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关键词： 汽车后纵梁   冲压   数值模拟   模具  

摘要： 汽车后纵梁因高强度、结构复杂且成形落差大,在冲压过程中易破裂、起皱,针对某车型后纵梁开展冲压成形力学性能分析,提出拉深、修边、侧修边+凸包成形、侧整形+翻边、侧冲孔、冲孔+侧冲孔等6工序冲压工艺方案,并设计了拉深成形冲压方向和坯料形状、尺寸,优化设计了压边力与拉深槛参数,根据工艺方案进行了开模试制。数值模拟分析评估结果和生产试制与检测结果均表明,设计的后纵梁冲压工艺及模具结构合理,达到零件质量要求,且具有较高的生产效率。

关键词： 维修养护技术   溢洪道   大坝   小型水库   病害问题  

摘要： 为更好地应对小型水库效益衰减,性能衰退局面,确保小型水库时刻处于健康运行状态,发挥应有供水、防洪价值。基于实例分析法,以某小型水库为具体研究对象,以最大程度发挥水库维修养护技术价值为实践导向,聚焦现存病害问题,提出针对性维修养护技术措施,旨在通过大坝、溢洪道、输水洞踏步的维修落实以及常规养护的科学实现,持续提升水库维修养护质量。

关键词： 大功率增压柴油机   数值模拟   中冷器   结构优化  

摘要： 中冷器作为增压空气进入气缸前冷却的装置,是增压柴油机正常运行中不可或缺的一部分。针对某大功率增压柴油机中冷器冷却性能不足的问题,这里基于Ansys Fluent仿真平台对中冷器的内流场进行数值模拟,并利用稳流试验台测定的中冷器性能试验数据建立中冷器计算边界条件,获得了中冷器空气侧详细的三维流场信息。通过对中冷器的压力、温度和速度云图以及冷却翅片平均传热系数等数据的研究,得出结论,在满足柴油机正常运行的条件下,中冷器散热带的传热性能与增压空气质量流量和冷却水管间距呈正相关,但是过大的冷却水管的间距将增大增压空气的压力损失,综合考虑选择冷却管间距为17mm作为优化方案。结构优化后的中冷器在不同的空气质量流量下散热量最高获得6.04%的提升,为进一步优化中冷器散热性能提供了可行的解决方案。

关键词： CFD   烤房   流场   挡板   优化  

摘要： 【目的】改善密集烤房内烟叶区域气流速度偏低且分布不均的问题,提升烟叶烘烤效率和烟叶品质。【方法】采用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)方法,模拟得到了加设斜45°矩形挡板前后密集烤房内速度场分布情况和速度量化数据。【结果】加设挡板前密集烤房内流场各个区域速度值均偏低,且各区域速度分布存在差异。加设挡板后烤房内烟叶区域的速度值得到了明显提高,且在烟叶各个区域内的速度偏差变化不大,烤房改善效果明显。【结论】研究结果有利于提高密集烤房内烟叶区气流场速度,保障烟叶区气流场均匀分布,改善烟叶区传热与传质,对保障烟叶品质和提高烘烤效率具有积极意义。

