Si-Cr-Ni-C系形状记忆合金试验,研究了液氮喷淋低温冷却、常规水基切削液冷却、干切削等不同冷却方式、不同工艺参数下切削振动以及表面粗糙度的变化特性,分析了不同冷却方式对切削表层微观组织结构的影响。结果表明,液氮冷却能较好地改善铁基形状记忆合金的切削性能及微观组织。     

弹簧外夹头胎体结构的改进

通过对弹簧外夹头胎体结构的改进,即由整体结构改为分体结构,降低了零件的加工难度,缩短了加工周期,保证了分厂生产进度的顺利完成。同时通过分体零件的材料的选择及热处理工艺的改进,达到了节约成本的目的,为以后生产、设计类似零件提供了参考。     

动叶片尾缘不同气膜冷却方式对涡轮气动性能的影响

计算模型选用某型燃气轮机透平的第一列动叶,通过中心差分格式对叶栅流场进行数值模拟。文中通过改变冷气喷射角度计算了多种不同的尾缘气膜冷却方案,分析了这些方案下,能量损失系数、冷却效率以及温度场的分布情况和其对透平的气动性能的影响。结果表明:在尾缘区域喷射冷气进行冷却时,冷气喷射方向与法线成80°时,由于冷气喷射方向接近主流流向,能量损失系数最低,但尾缘区域冷却效果不明显,摩擦因数较高,压力变化明显。在与法线成70°和75°喷射冷气时,能量损失系数也比较低,冷却效果比较明显,总体看来,与法线成70°喷射冷气时的气动效果和冷却效果都比较好。