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关键词： 中部槽   刮板输送机   数值模拟   结构优化  

摘要： 为了解决刮板输送机运行过程中中部槽、刮板链的磨损严重的问题,对中部槽进行优化设计,通过在中部槽中板位置上增加装配槽,在装配槽上放置MC尼龙材料制作的减磨条降低结构磨损问题,并对优化后的组合中部槽在物料重力作用下及采煤机作用下的强度进行分析,发现优化后的结构降低的强度不会影响中部槽正常使用,所以能够满足物料正常运输时的强度要求,优化设计方案可行。

关键词： 数值模拟   土-岩地层   水平孔爆破   爆破振动   模型试验   振动预测  

摘要： 明确土-岩地层爆破振动特征是控制爆破振动效应影响的重要前提。基于典型城区土-岩地层地下爆破工程,设计并开展土-岩地层水平孔爆破模型试验,结合有限元数值方法,分析爆源因素与场地条件对土-岩地层爆破振动传播规律的影响,最后基于量纲分析建立土-岩地层爆破振动预测模型。结果表明:土-岩界面具有高频滤波特性,自由面存在振动放大特性;R波在远离震中方向发育,导致自由面振速衰减存在分段特征;增大爆源埋深将抑制不连续面振速衰减,削弱土-岩界面能量耗散及场地放大效应;增大岩土体波阻抗比将减缓土-岩界面振速衰减,加快界面能量耗散与自由面振速衰减的同时,场地放大效应得到增强;土层厚度不影响土-岩界面振动特征,但会促进自由面振速衰减,场地放大效应被抑制;在小倾角前提下,土-岩界面角度几乎不影响场地振动;构建的爆破振动预测模型考虑了土-岩地层场地特性,为土-岩地层爆破振动控制提供理论依据。

关键词： 声学层析成像   温度场重建   均衡优化器   元胞自动机   数值模拟  

摘要： 精确的温度场测量在工业领域十分重要,而超声温度层析成像具有广阔的应用前景和意义。为了提高重建温度场分布的精度,采用了两步温度场重建方法。首先,通过将元胞自动机(CA)与均衡优化器(EO)结合的方法求解低分辨率温度场。然后,采用双三次插值法来提高温度场分辨率,并通过一系列对比试验验证算法的性能。最后,利用数值仿真进行模拟,来验证算法实际的可行性。结果表明CAEO插值算法能够有效提高温度场重建精度,为温度场层析求解提供了一种新的解决方案。

关键词： 透水护圈   局部冲刷   冲刷防护   模型试验   数值模拟  

摘要： 采用室内模型试验和数值模拟的方法,以单幅双墩和双幅四墩的布设形式为研究对象,研究了利用透水护圈对前排桥墩防护时,与水流斜交布设时斜交角度对其余桥墩局部冲刷防护效果的影响及机理。模型试验结果表明:随着角度增加,前排桥墩的局部冲刷变化不大,后排桥墩的局部冲刷逐渐增加。当斜交角度较小时,前排桥墩的防护对后排桥墩有明显的遮蔽作用。当斜交角度大于30°时,前排桥墩的防护对后排桥墩的遮蔽作用基本消失,单幅双墩布设时后排桥墩最大冲深大于前排桥墩。双幅四墩布设时,对第2和第3个桥墩局部冲刷有一定的减冲效果,但会加剧第4个桥墩的局部冲刷。因此,建议多桥墩的布设角度不宜超过30°,否则须对最下游的桥墩进行防护。数值模拟结果表明:前排桥墩利用护圈防护后,桥墩两侧绕流流速明显降低,其下游的遮蔽范围明显增大,遮蔽作用显著增加。随着斜交夹角的增加,前后排桥墩的绕流叠加效应导致后排桥墩的墩侧流速和河床切应力增加,使其局部冲刷的加剧。

关键词： 流体晃荡   神经网络   数值模拟   预测  

摘要： 基于Navier-Stokes方程的数值模型和物理模型实验研究流体晃荡现象存在计算效率低和经济成本高的不足。为此,本文通过构建神经网络模型对数值和实验结果进行时序重构,预测流体晃荡的压强和波高。以数值和实验的总压强和自由表面高程数据作为训练样本,将神经网络中表征能力强的CNN、RNN、LSTM用于重演流体晃荡响应的时间演化过程。在模型训练过程中,系统地调节神经网络的内部结构参数,分析预测结果与实际值之间的误差和相关性。结果表明,RNN和LSTM的重构误差低于4%,相关性达到0.88,整体优于CNN;LSTM的整体性能最佳,可以作为预测长序列数据的首选。整体来讲,三种代理模型均可以较好地复现流体晃荡的波高和压强,在流体晃荡研究方面具有良好的应用前景。

