新型履带式管道机器人变径机构动力学分析与仿真

为提高履带式管道机器人的驱动效率与管道适应性,基于升降机式与滚珠丝杠螺母副式变径机构,提出了一种滚珠丝杠螺母副三角升降式变径机构。设计了变径机构并阐述了其工作原理。通过对变径机构动力学分析与基于虚功原理的驱动特性分析,确定影响驱动电机输出转矩大小的主要参数。利用多体动力学仿真软件ADAMS建立一组变径机构模型并对其进行了动力学仿真分析。仿真结果表明了电机输出转矩与支撑角间的变化关系,为选取合适的电机转矩与支撑角变化范围提供了理论依据。     

超大跨径钢斜拉桥的温度荷载调研与温度效应分析

以苏通大桥为背景,调研各国规范对斜拉桥温度作用的相关规定,进而研究超大跨径钢斜拉桥的温度静力响应。研究将斜拉桥的温度作用分为体系温差、索梁（塔）温差、主梁温度梯度、主塔温度梯度四个方面分别讨论,利用考虑几何非线性影响的有限元软件ANSYS计算分析斜拉桥的温度效应及各构件对温度的敏感性。分析结果可以为今后同类桥梁的设计或计算提供参考和依据。     

浅析建筑物低温裂缝形成原因

1.裂缝原因分析 1.1.温度变形。温度的变化最易引起材料和结构的涨缩变形,其变形幅度随温差的变化而不同,我们通常设计中的变形链,是考虑温度效应而产生的,在低温的寒冷地区,随着温度的降低结构剧烈收缩,常使其在边缘部位生产过大的不平衡温度应力,薄弱的就会产生裂缝。作为正常施工过程的结构,人们往往不注意这些变化,所以其隐含性较大,危害性也较大,如建筑物的基础,我们通常认为基础变形受温度影响很小,可以忽略不计,但地面上结构在低温作用下向几何中心收缩,使结构外边缘部位的纵向受很大的拉动,当应力足够大时,就在这里产生裂缝。     

热处理岩石微观实验研究

在大气压力下，对取自储层的3种岩芯在100～800℃范围内进行加热处理，通过电镜扫描观察和矿物成分分析手段从微观角度研究加热对岩石矿物成分、岩石内部微裂缝网络的影响。结果表明：随着加热温度的升高，岩石矿物成分发生变化，部分晶粒结构遭受破坏；在热应力作用下，由于岩石各向异性的热学特性，在岩石内部出现晶间裂缝、晶内裂缝和穿晶裂缝，并逐渐形成一个发育良好的裂缝连通网络，在宏观上导致岩石渗透率的增加。在实验结果的基础上，对高温作用下的矿物结构变化以及裂缝的发生、发展机理进行了探讨，从微观角度对热处理岩石导致渗透率增加的机理进行了讨论。研究结果对热处理油层以改善井筒附近地层渗流状况具有借鉴意义。     

论楼面裂缝的分析和重点防治措施

一、设计中的重点加强部位从住宅工程现浇楼板裂缝发生的部位分析,最常见、最普遍和数量最多的是房屋四周阳角处(含平面形状突变的凹口房屋阳角处)的房间在离开阳角１米左右,即在楼板的分离式配筋的负弯矩筋以及角部放射筋未端或外侧发生45度左右的楼地面斜角裂缝,此通病在现浇楼板的任何一种类型的建筑中都普遍存在.其原因主要是砼的收缩特性和温差双重作用所引起的,并且愈靠近屋面处的楼层裂缝往往愈大.从设计角度看,现行设计规范侧重于按强度考虑,未充分按温差和混凝土收缩特性等多种因素作综合考虑,配筋量因而达不到要求.而房屋的四周阳角由于受到纵、横二个方向剪力墙或刚度相对较大的楼面梁约束,限制了楼面板砼的自由变形,因此在温差和砼收缩变化时,板面在配筋薄弱处(即在分离式配筋的负弯矩筋和放射筋的未端结束处)首先开裂,产生45度左右的斜角裂缝.     

有限时间的蒸气压缩制冷循环热力参数优化

基于有限时间热力学的理论,引入无因次熵产率,提出转换温度的概念,以无因次熵产率和无因次制冷率表示实际制冷循环热力性能完善程度和制冷能力大小,分析了实际蒸气压缩制冷循环反映温差的各无量纲量和性能参数比等对循环性能的影响及相互关系.研究结果表明,在不增加不可逆传热温差的情况下,环境温度不变,可采用提高低温热源温差比、降低高低温热源比和性能参数比的方法来提高制冷率.     