关键词： 深水褶皱带   浊流   数值模拟   逆向流   浊积系统  

摘要： 【目的】被动大陆边缘常发育深水褶皱带,对以浊流为代表的深水沉积过程有着显著的控制作用。由于相关地质资料获取和浊流实地测量的困难,浊流对多段分布排列褶皱的水动力与沉积响应机制尚缺乏定量研究。【方法】利用计算流体力学和有限体积法,对浊流在多段平行褶皱地貌上的水动力和沉积响应进行二维数值模拟研究。【结果与结论】(1)浊流在多段平行褶皱的影响下,其底部会发育逆向流,包括浊流受褶皱阻挡而产生的向上游传播的逆向底流,以及浊流跃过褶皱后受扰动而出现的向下游传播的逆向底波。(2)逆向流传播的距离、流动速度以及规模大小反映了浊流的流动受褶皱扰动的程度。前后排褶皱逆向流的对比表明,浊流在后排褶皱受到的扰动较在前排褶皱处更为剧烈。(3)浊流在褶皱地貌上的沉积中心主要分布在褶皱迎流面及其前方,并与褶皱形成超覆接触,粒径向上游逐渐变细。浊流的沉积同时受到褶皱形态和浊流水力条件的控制,褶皱越高、宽度越小、间距越大,以及浊流流速越慢都更有利于浊流沉积。且前排褶皱所接受的沉积物往往比后排褶皱更多。(4)前排褶皱对浊流的扰动以及褶皱间距影响着浊流流经后排褶皱时的水动力和沉积特征。当浊流受到前排褶皱的扰动,并且褶皱间距较小使其持续呈受扰动状态时,会更容易越过后排褶皱,从而进一步减少后排褶皱迎流面上的沉积物总量。此次定量研究的主要结论与前人基于地质实例的研究结果相符。因此,该研究有助于揭示浊流在多段褶皱地貌中的响应机制与沉积模式,并为相关地区的油气勘探开发提供参考。

关键词： 构造演化   构造应力场   有限元法   数值模拟   早子沟金矿床  

摘要： 甘肃早子沟金矿床位于西秦岭夏河—合作地区,是西秦岭成矿带中的大型金多金属矿床,其成矿作用与断裂构造关系密切。该文通过矿区构造地质特征研究,以断裂构造、节理、擦痕为研究对象,确定了早子沟金矿床控矿构造演化序列及主应力方向,认为早子沟金矿控矿构造演化经历了三期六个阶段。为了了解矿区构造应力场分布趋势及展布范围,以构造应力场分析为基础,基于岩石力学实验,测定岩石的力学参数,建立合理的地质力学模型,采用有限元法(FEM)对早子沟金矿区地质构造进行二维构造应力场数值模拟,并对成矿有利的部位进行预测。研究结果表明:矿区构造应力场分布受断裂控制,各个时期的最大、最小主应力值分布基本处于断裂周缘,应力强度是决定构造活动强度的主要因素。应力高值区域构造活动强烈,岩石破碎,为成矿提供了通道和赋存部位。据此推测近南北向断裂两端及东北向断裂与西北向断裂的交汇部位是成矿的有利部位。

关键词： 采空区稳定性   数值模拟   Mathews稳定图解法   稳定性评判标准   安全评价分级   采空区处理措施  

摘要： 采空区稳定性分析是地下矿山工程设计的重要研究内容。以羊拉铜矿为工程背景,通过理论计算与数值模拟相结合的方法,建立采空区危险性分级体系,并提出相应的治理措施。研究过程中,综合运用Mathews稳定图解法和FLAC3D数值模拟方法,对矿区218个采空区进行了系统评估。首先,采用Mathews稳定图解法,基于不同中段和岩性条件下的水力半径计算结果,将采空区划分为稳定区、过渡区和崩落区三类。随后,通过三维地质建模构建数值分析模型,结合岩石力学试验参数,运用FLAC3D软件进行数值模拟分析。模拟过程中采用Mohr Coulomb准则、位移容差准则和塑性区贯通法三种评判标准,将采空区稳定性分为稳定、基本稳定和不稳定三类。研究结果显示:根据《金属非金属地下矿山采空区安全技术规程》,羊拉铜矿采空区中Ⅰ级(风险极高)占32.2%(70个),Ⅳ级(风险较低)占45.8%(100个)。基于分级结果提出的针对性治理措施,为矿山资源回采和采空区防治提供科学依据。本研究建立的分析方法、评价标准和处理措施对类似矿山的采空区稳定性评估与治理具有参考价值。