关键词： 钻杆螺纹接头   数值模拟   台肩间隙   倒角半径   减应力槽   应力分布  

摘要： 钻杆在钻进过程中,螺纹接头处易发生应力集中而断裂。为此,以钻杆螺纹接头为研究对象,采用数值模拟方法建立了螺纹接头计算模型,对其在上扣扭矩作用下的受力状态进行分析。研究了螺纹接头在不同副台肩间隙、主台肩倒角半径下的应力分布,以及减应力槽对螺纹应力和密封性能的影响。研究结果表明:在上扣扭矩作用下,内、外螺纹所受应力由大端到小端逐渐减小,主台肩侧第一圈啮合齿所受应力最大;随着副台肩间隙的减小,螺纹大端应力逐渐减小,小端应力逐渐增大,间隙为0.01 mm时,螺纹应力分布最均匀;随着外螺纹主台肩倒角半径的增大,圆角处应力逐渐减小,倒角半径增大1.44倍,圆角处应力可减小52%;增设减应力槽可以使外螺纹应力减小39%,内螺纹应力减小约18%。所得结果可为钻杆螺纹接头设计和螺纹结构优化提供参考。

关键词： 缠绕管式换热器   数值模拟   结构参数  

摘要： 通过数值模拟研究了缠绕管式换热器的流动与传热特性,重点分析了层间距和缠绕角度等结构参数对其性能的影响。结果表明,随着层间距和缠绕角度的增大,壳侧流动总压降减小,流动性能增强,换热性能减弱,但综合性能评价指标PEC有所提高。PEC对缠绕角的敏感性更高,当缠绕角从8°增大至16°时,PEC提高104.05%,表明增大缠绕角度对换热器性能的提升效果显著。

关键词： ZL104   力学性能   本构模型   状态方程   数值模拟   参数验证  

摘要： 为研究ZL104铝合金在高温高应变率下的力学行为并获得其力学模型参数,基于万能试验机、霍普金森压杆、一级轻气炮实验系统在宽应变率范围内(10^(-3)~10^(4)s^(-1))进行了室温准静态拉伸、不同温度下的动态压缩及平板撞击实验.实验结果表明ZL104铝合金具有明显的应变硬化和应变率增强效应,层裂强度与应变率呈线性正相关关系.基于Johnson Cook(J-C)本构模型、Gruneisen状态方程和实验结果对ZL104铝合金的相关参数进行了标定,通过LS-Dyna有限元软件对其损伤过程进行分析,并根据动态压缩和平板撞击的实验结果验证了标定的J-C本构模型和Gruneisen状态方程参数的可靠性.

关键词： 球阀   阀座   内流场特性   冲蚀机理   数值模拟  

摘要： 在含有固体颗粒的流体环境中,球阀的冲蚀磨损特性是影响其可靠性和使用寿命的主要因素,为此探讨了金属双密封浮动球阀的内流场特性并对其冲蚀机理进行了分析。实验结果表明,金属双密封浮动球阀在10%与20%相对开度下的平均流速均高于其他相对开度下的平均流速。由此可知,阀座结构的微小变化会显著影响球阀的内流场特性。这些发现揭示了阀座设计对内流场特性和冲蚀磨损行为的重要影响,一定程度上可为金属双密封浮动球阀的阀座设计提供有价值的参考。

关键词： 重H型钢   QST   数值模拟   头尾温差  

摘要： 重H型钢轧件进入QST冷却区域之前常存在头尾温差大的问题,控制轧件头尾温度均匀性有利于减小重H型钢性能波动,对生产具有重要意义。本文利用数值模拟研究了厚规格H型钢标准取样位置处的温度场变化。结果表明:结合产线实际工艺,为有效减小后续的产品性能波动,对于翼缘厚度40 mm的H型钢,辊道速度应大于2.7 m/s,轧件标准取样位置处的头尾温差可控制在20℃以内;对于翼缘厚度62 mm的H型钢,辊道速度应大于1.3 m/s,头尾温差可控制在10℃以内;对于翼缘厚度115 mm的H型钢,辊道速度应大于0.8 m/s,头尾温差可控制在4℃以内。