冲击载荷作用下的DN80型燃气电磁阀动态可靠性分析

燃气电磁阀对燃气系统的影响至关重要,其可靠性直接关系着燃气系统的可靠性。基于此,文章利用UG建立了燃气电磁阀的三维模型,在WORKBENCH的几何处理模块进行导入,对其进行设定单元类型、网格单元类型的选定、网格划分,在燃气电磁阀的法兰连接处设定固定约束(FIIXED),对燃气电磁阀进行建模和有限元分析,得到燃气电磁阀最大等效应力为67.877MPa,安全系数为3.02;燃气电磁阀变形最大值为0.21663mm。基于动态可靠性分析得到了燃气电磁阀的动态可靠性规律曲线,为燃气电磁阀的设计提供了新的方法和明确的数据支撑。     

基于"量-质-域-流"四维指标体系的水资源荷载状况评价——以黑河流域三地市为例

随着社会经济用水不断增加，水资源供需矛盾加剧，水资源系统出现荷载不均衡现象，制约了区域发展，危及生态环境良性循环。本文从水资源系统的负荷需求和承载能力出发，基于“量、质、域、流”四个维度构建水资源荷载均衡评价指标体系，采用指标规范化的正态云模型，评价2015年黑河流域张掖市、酒泉市、阿拉善盟水资源配置方案的荷载均衡状况，并依据负荷与承载能力评分二维坐标，分出低负荷-高承载能力、低负荷-低承载能力、高负荷-高承载能力和高负荷-低承载能力四个分区。评价结果表明：2015年三地水资源荷载状况均为Ⅳ级，张掖市综合评分为3.697，酒泉市为3.657，阿拉善盟为3.901，三地均处于高负荷-低承载能力区域；三地在水质维度上处于低负荷-高承载能力区间，水质维度评分均处于Ⅱ级，酒泉市水质评分优于张掖市，张掖市水质评分优于阿拉善盟；在水量、水域、水流维度上均处于高负荷-低承载能力区间，水量方面三地处于Ⅳ级，张掖市优于酒泉市，酒泉市优于阿拉善盟；水域方面张掖和阿拉善盟评分均处于Ⅴ级，酒泉评分处于Ⅳ级；水流方面三地均处于Ⅴ级。需要采取调控手段在水量、水域、水流方面上进行“增强承载”和“卸荷”。     

三种灌木根系易损荷载类型及易损部位研究

以半干旱矿区的小叶锦鸡儿、北沙柳和沙棘为研究对象,利用TY8000伺服式强力机测定3种灌木1～5mm径级直根段和含侧根分支处根段的抗拉力及抗拉剪组合力,研究3种灌木根系的易损荷载类型和易损部位。结果表明:小叶锦鸡儿、北沙柳直根段的平均抗拉剪组合强度均大于平均抗拉强度(46.39>39.96MPa、23.55>17.86MPa),含侧根分支处根段亦然(34.70>29.86MPa、14.16>11.43MPa);而沙棘反之,直根段和含侧根分支处根段的平均抗拉剪组合强度均小于平均抗拉强度(9.83<12.43MPa、8.18<8.90MPa),即小叶锦鸡儿、北沙柳直根段和含侧根分支处根段的易损荷载为轴向拉力,沙棘根系易损荷载为拉剪组合力。3种灌木含侧根分支处根段抵抗外力的能力低于相邻上、下级直根,即3种灌木根系易损部位均为侧根分支处。     

智能甘蔗预切种工作站结构设计与切种精度分析

为提升甘蔗预切种种植的机械化程度,提高甘蔗预切种效率,降低蔗芽损失率,减少人工劳动强度,自主设计开发集甘蔗输送、蔗节智能识别、多刀协同切种等流程于一体的智能甘蔗预切种工作站,实现甘蔗自动协同切种工作。介绍智能甘蔗预切种工作站的输送系统、蔗节识别以及多刀数控协同切种等关键部件的结构设计及工作原理,重点对输送速度和黑箱照度对识别精度的影响,以及多刀切割工作台的定位精度等进行综合的分析。对拍照黑箱的识别精度试验研究表明,甘蔗横向传送速度和光照平均照度对蔗节识别精度具有显著影响,当甘蔗传送速度为0.1 m/s,光照平均照度为430.7 Lux时,识别精度较好,蔗节识别误差小于1.7 mm。通过对切种平台的定位精度试验分析,试验表明:6个移动切种工作台的横向直线移动运动的定位精度误差小于1.5 mm,重复定位误差为±0.2 mm;切种精度的综合误差小于3.4 mm,蔗节的相对综合误差小于5.67%,达到设计的预期目标,实现甘蔗智能横向多刀切种的功能。     

