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关键词： 有压输水系统   水锤   瞬变流   数值模拟  

摘要： 为研究同时包含重力流输水管线与泵站加压提水管线的长距离多支线有压输水系统开启运行时的水锤问题,基于瞬变流分析的特征线法建立了输水系统过渡过程计算的数学模型,结合实际工程计算了输水系统开启运行时调节阀与水泵及其出口阀不同的开启时间与控制策略对水锤的影响,并在此基础上提出了空气阀联合阀门开启的水锤防护方案。结果表明:采取提水泵站滞后调节阀开启运行,且各提水泵站相继开启的策略可有效改善输水系统沿线的内水压力分布;采用空气阀联合阀门开启的水锤防护方案可在不影响输水系统反应速度的情况下以较小尺寸的空气阀达到较好的水锤防护效果。

关键词： 轴流泵   空化特性   能量损失   数值模拟   熵产理论  

摘要： 以比转速为1500的轴流泵为研究对象,采用SST k-ω湍流模型和ZGB空化模型,基于熵产理论,开展了轴流泵空化特性及能量损失特性研究。数值模拟结果表明:基于ZGB空化模型,轴流泵的临界汽蚀余量为3.7 m;气泡均最先出现在叶片进口边的背面,空化越严重,空泡分布范围越大,严重时充满整个叶轮通道;深度空化的总熵产损失是无空化的1.22倍,叶轮内脉动熵产损失最大,时均熵产损失最小,高损失区域主要分布在叶片表面和尾迹附近。研究成果可为设计低能耗、空化性能优异的旋转机械提供参考。

关键词： 硬化不锈钢   拉形   数值模拟   回弹补偿  

摘要： 根据单拉实验获得火箭箱底大型薄壁零件所使用的硬化不锈钢材料力学性能参数。通过分析薄壁曲面件的结构特点,制定拉形工艺参数并研究回弹补偿系数对成形贴胎度的影响,通过数值模拟与实验验证的结果获得该类硬化不锈钢回弹补偿系数为1.588。拉形工艺回弹补偿系数的运用为实际生产提供理论基础和实践经验,并且对该类硬化不锈钢薄壁双曲类零件的批量化生产具有深远的指导意义。

关键词： 液浮粉末床   温度梯度   冷却速度   数值模拟  

摘要： 在激光粉末床增材制造技术中,由于激光的高功率密度和粉末床的低导热性,生产的成形件内存在由快速交变的温度梯度导致的残余应力。使用液浮技术,即用熔融的金属锡代替下层粉末,可实现降低成形件应力和细化晶粒的效果。在考虑温度相关物性参数,对熔池进行简化的条件下,对有液浮情况建立瞬态介观模型,与粉末床情况下进行对比。结果表明:液浮情况下降低温度梯度,可使冷却速度加快约10%。在液浮成形件组织中发现平均尺寸5μm的晶粒,明显小于传统LPBF技术获得组织,验证了冷却速度计算结果。

关键词： 水利工程   水闸施工   施工技术   质量控制  

摘要： 水利工程建设对于国家的发展和民生改善具有重要意义。水闸作为控制水量、流速以及开关闸门的关键施工主体结构,其施工技术的研究与提升至关重要。本文首先明确了水利工程中水闸施工技术的重要性,并且探讨了水闸施工的关键技术,其次深入分析了当前水闸施工技术存在的主要问题,最后提出了解决水闸施工技术问题的具体对策,以期为提高水闸施工质量提供参考。

关键词： 多煤层开采   覆岩破断特征   运移规律   力学特性   数值模拟  

摘要： 为解决多煤层采动层间覆岩破断复杂、难控制等问题,以神东某多煤层矿井为研究背景,通过理论分析、现场监测与数值模拟相结合的研究手段,分析多煤层开采层间覆岩破断特征及运移规律。首先,基于悬臂梁理论分析计算了多煤层采动下层间覆岩移动量,同时将现场监测数据与理论值进行对比分析;然后,采用3DEC模拟研究了多煤层在不同开采距离下层间覆岩运移及破断特征;最后,提出了煤壁锚索+层间覆岩锚网锚杆强化支护技术。结果表明:可利用多煤层开采层间覆岩运移理论计算层间覆岩裂隙发育高度;多煤层开采过程中易采用下行式开采,上、下煤层间距在20~40 m之间最为合适;多煤层采动过程中层间覆岩移动量呈先增加后降低的趋势,相较于普通支护,煤壁锚索+层间覆岩锚网锚杆强化支护的顶板移近量降低了约65%,取得了良好的支护效果。研究结果为多煤层采动条件下顶板稳定性控制提供了理论依据。