关键词： 宽幅涂布   数值模拟   流道设计   内流场   外流场  

摘要： 狭缝式宽幅涂布能够提高极片的生产效率,减少涂布过程中的材料浪费,提高材料的利用率,进一步降低生产成本。宽幅涂布对涂布模头要求较高,模头结构直接影响电极片的特性。本研究选择腔体长度为1520 mm,涂宽可达1240 mm的宽幅涂布模头为研究对象,以150μm湿膜的厚度一致性作为涂布质量评价指标,从腔体设计、进料口位置调整和垫片倒角设计等3个方面进行了模头结构的设计优化,并通过追踪外流场启动过程来验证优化方案的可行性。研究结果表明,单腔体单进料口(进料口位于模头中间)模头涂布过程中,随涂布宽度增大,湿膜呈现中心区域厚而边缘区域薄的趋势,厚度一致性差;而添加副腔后,涂布宽度在1240 mm情况下,浆料1湿膜厚度一致性从无副腔模头涂布的26.88%提升到9.79%;进一步将单进料口设计调整成双进料口设计,浆料1湿膜厚度一致性达到0.33%;此外,垫片倒角调整可影响浆料出口边缘流体域的壁面剪切力改善涂层边缘质量。在涂布速度60 m/min、涂布总宽度1240 mm条件下,浆料1湿膜厚度一致性优化至0.28%。数值模拟与实验结果对比显示,平均相对误差仅为1.35%,表明了涂布模头结构设计仿真模型的准确性。通过对其他3种代表性浆料的涂布数值仿真,湿膜厚度一致性均能控制在0.38%~0.58%范围内,表明该优化设计方案具有较强的普适性,研究结果为宽幅模头的优化设计提供了参考。

关键词： 水闸   参数化设计   BIM   Matlab App Designer   Revit二次开发  

摘要： 水闸在提高灌溉效率、防灾减灾和水资源管理方面至关重要。针对水闸设计过程中二维计算困难、设计变更重复性工作量巨大、现有水闸三维设计建模精度低等问题,依据参数化设计理念,提出基于BIM技术的水闸参数化设计关键技术。采用Matlab App Designer交互界面技术,将水闸参数计算公式及设计规范封装为计算机指令,开发面向对象的水闸结构计算系统,应用不动点迭代法解决了隐式方程计算困难的问题,使用C#语言及API接口对Revit进行二次开发,实现了水闸单项工程的参数化建模、明细表的生成与族库信息化科学管理,简化了繁琐的建模步骤,提高了设计效率。对青田县水闸的实际应用结果表明,该水闸参数化设计方法具有实用性与准确性,该技术缩短了建模时间,水闸模型拥有较高精度且可重复使用,为参数化设计技术在水闸工程中的应用提供了参考。

关键词： 拉拔试验   锚固段   轴力   剪应力   数值模拟  

摘要： 【目的】针对岩土工程中锚固段受力机理及界面应力分布难以直接观测的问题,分析不同锚固长度下锚杆轴力与剪应力的分布特征,揭示其力学响应规律,进而优化锚固参数的设计准则。【方法】通过室内相似模型拉拔试验、弹性力学理论解析与三维数值模拟相结合的方法,构建锚固段受力分析模型;采用锚固长度≤40 cm的中短锚固段锚杆样本及超长锚固段锚杆样本,实时监测轴力与界面剪应力变化;基于开尔文弹性理论建立应力传递方程,并利用FLAC 3D数值模拟方法验证理论解析结果。【结果】轴力沿锚固段呈负指数衰减,超83%的轴力集中于锚固段前半部分,孔口处轴力峰值为设计荷载的72%~85%,末端轴力趋近于零;胶结面破坏前剪应力呈线性衰减趋势(梯度为0.15~0.25 kN/cm),胶结面破坏后剪应力出现应力峰值(较初始值提升40%~60%)并随荷载增加而扩展;锚固长度与抗拔承载力呈非线性相关关系,当锚固长度≤40 cm时,承载力提升率为18~22 kN/cm;超过临界长度后,承载力提升率降至3~5 kN/cm;数值模拟结果与试验数据拟合结果的误差在8%以内。【结论】基于应力集中效应提出的锚固参数优化准则可为岩土支护工程的锚固设计提供理论依据与优化方向。