纯电动汽车热泵系统室外侧微通道换热器温度分布实验研究

为了探究室外侧微通道蒸发器制冷剂分布和换热器表面温度分布的均匀性，课题组设计了一种4换热器的热泵系统。分别在制冷和制 热工况下，对室外侧换热器在不同的制冷剂充注量和不同的压缩机转速下的表面温度分布均匀性进行了实验研究。使用K型热电偶布点并测量换热器表面温度并 使用红外热成像仪了解其温度分布情况。结果表明：制冷工况下，充注量在1 050~1 075 g时，在不同转速下，系统的制冷性能最佳，同时换热器表面温度分布均匀 性最好；而在制热工况下，充注量在500~700 g时，换热器表面温度分布均匀性随着制冷剂充注量的增加而改善。同一换热器在作为冷凝器和蒸发器时，制冷剂充 注量和压缩机转速对其温度分布均匀性的影响不同。     

Ti6Al4V切削锯齿形切屑绝热剪切带变形的表征

为了研究锯齿形切屑绝热剪切带带内的变形,通过分析锯齿形切屑的形成机理,以绝热剪切带带内剪切应变和剪切应变率来表征绝热剪切带的变形程度,建立绝热剪切带变形的解析模型并进行切削Ti6A14V实验,收集切削实验获得的切屑.运用建立的绝热剪切带变形解析模型,分析不同切削速度下Ti6A14V锯齿形切屑绝热剪切带的变形情况,结果表明:在实验条件切削速度范围内(30～200 m/min),随着切削速度的提高,切屑绝热剪切带的变形程度增加,绝热剪切带宽度及间距减小.     

高速胶乳分离机转鼓体结构优化

针对高速胶乳离心机转鼓体受载大,应力分布不均,局部应力值大等问题,运用多目标优化设计方法,改善其结 构及应力分布。建立转鼓有限元计算模型,分析转鼓的受力和约束条件,得到转鼓体的应力和应变云图;以转鼓体外径 R1、高度H1、筒体壁厚D1和底面厚度D2作为目标参数,进行结构优化。优化结果：R1,H1和D1分别减少了4.180, 3. 640,2.353 mm,D2增加了1.518 mm;最大等效应力减小了21.09 MPa,下降率为4.29%,最大局部应力减小;总质量减 小了1. 042 kg,下降率为5.85%;最大变形量相对减小0.001 35 mm,下降率为0.65%,基本达到了优化目标。研究结果 及分析方法对碟式分离机结构优化具有参考价值和借鉴意义。     

新型Cr12Mo1V1剪切刀具的破坏分析与结构优化

针对目前新型Cr12Mo1V1剪切刀具在使用中频繁发生破坏行为,采用三维有限元方法系统研究了该刀具在切割工况下的力学行为。先得到了该刀具的详细应力场,确定其危险部位,并基于经典强度理论对其破坏进行了分析与校核;详细研究了刀具在出现不同几何尺寸的三维角裂纹时,其裂纹前缘应力强度因子的分布结果。基于这些结果对该刀具的几何结构与尺寸进行了优化,降低了应力水平,提高了抗断裂强度。     

基于ABAQUS的铝合金超声冲击处理有限元模拟

为了探究超声冲击处理对7A52铝合金材料应力应变的影响,采用有限元分析软件AQAQUS建立了7A52铝合金的超声冲击处理模型,旨在探讨7A52铝合金材料模型中应变率以及超声冲击次数对应力、应变的影响规律。结果表明:材料的应变率和超声冲击次数均会影响应力应变;随着冲击次数的增加,x方向的压应力会增大,且其压应力值存在的深度范围会增大;冲击次数对z方向应力的影响比x方向应力的影响要大;随着冲击次数的增加,沿试板冲击深度方向的等效塑性应变值也会增大,且其最大值位于距离试板冲击表面一定深度范围内;材料在高应变率变形条件下,应变率对等效塑性应变有较大的影响;无论是否考虑应变率的影响,冲击次数对z方向应力的影响都很显著,随着冲击次数的增加,其z方向的应力显著增大,且在相同冲击次数下,冲击点处的z方向应力不考虑应变率影响比考虑应变率影响的数值要大很多。     