热带季节雨林林窗不同热力作用面的热力特征

利用热带季节雨林林窗区域小气候要素的观测资料,探讨了昼间林窗区域不同热力作用面的热力特征.在西双版纳雾凉季,热带季节雨林与次生林相似,其林窗边缘壁面具有不可忽视的热力作用,是林窗区域除林冠面、林窗地表面和林内地表面之外的新的热力作用面.由于林窗边缘树木高度的影响,其东侧、北侧林缘壁面热力效应最大区域出现位置高于次生林林窗,而热力效应强度小于次生林林窗.其结果可为进一步研究林窗小气候形成机制提供研究基础,为研究林窗更新及生物多样性影响提供科学参考.     

层流温差尾流的传热

两股匀速但具有不同匀温的流体分别从上、下流经一块绝热的薄平板时,在平板的后面形成了温差尾流。本文研究此类层流温差尾流中的速度分布和温度分布以及浮升力的影响。我们获得了满意的数值解和摄动近似解。计算结果和分析表明,在稳定情况(即t_2相似文献   

树脂基复合材料固化过程中的温度和热应力场三维瞬态分析

建立了热固性树脂基复合材料固化过程温度和热应力场分析的数学模型,采用有限元方法,进行了三维非稳态数值求解。通过与已有实验结果的比较,验证了数学模型和计算方法的正确性。获得了3234/T300层合板固化过程中内部温度及热应力分布,分析了保温时间、升温速率、铺层设计等对温度、内部热应力的影响。数值计算结果表明:预固化时间越长,层合板内温度梯度越小,热应力峰值越低;升温速率越大,层合板内温度梯度越大,热应力峰值越大;采用对称铺层可降低层合板内部温度梯度和热应力。     

基于边界效应模型对高温后花岗岩断裂破坏预测

为分析高温后岩石断裂破坏特性并预测其断裂破坏,采用考虑岩石颗粒尺寸边界效应模型对不同温度(25～900℃)作用后鲁灰花岗岩断裂破坏进行研究。研究结果表明:常温下鲁灰花岗岩边界效应模型离散系数β取2. 0左右,可通过已知抗拉强度和一种尺寸下的三点弯试验数据的方法得到高温作用后鲁灰花岗岩的边界效应曲线,与其他三种岩石进行对比并验证了方法的正确性;分析不同温度对考虑岩石颗粒尺寸边界效应模型的影响,提出在模型中增加温度系数α_T,得到不同温度下鲁灰花岗岩α_T的变化;根据确定的参数建立不同温度作用后鲁灰花岗岩断裂破坏全曲线,对其断裂破坏进行预测。     

管道冬季泄漏土壤热波动及原油渗流数值计算

采用有限容积法建立埋地管道泄漏多孔介质流固耦合相变数学模型,对冬季热油管道不同位置泄漏前后大地温度场的变化及原油在土壤中的分布规律进行数值模拟。研究表明：管道泄漏后,一定时间内管道周围土壤温度波动剧烈,由于受环境温度的影响,泄漏前锋原油温降较快,很快达到凝点,并出现不同形态的动态凝油层,致使原油渗流速率降低,热影响区范围变化逐渐趋于平稳。且随泄漏位置的不同,地表温度变化及土壤中原油分布差异较大。应用分布式光纤温度传感技术检测管道泄漏是可行的。     

叠片定子与变径螺旋杆转子过滤浓缩器

一种叠片定子与变径螺旋杆转子过滤浓缩器,采用叠片定子与变径螺旋杆转子组合的过滤浓缩形式,应用了变径螺旋杆推压装置,使过滤前通道的截面积随溶液浓度的增加、流量的减少而减小,变径螺旋杆在旋转时起到对过滤面进行实时清理和对溶液进行压力补充的作用,满足无间歇连续工作要求,可对包括胶状溶液在内的各种溶液甚至气体进行精密过滤与浓缩。     

有限时间实际蒸汽动力循环热力性能优化

基于有限时间热力学的理论,根据平均温度法建立循环模型,得出在保持无因次功率PN为定值的条件下,使无因次熵产率σS达最小的最佳温差方程.分析了实际蒸汽动力循环反映温差的各无量纲量x、y、α和性能参数比β等对循环性能的影响.研究结果表明,在循环不可逆损失一定时,可采用提高高低温热源温度比α、降低性能参数比β的方法来提高功率PN.     

