自激振荡式旋转冲击钻井工具在永938井的应用

自激振荡式旋转冲击钻井工具是利用井底水力能量增强钻头冲击力,优化井底流场,提高井底岩屑的净化效果,改善岩石受力状况,从而达到提高机械钻速的目标。永938井沙三下至沙四上泥岩地层中对ZJXC-178型自激振荡式旋转冲击钻井工具进行了钻井试验,工具累计人井时间260h,纯钻时间208．7h,进尺983m,平均机械钻速4．71m／h。实验结果表明,与相同地层使用同类型钻头的邻井常规钻井相比,平均机械钻速提高35．9％,与同井相邻井段相比,平均机械钻速提高50．5％。     

汽车天窗风振噪声分析与优化控制

运用大涡模拟(LES)和FW-H声学模型,对某轿车天窗开启工况下风振噪声特性进行了数值仿真,揭示了天窗风振噪声的产生机理。在对轿车天窗风振噪声特性研究的基础上,引入现代优化算法,设计目标为降低驾驶员右耳及乘员左耳的噪声加权值。首先,选取某轿车的天窗开槽导流板作为优化对象,将导流板安装角度、开槽宽度及开槽深度定义成设计变量,通过设计实验选取20个样本点,采用kriging模型建立近似模型,并利用多岛遗传算法进行优化设计,获得了理想的导流板参数。仿真结果表明,优化后的导流板相比初始导流板,在监测点处其风振噪声的声压级降低了21.6%。     

基于离散元法的镶齿冲击与切削破岩效果数值分析研究EI北大核心CSCD

随着深地资源的开发,镶齿滚刀在硬岩破碎竖向钻进中的应用愈加广泛。基于高精度拟合的离散元数值模型研究各因素对破岩效果的影响,获得动荷载波动差异系数和比能耗的变化规律。研究发现镶齿破岩以拉伸破坏裂纹为主,齿端曲率是影响微裂纹数量的最关键因素,微裂纹的方位角分布显示,受拉裂纹的分布较均匀,而剪切裂纹的分布主要集中在45°和135°附近。对于不同破岩模式下,镶齿破岩参数与荷载波动情况及比能耗的相关性差异较大,锥角和齿端曲率的影响存在极值,而侵深和攻角表现出单调的相关性。初始压力条件开始对破岩效率有抑制作用,而在与单轴抗压强度比值达到0.8时,比能耗明显下降。随着初始压力系数的增大,微剪切裂纹方位角分布逐渐均布化,而微拉伸裂纹逐渐向水平方向聚集。     

基于大涡模拟的CAARC模型角区开槽气动优化研究

超高层建筑属风敏感结构,对建筑外形进行适当气动优化可有效降低结构风荷载及风致响应。基于大涡模拟(LES)方法,采用一种新的入口湍流生成方法——NSRFG(narrow-band synthesis random flow generation)方法,进行超高层建筑标准模型(CAARC)角区开槽的气动优化研究。首先进行了CAARC高层建筑标准模型绕流模拟,并将模拟结果与风洞试验结果对比,以验证NSRFG方法的适用性;然后以CAARC模型为基础,设计了4种开槽气动优化方案,通过LES模拟得到基底弯矩功率谱,以估算建筑顶部位移响应和顶部峰值加速度响应。结果对比显示：对于矩形截面高层建筑标模,无论原型还是4种开槽气动优化方案,横风向脉动响应和峰值加速度响应整体比顺风向大;与全封闭原型相比,采取不同开槽方案均能降低顺风向和横风向风振响应,其中角区开槽对顺风向响应的优化效果最好,周向开槽对横风向响应的优化效果最好;4种开槽方案对于横风向响应的优化效果明显优于顺风向,其中相对而言周向开槽优化效果相对最好,使横风向脉动位移响应和横风向峰值加速度响应分别降低28.4%、32.8%。因此,从减小矩形截面超...     

电动汽车热泵空调冷凝器空气侧性能模拟与结构优化

电动汽车热泵空调是用于解决电动汽车冬季无法制热的问题,本文设计一种用于电动汽车热泵空调的新型平行流换热器。通过对换热器的冷凝工况进行数值模拟,得到不同入口速度条件下的换热及阻力特性,并与经验公式进行比较,验证数值模拟的正确性。分析不同的翅片倾斜角度及翅片间距下换热及阻力特性变化,得到优化的结构参数,为电动汽车热泵空调换热器设计提供依据。     

VMC1000L立式加工中心立柱性能分析与结构优化

立柱是VMC1000L立式加工中心的关键零部件之一,本文采用ANSYS Workbench软件对其进行仿真分析,通过分析结果梳理出零件的薄弱位置,并结合该“C”型机的结构特点和企业生产的实际情况提出了立柱的两个结构优化方案。通过对该立柱的两个结构优化方案仿真分析结果对比,从而优选出相较原始立柱最大变形减小29.7%,且二阶、三阶、四阶模态的固有频率均有大幅度提升的最佳方案,实现了立柱的结构优化,并为类似零件的性能分析与结构优化提供了有效的方法和手段。     