超重力分离装置填料内流场的CFD模拟研究

为了优化超重力分离装置，课题组对其内部流场进行了研究。通过计算流体力学软件FLUENT对超重力分离装置填料内部的流体流动进行数值模拟，分析了转速、填料外径和丝网尺寸对流场的影响。结果表明：液相速度分布与气相速度分布一致，液相速度主要受气相的影响，与液相入口速度无关；同一转速下填料区气相速度由内向外逐渐增大，各位置的气相速度随转速的增大而增大；气相最大速度与转速和外径有关，与丝网的尺寸无关。数值模拟的结果对超重机的设计与优化有一定的借鉴意义。     

PE改性沥青多尺度流变性能

为评价PE(聚乙烯Polyethylene,简写PE)改性沥青流变性能及不同流变指标之间相关性,基于不同PE改性剂掺量下的动态剪切流变试验和多应力蠕变恢复试验,以车辙因子、Shenoy参数、低剪切黏度、不可恢复蠕变柔量和蠕变恢复率作为PE改性沥青流变性能多尺度评价指标,分析不同流变指标相关性;以老化指数和Cole-Cole图评价PE改性剂对沥青耐老化性能和黏弹性的影响。结果表明,随着PE改性剂掺量增加,车辙因子、低剪切黏度、Shenoy参数和蠕变恢复率逐渐增加,且后三者与车辙因子呈正相关;不可恢复蠕变柔量逐渐降低,且与车辙因子呈非线性负相关。车辙因子与其余流变参数相关系数均在90%以上。PE改性沥青耐老化性能及弹性提高。PE改性剂掺量大于6%时,流变指标及老化指数受改性剂掺量影响幅度降低。     

绷缝机橡胶垫隔振性能优化设计

针对绷缝机高速运转时各运动组件产生较大的惯性力和惯性力矩,对机架及其他相关部件产生激励,带来强烈的振动以及噪声,而严重影响机器工作精度的问题,课题组对绷缝机橡胶垫隔振性能进行了优化设计。通过振动理论分析绷缝机橡胶垫对整机振动的影响,建立绷缝机橡胶垫刚度计算有限元模型,评估现有橡胶垫刚度。在此基础上,建立了绷缝机整机多体动力学模型,计算针板处振动位移并与实测结果对比,验证模型的可靠性。基于此模型选取橡胶垫的刚度作为试验因素,利用正交试验法完成橡胶垫刚度优化方案设计,通过仿真计算优化方案针板处振动位移峰值降低了11.7%,表明橡胶垫刚度优化对绷缝机振动性能改善具有一定作用。该方案不用对机器内部结构做任何改变,可实施性强,可作为整机振动性能改善辅助方案。     

双筒中心圆管振动磨

双筒中心圆管振动磨用于超细粉碎,利用研磨介质在做高频振动的筒体内对物料进行冲击、摩擦、剪切等作用而使物料粉碎。该设计在原有振动磨的基础上,在筒体中心安装中心圆管,以消除磨筒中央产生的惰性区,使磨介在一个振动周期内受到一次以上的冲击,增大了磨介对被磨材料的冲击能量。     

U形管内浆体输送特性研究

为了探究通过U形管路输送不同质量分数颗粒的浆体流变特性，课题组对其内部流场进行了研究。通过计算流体动力学软件FLUENT对水平U形管内浆体的流动进行了数值模拟，获得了入口段、出口段及弯头等5个截面处颗粒的速度和体积分数分布情况，并且通过计算分析了速度、颗粒质量分数和管径对弯管压降的影响。研究结果表明：在弯头处二次流的存在，导致弯头局部流动情况变得复杂，使得截面内侧颗粒体积分数高于外侧；管道沿线的压降受流速和颗粒质量分数的影响很大，随着颗粒质量分数的增加，剪切应力和剪切黏度的增加导致压降增大。课题组的研究有助于了解颗粒质量分数和流速对浆体流变的影响。