关键词： D406A锥形件   剪切旋压   数值模拟   薄壁  

摘要： 超长小锥度薄壁筒形件在航空航天领域有广泛应用。该类零件常采用剪切旋压成形,传统加工过程通常为双段乃至三段拼接组焊而成,耗费材料且工序复杂。目前拟采用一体成形技术,可有效减少工序,提高材料利用率。本文采用ABAQUS有限元软件,建立了D406A锥形件的剪切旋压模型,分析了旋轮进给比,旋轮圆角半径对锥形件剪切旋压壁厚偏差的影响。研究表明进给比为1mm/r,旋轮圆角半径为6mm时,筒形件成形壁厚更均匀,为实现超长小锥度薄壁筒形件的成形提供了理论指导。

关键词： 管幕箱涵工法   开挖面稳定   影响因素   数值模拟  

摘要： 管幕作用下大断面箱涵开挖面稳定性受多种施工工况影响,需对其影响因素开展系统研究。依托合肥市滨湖科学城庐州大道浅埋隧道段实例工程,构建大型三维精细化数值模型,分析钢管幕群、支护压力以及顶推距离、开挖方式和管幕滞空距离等因素影响下开挖面稳定规律。结果表明:(1)钢管幕群对于维持开挖面稳定性起重要作用,并且管幕结构未连接更有利于维持开挖面的稳定性。(2)当支护压力小于80 kPa时,开挖面纵轴线方向位移量随支护压力的增大而逐渐减小,并逐渐趋于稳定状态;当支护压力大于90 kPa时,开挖面状态易呈倒“S”形。(3)先从两侧开挖,再进行中间开挖的施工方法利于维持开挖面稳定。(4)随着管幕滞空距离增加,开挖面纵轴线方向外移量逐渐增大,不利于开挖面稳定。

关键词： 路面降噪   数值模拟   吸声系数   灰关联度  

摘要： 随着城市化进程的加快和交通流量的增加,道路交通噪声问题日益严重,成为影响城市居民生活质量和身心健康的重要环境污染之一,多孔性沥青混凝土因其独特的孔隙结构和优良的吸声性能,逐渐成为降噪路面的重要选择之一。本文基于数值模拟技术,研究多孔性沥青混凝土路面的降噪性能,通过建立有限元模型,模拟分析材料在不同条件下的声学性能变化规律,揭示其降噪机理和关键影响因素。采用阻抗管法测量吸声系数,并通过灰关联分析评估各影响因素对降噪性能的贡献,结果表明材料组成、孔隙率、层厚等因素对降噪性能有显著影响。本研究为多孔性沥青混凝土的优化设计和工程应用提供了科学依据和技术支持,旨在提高道路交通噪声治理效果,推动绿色环保道路材料的发展。

关键词： 短臂梁   补偿支护   切顶卸压   数值模拟   围岩稳定性  

摘要： 为解决传统留煤柱沿空留巷煤炭采出率低、采掘接续紧张、煤柱应力集中、巷道支护难度大等棘手的难题,以响水煤矿播土区东二采区120313工作面为研究对象,通过短臂梁顶板围岩破坏机制力学模型受力分析与计算、FLAC3D数值模拟巷道顶板切顶卸压效果分析、现场实验的研究过程,确定巷道主动支护参数、顶板爆破参数、挡矸参数和临时支护参数,提出中厚煤层巷道特厚高位顶板“恒阻大变形锚索+巷道顶板双向定向预裂爆破+巷帮补强支护+可伸缩性U型钢挡矸+单体液压支柱临时支护”围岩稳定性控制技术。结果表明:根据顶板的力学性质,特厚高位顶板单根恒阻大变形锚索补偿支护力所需最大值为309 kN;回风巷道顶板切顶与未切顶比较,切顶时工作面超前支承压力最大值减小15%,巷道侧向支承压力最大值减小27%;巷道变形得到有效的控制,在滞后工作面160~175 m范围内巷道围岩趋于稳定。该工作面单位煤柱长度回收煤炭12.48 t,提高了区段煤炭采出率,降低了采矿成本。