冷热冲击工况下发动机水套多场耦合分析与优化

利用CFD软件对某直列式4缸发动机在冷热冲击工况下进行多场耦合分析。通过模拟汽车上下坡过程,制定冷热冲击工况规范。采用双向流固耦合方法全面分析冷却水套内流场参数的变化特点,得知冷却液流速对冷却效果影响显著,自第1缸到第4缸冷却效果逐渐增强。温度场分析可得冷热冲击循环过程中发动机缸体及缸盖火力面的热负荷分布规律,将其作为静力学边界条件对发动机进行热-机耦合分析,得到了缸盖火力面等危险区域的应力/应变分布情况。根据分析结果优化缸间冷却水套结构。结果表明优化后发动机c、e两点所在区域性能得到明显改善,从而验证了冷热冲击为发动机可靠性研究提供了准确的工况环境。     

冷热冲击工况下发动机水套多场耦合分析与优化北大核心CSCD

利用CFD软件对某直列式4缸发动机在冷热冲击工况下进行多场耦合分析。通过模拟汽车上下坡过程,制定冷热冲击工况规范。采用双向流固耦合方法全面分析冷却水套内流场参数的变化特点,得知冷却液流速对冷却效果影响显著,自第1缸到第4缸冷却效果逐渐增强。温度场分析可得冷热冲击循环过程中发动机缸体及缸盖火力面的热负荷分布规律,将其作为静力学边界条件对发动机进行热-机耦合分析,得到了缸盖火力面等危险区域的应力/应变分布情况。根据分析结果优化缸间冷却水套结构。结果表明优化后发动机c、e两点所在区域性能得到明显改善,从而验证了冷热冲击为发动机可靠性研究提供了准确的工况环境。     

双扭杆双横臂独立悬架结构件有限元分析与关联式结构优化

基于双扭杆双横臂独立悬架的实体建模之上建立其有限元模型,对各零部件之间的连接关系进行模拟,并对悬架结构件进行有限元受力分析,得到了引起车架纵梁产生开裂的原因．对双扭杆双横臂独立悬架进行了关联式结构优化,结果表明,对关联式结构优化后,克服了纵梁开裂的问题并在后续实车上得到了应用,对工程实践有一定的实用价值．     

复合材料点阵夹芯结构平压性能不确定分析与优化

考虑一体化成型工艺制备的复合材料点阵夹芯结构及其不确定性,采用区间向量实现不确定参数定量化,建立复合材料点阵夹芯结构平压性能区间分析模型.考虑结构功能状态判断的模糊性,分别在不考虑设计容差与考虑设计容差情形下,建立了不确定平压载荷作用下含区间参数模糊可靠性分析与优化模型.研究结果表明:材料参数及结构参数不确定性,特别是设计容差对复合材料点阵夹芯结构平压性能影响明显,因此在工程优化中不仅需要充分考虑材料参数与外部载荷等不确定性,而且需要充分重视传统不确定设计方法中未计及的设计容差的影响.本研究实现了理论成果与工程应用的有机结合,为工程领域复合材料点阵夹芯结构平压性能分析与优化提供有效理论方法.     

复合材料点阵夹芯结构平压性能不确定分析与优化

考虑一体化成型工艺制备的复合材料点阵夹芯结构及其不确定性, 采用区间向量实现不确定参数定量化, 建立复合材料点阵夹芯结构平压性能区间分析模型。考虑结构功能状态判断的模糊性, 分别在不考虑设计容差与考虑设计容差情形下, 建立了不确定平压载荷作用下含区间参数模糊可靠性分析与优化模型。研究结果表明: 材料参数及结构参数不确定性, 特别是设计容差对复合材料点阵夹芯结构平压性能影响明显, 因此在工程优化中不仅需要充分考虑材料参数与外部载荷等不确定性, 而且需要充分重视传统不确定设计方法中未计及的设计容差的影响。本研究实现了理论成果与工程应用的有机结合, 为工程领域复合材料点阵夹芯结构平压性能分析与优化提供有效理论方法。     

提升探针式台阶仪计量性能的研究与应用

以传统机械扫描式台阶仪的测量原理及结构特点为基础,分析此类台阶仪影响计量性能的主要原因,提出提升台阶仪计量性能的有效方法,通过实际应用和比对测试,验证该方法的正确性和实用性.     

磁流变减振器磁路设计与结构优化

设计了基于混合工作模式的微型汽车磁流变减振器,讨论了结构参数对磁流变减振器阻尼力和可调系数的影响.提出了基于磁路设计的结构优化方法,对磁流变减振器的一些关键尺寸进行优化、计算,以确保各部分磁化工作点接近于饱和工作点,阻尼通道处的磁场强度达到设计要求,且磁响应时间最短.电磁有限元计算结果验证了磁流变减振器的磁路设计.应用磁路优化设计方法设计、制造了3个原型磁流变减振器,并完成了台架试验.试验验证了理论模型的预测.表明磁路优化设计方法是正确和有效的.磁路优化设计方法能够使磁流变减振器的结构更加紧凑,能量利用率更高,调节范围增大,响应速度加快.