不同温度沥青混合料劈裂强度的影响因素分析

应用统计分析方法研究了AC-25沥青混合料在不同温度下的劈裂强度影响因素与排序及其变异性。结果表明,各影响因素对不同温度下劈裂强度值的影响没有随温度改变而发生排序变化,排序大小为2.36 mm通过率〉0.075 mm通过率〉13.2 mm通过率〉油石比〉4.75 mm通过率。其中,2.36 mm通过率高度显著影响不同温度劈裂强度,且影响程度有所不同,表明级配因素对不同温度下劈裂强度其控制作用,间接说明了优化矿料级配设计可显著提高不同温度的劈裂强度值;温度对劈裂强度影响很大;各因素对劈裂强度产生显著影响的同时也对其变异性产生了较大影响,优化沥青混合料设计可降低施工变异性。     

圆柱覆膜热线风速仪气动加热数值研究

采用CFX软件和SST湍流模型对圆柱覆膜热线风速仪在高超声速流场中的气体流动和换热情况开展了稳态数值研究,分析了来流速度和基底导热系数及热膜热流密度对基底内部及热膜表面温度分布的影响。结果表明:基底内部温度分布受气动加热和热膜加热的共同作用;来流速度增大时,气动加热作用明显,热量在前缘点处耗散增大,基底和热膜表面温度快速增加,超音速范围内,影响尤为显著;基底内温差随导热系数增大而降低,随热流密度增大而增大;基底内和热膜表面平均温度均随热流密度增大而增大;考虑共轭换热时,热膜表面温差可降低约20%,对平均温度影响较小。     

薄壁空心高墩温度效应仿真分析

日照温度荷载作用下，混凝土薄壁空心高墩的应力和变形，是造成墩身工程事故的主要因素之一。以晋济高速公路仙神河大桥150.07 m高的八边形薄壁空心高墩为研究对象，在ANSYS平台上进行二次开发，编制了薄壁空心高墩结构温度场和温差效应分析的专用程序，并给出实例验证了二次开发成果的准确性。同时利用二次开发成果，对八边形薄壁空心高墩在日照温差荷载作用下的温差效应进行了仿真分析。计算结果表明:日照引起的薄壁空心高墩结构的温差应力和变形较大，不容忽视。     

冷热油交替输送加热方案的经济比选

针对冷热油交替输送工艺中加热方案的确定问题，建立了冷热油交替输送管道的热力、水力计算模型，采用有限容积法和热力特征线法对非稳态热力、水力耦合问题进行了数值求解，参考国内某原油管道现场实测数据对程序进行了检验。通过模拟不同加热方案的原油进站温度随时间的变化，分析了加热方案的可行性；按对低凝原油加热时是全部加热还是油尾部分加热提出了2种加热控制方式，研究了采取不同加热控制方式时最低加热能耗的变化规律。结果表明：在取得最佳加热方式时，对低凝油油尾部分加热所消耗的燃料油比对低凝油整体加热的要少。     

内燃机活塞三维热分析

介绍高温状态下内燃机活塞的热分析原理,利用有限元法计算活塞温度、热变形和热应力,建立活塞三维热分析有限元模型和相应热边界条件,给出了活塞温度分布、综合应力和综合变形,提出对活塞设计的合理结论。     

以应变为基础的管道设计准则及其控制因素

多数现行的管道设计方法都是以应力为基础的，但它不能完全有效地解决管道强度设计的所有问题，特别是对于地面变形等位移载荷控制下的情形。从国内外管道设计标准和最新的研究进展出发，对处于极限状态的椭圆化、拉伸和压应变极限的现行基于应变的标准进行了对比，分析了管道应变极限的多种控制因素，明确了多种影响因素对于管道应变极限的控制。面对国际上对管道强度在特定载荷作用下基于应变的设计趋势和我国西气东输及其二线工程的大规模建设，提出了我国进行相关研究的必要性与迫切性。     

电动汽车空调系统中的电子膨胀阀性能研究

为了对比研究电子膨胀阀与H型热力膨胀阀对电动汽车空调性能的影响,课题组搭建了电动汽车空调性能试验台。在制冷工况下对采用2种膨胀阀的空调系统进行了变工况、变压缩机转速试验。结果表明：在不同的工况下,采用电子膨胀阀能使空调系统获得更低的出风温度,且在高温工况下,电子膨胀阀有更佳的调节性能;对过热度的控制方面,采用电子膨胀阀过热度稳定更快且波动范围小;系统采用电子膨胀阀时制冷量更大,且环境温度越高对制冷量影响越显著;变压缩机转速下,采用电子膨胀阀的系统制冷量和能效比CCOP均高于采用H型热力膨胀阀的系统,且在低转速时效果更加显著。电子膨胀阀结合变转速压缩机,能够提高系统制冷量和能效比CCOP,使系统更加高效运转。