【摘 要】
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对重型卡车储氢和供氢系统进行数值模拟,利用热力学模型描述卡车耗氢过程,对卡车行驶过程中的热力学工况进行监测,开展节流过程及冷能转移过程的研究.首先,针对深冷高压氢特点和重型卡车动力学参数建立面向低温流体的热力学模型,包括整车物理模型、储罐热扩散模型、供氢导热模型、供氢流动换热模型的构建,并对热力学预测模型的准确性进行验证;其次通过ANSYS Fluent流体仿真模型验证换热系数准确性.研究显示,供氢节流过程会使氢气发生液化导致供氢压力不足.为了改变这种现象,提高深冷高压氢的利用效率,对加热策略及其影响进行
【机 构】
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东南大学机械工程学院,江苏 南京 211189;张家港氢云新能源研究院有限公司,江苏 张家港 215600;江苏省国富氢能技术装备有限公司,江苏 张家港 215600
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对重型卡车储氢和供氢系统进行数值模拟,利用热力学模型描述卡车耗氢过程,对卡车行驶过程中的热力学工况进行监测,开展节流过程及冷能转移过程的研究.首先,针对深冷高压氢特点和重型卡车动力学参数建立面向低温流体的热力学模型,包括整车物理模型、储罐热扩散模型、供氢导热模型、供氢流动换热模型的构建,并对热力学预测模型的准确性进行验证;其次通过ANSYS Fluent流体仿真模型验证换热系数准确性.研究显示,供氢节流过程会使氢气发生液化导致供氢压力不足.为了改变这种现象,提高深冷高压氢的利用效率,对加热策略及其影响进行了研究,从能量角度对其进行了解释.
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针对煤矿井下综采工作面采煤机截割滚筒控制存在的调高方案落后、自适应能力差的问题,研究基于采煤机工艺的自适应调高技术.在分析采煤机以及截割滚筒运动规律的基础上,以采煤机运行时间、截割滚筒运行时间之间的关系,分别讨论截割滚筒调高控制策略.经试验验证表明,该截割滚筒自适应调高策略可减少采煤机在水平方向非必要运行时间12％～22％,非必要运行距离16％～28％,自适应能力较好,保证了采煤机工作效率.
为确定最佳的支护参数,进而提高锚杆支护的效果,分析了不同锚杆长度、锚杆直径对巷道变形的影响规律.结果 表明,当锚杆长度较短时,随着锚杆长度的增大,巷道围岩变形增大,当锚杆长度增加至2000 mm时,锚杆的锚固作用开始发挥作用,因此,锚杆长度宜选取2500m;而随着锚杆直径的增大,巷道顶底板围岩变形逐渐减小,且在局部区间出现底板位移增大的现象,但整体变化趋势是减小的,因此,锚杆直径宜选取22 mm.
重点研究了某型飞机常见的油量系统异常告警故障.首先基于对燃油系统供输油原理、物理结构和油量告警机理的分析,建立了故障树,分析和明确了故障原因为油箱密封性问题导致的燃油泄漏.进而通过地面模拟实验,成功实现了故障复现、定位与排除.最后基于历史同类故障事件的分析,对飞机维修和维护中该类故障的规避提出了实践建议.
航空发动机热端部件常采用GH4169高温合金,该材料是具有良好力学性能的难加工材料.采用ABAQUS数值模拟法分析铣削加工后GH4169高温合金工件表面残余应力分布情况,研究其对工件表面小裂纹扩展行为的影响.结果表明,加工残余应力使得已加工表面近距离处小裂纹裂尖应力应变场强度明显增大,扩展“动力”增强;裂纹长度增大至一定值时,残余应力会削弱裂尖附近应力应变场强度,减缓裂纹扩展速率;当外载荷明显大于加工残余应力时,残余应力对裂尖场强度影响减弱,对裂尖远端应力场分布影响明显.
基于通风机整体运行效率不高的问题,采用速度分布法及载荷分布法两种设计方法对离心通风机的叶片结构进行优化设计,并采用有限元仿真的形式对优化后的通风机性能进行仿真分析.结果 表明,由速度分布法设计的叶片结构对通风机的运行效率及安全性能具有较大的提升,可作为离心通风机优化设计的首选方法.
采用MSC.Dytran建立了大型客机水上迫降流固耦合仿真模型,研究了典型参数下飞机运动姿态的变化规律,分析了水上迫降过程中机身、发动机和平尾上水载荷的分布规律.研究发现,大型客机水上迫降过程主要分为初始低头、吸力抬头和后继低头3个阶段.后机身水载荷大、冲击次数多,是机体结构中受载最严重的部位.平尾上水载荷峰值出现在吸力抬头阶段和后继低头阶段前期,而发动机上水载荷峰值出现在后继低头阶段后期.
以某型航空用空气涡轮起动机滚针轴承失效为例,运用金相分析和损伤检测等方法对其失效原因进行分析,发现轴承在运转过程中受到轴向力作用,使保持架出现轴向窜动,保持架端面与外圈端面接触摩擦,导致保持架承受过大的作用力,从而破碎.更换保持架材料和优化保持架结构,并对优化前、后的保持架进行仿真,结果表明,优化后的保持架强度远大于优化前,其运行可靠性更高.
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为改善矿井巷道的应力状态,提高煤巷围岩的稳定性,在对强帮强角锚杆支护研究的基础上,分析不同帮锚杆横截面积、帮锚杆长度及帮锚杆角度对煤巷支护效果的影响.结果 发现:帮锚杆横截面积和长度对加强煤巷帮部支护强度的作用依序增大;而当帮锚杆倾斜向上的角度从0°增加至45°时,顶底板及左右帮位移变化呈现先减小后增大的变化趋势,且该区间存在相对最优角度值.
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