木塑与钢材复合温室骨架设计及力学性能试验

木塑复合材料是近几年发展较快的一种新型材料,具有易加工、密度高、硬度强的特点。为探究木塑在温室建筑上的应用,设计了一种适合温室使用的木塑与钢材复合骨架,并进行力学性能试验。该试验以木塑和钢材为试材,采用拉伸、压缩、人工气候老化及复合骨架应用于温室的方法,研究了其抗拉、抗压强度及其在温室中应用情况,以期能够开发一种在性能和价格上与钢骨架结构材料相媲美的新材料。结果表明:在低温、室温和高温条件下,木塑的抗拉强度分别为28.391、24.954、15.000 MPa,木塑的抗压强度分别为63.633、42.438、32.547 MPa,木塑的抗拉强度和抗压强度均与环境温度呈负相关关系。木塑在经过250 h的人工气候老化后的抗弯强度为37.040 MPa,比未进行老化处理下降了22.083%。将木塑与钢材结合制作成不同形式的复合骨架,与普通木塑骨架对比,在室温下测试发现复合骨架比普通木塑骨架抗弯性能显著提高,其延展性提高约3倍,其中钢材添加在下缘的复合骨架的抗弯性能显著较钢材在上缘的复合骨架优越;带卡簧卡槽复合骨架的最大抗弯屈服力为19.112 kN,较钢材在下缘的复合骨架提高88.74%,达到了温室骨架的承载力要求。通过供试带卡簧卡槽复合骨架温室的荷载试验得出,跨度8.0 m、顶高3.3 m的拱形屋面温室,其骨架间距为1.2 m时,供试温室承受荷载为0.436 kN·m^-2;当骨架间距为1.0 m时,其承受荷载为0.527 kN·m^-2。与传统钢骨架温室对比,复合骨架温室的建筑成本减少了10.4元·m^-2。该复合骨架可以同时发挥木塑的环保、价廉、可塑性优势和钢材的优良力学性能,为温室建筑的轻简化、装配化提供了有益参考。     

高纬度地区多功能日光温室设计

高纬度地区的传统日光温室常由于结构设计不合理,冬季生产需要补温,果蔬种植和加工环节分离,运输中容易发生冻害,制约该地区温室的冬季生产。该文基于传统日光温室优点及存在问题,结合高寒地区气候特点,从温室结构优化和功能创新2方面提出新型日光温室设计方案。利用经典温室设计理论,结合生产实际,对采光角度、前屋面弧度、保温性能等进行优化,并对雪荷载、风荷载、屋面活荷载、作物吊挂荷载进行计算,利用结构分析软件midas计算温室结构的受力稳定性,对温室各参数设计的合理性进行验证。优化结果为:总跨度16 m,一层种植部分跨度9 m,生产加工部分跨度7 m,总高度6.5 m,前屋面主采光角37°,土地利用率达到1.7。该设计实现了高纬度地区温室冬季不加温种植果蔬,利用传统温室后墙的遮阴部分,创造地上、地下3层使用空间,显著提高了土地利用率,实现种植、加工、存储多种功能集成,是高纬度地区日光温室的一种创新尝试,可以作为棚室种植园区的核心节点温室。     

冲击式速冻设备上下送风速度对虾仁冻结过程的影响

随着人们对速冻食品品质的要求不断提高,商家对食品速冻技术的要求也在不断提高,冲击式速冻技术作为目前先进的速冻技术之一成为研究热点。但由于其高速射流冲击导致的内部换热区流场的不均匀会造成设备换热效率差,能效比低等问题。为找到使得设备换热区流场最优的送风速度,该文以明虾虾仁为研究对象,利用数值模拟结合试验验证的方法研究了冲击式速冻设备中上下送风速度对虾仁冻结过程的影响,分为上下两侧风速保持一致且同时改变;上侧送风速度为15 m/s、下侧为0~15 m/s;以及下侧送风速度为15 m/s、上侧为0~15 m/s 3个试验组进行研究。研究结果为:当冲击式速冻设备两侧送风速度保持一致时,随着风速的增大,虾仁冻结时长缩短但减小幅度也会不断减小;当上下两侧送风速度大小相差悬殊时,两股冲击射流相对冲击会在低速侧形成促进虾仁表面流场流动的涡流,提高换热效率,减小虾仁冻结时长;当上下两侧送风速度大小相差不大时,两股冲击射流相对冲击会在虾仁表面形成流速较低的射流"真空区",降低虾仁换热效率,增大虾仁冻结时长;在试验的两侧送风速度范围内,当上侧送风速度为15 m/s,下侧送风速度为2 m/s时,虾仁对流换热强度最大,冻结时长最短。     

基于LS-DYNA的玉米芯冲击特性分析

为控制玉米脱粒机工作过程中玉米芯的断裂和破碎,进一步降低籽粒夹带损失,提高玉米籽粒净度,在玉米芯径向压缩、轴向压缩、径向剪切和弯曲4种施力情况下,利用碰撞分析软件LS-DYNA对其进行有限元分析。将玉米芯分为三分段,各分段进行径向压缩、轴向压缩、径向剪切受力特性分析,并将玉米芯在弯曲跨度分别为8、16cm时进行对比分析。本研究为研制高性能玉米脱粒机、玉米芯加工处理设备及选择合理的玉米芯破碎方式等提供参考依据和相关参数。     

定量泵负载敏感系统卸荷压力冲击抑制研究

定量泵负载敏感系统在快速卸荷时容易出现压力冲击现象,对系统的可靠性和寿命产生较大危害。三通压力补偿阀是定量泵负载敏感系统中关键的调压元件,本文以三通压力补偿阀为切入点,建立定量泵负载敏感系统功率键合图模型,基于键合图模型推导系统的状态方程,建立Matlab动态仿真模型,探讨系统卸荷压力冲击的抑制方案。基于系统仿真模型,首先对系统卸荷压力冲击的仿真与试验进行对比,验证了仿真模型的正确性;然后,针对三通压力补偿阀的系统压力腔阻尼、阀芯直径、Ls腔阻尼、阀口锥角等关键参数,对卸荷压力冲击影响规律进行仿真;最后,基于关键参数对卸荷压力冲击影响规律的分析,提出了一种"小阀芯、双阀口"型三通压力补偿阀结构优化方案,并对其卸压冲击抑制效果进行了仿真和试验。结果表明,该方案可以有效抑制卸荷压力冲击,优化后系统卸压冲击压差比原系统降低了89%,卸荷压力降低了20%,进一步实现了节能。