激光与核桃相互作用的力学推导及有限元分析

为了获取核桃的果仁,需要对其脱壳.目前大多采用机械破壳,但机械破壳果仁完整率低,并且果仁表面易受损伤,从而使果仁的等级下降.为此,对核桃受激光辐照时的破裂现象进行了理论推导和研究,并采用有限元进行了模拟计算和分析,为农产品加工工艺中激光脱壳技术的应用研究提供了一定的理论依据.     

激光冲击强化2024-T3铝合金的数值模拟与试验

表面冲击坑深度和残余应力大小是评价激光冲击强化效果的两个重要指标。采用数值模拟软件对激光冲击强化2024-T3铝合金进行了数值模拟,对模拟过程中的关键技术问题进行了处理,建立了有限元分析模型,并进行了试验验证。数值模拟的冲击坑深度和试验值相差为5.78%,模拟的表面残余压应力的最大值与试验所得的数值偏差为2.7%。     

流固耦合作用对螺旋离心泵流场影响的数值分析

为研究流固耦合作用对螺旋离心泵内部流场的影响,以ZJ200-25型螺旋离心泵为研究对象,应用计算流体力学软件CFX12.1和有限元软件ANSYS Workbench对螺旋离心泵进行了考虑内部流场和结构相互作用的两场交替联合求解,并以相同的设置对不考虑流固耦合作用的内部流场进行了计算.对比分析两种计算方法得到的流场发现,考虑流固耦合作用后:泵进口处的压力波动加剧,出口压力波动强度降低,进出口波动频率不变,但相位有改变;速度分布满足共同的规律,但在小流量工况下差别最大,同时在叶片与隔舌处于相干位置时,隔舌附近流动也受到明显影响;径向力大小随时间变化规律一致,但波动范围减小;考虑流固耦合作用后叶轮流道内流动更加不对称.     

Al2O3陶瓷激光铣削数值模拟与试验

基于ANSYS有限元分析软件建立A12O3陶瓷激光铣削模型,利用APDL语言对激光铣削过程中的温度场动态分布进行模拟,分析激光功率和扫描速度对铣削宽度和铣削深度的影响,并进行激光铣削试验.结果表明:数值模拟所得的铣削宽度和深度与试验结果一致性较好,所建立的有限元模型可以较为准确地预测A12O3陶瓷激光铣削效果.激光铣削宽度和深度随激光功率的增大而增大,随扫描速度的增大而减小,且较扫描速度而言,激光功率对铣削效果的影响更为显著.     

离心泵流场流固耦合数值模拟

离心泵叶轮在流场中受到的应力及产生的变形对速度场和压力场有一定的影响。采用双向同步求解方法对离心泵流场和叶轮结构响应进行联合求解,分析叶轮流固耦合作用对其内部流场的影响。对不同工况进行的计算结果表明,叶轮和叶片中应力分布明显不均,局部出现应力集中;叶轮出口后盖板在偏离设计工况时变形较大,影响叶轮出口速度,使蜗壳出现分流的部位向出口移动;导致叶轮出口压力不对称状态、不稳定性更严重;各监测点上压力变化较明显。     

果实采摘中果梗激光切割分析与实验

为探讨机器人果实采摘中应用激光进行果梗切断的可行性,以黄瓜果梗为对象,利用基于30 W光纤耦合半导体激光器构建的果梗切割实验平台,分别进行了激光穿透时间与果梗直径、激光束功率、离焦量、入射角的关系实验和果梗激光切割速度实验。实验发现,激光焦斑热功率密度0.75 W/mm2即可实现果梗的穿透和切割,且对果梗直径变化、焦斑定位与入射角度误差具有良好的适应性。但半导体激光器在垂直照射、零离焦量、光输出功率14.94 W条件下的最短切割时间达到23.73~28.13 s,应通过选择更高光束质量的光纤激光器等实现快速气化切割以满足实际作业的需要。     

适于板料激光冲击成形的弹塑性本构模型

基于几种经典的弹塑性本构模型理论,利用ABAQUS软件对TA2板料进行了激光冲击的仿真研究,并做了冲击试验。比较试验和仿真结果,以期找到板料在激光冲击的高应变率情况下,表征材料力学性能的本构模型。结果表明,硬化行为和应变率效应对板料激光冲击下变形有比较显著的影响,基于Johnson-Cook本构模型的仿真结果与试验结果最为接近。     

重型立式车床转台流固耦合传热数值模拟与实验

采用流固耦合的数值方法研究了重型立式车床转台的耦合传热特性,使传热外边界条件变成内边界条件,更符合实际工况。给出了转速范围在5~50 r/min内的空气流场,以及工作台、底座和静压油膜的温度场分布。数值模拟结果表明转速提高使静压油膜温度升高,承载能力下降,加强了散热面对流,且高转速时底座的散热量被低估,但散热面温度没有显著升高,加重了工作台和底座热集中。同时,工作台数值模拟结果与红外线热像仪测量数据吻合较好,说明数值模拟结果符合物理原理,扩展了流固耦合传热的应用范围,使立式车床的散热情况分析结果更加可靠和精确。     

浅析数控加工工艺

在数控机床上加工零件时,首先要根据工件图样的要求,制定工件加工工艺过程、刀具相对工件的运动轨迹、切削参数以及辅助动作顺序,然后用规定的代码和程序格式编写工件加工程序单,通过输入装置输入数控装置,数控装置将输入的信息进行处理和计算后,向各伺服系统发出相应的脉冲信号,驱动各自的运动部件,使机床按预定的轨迹运动,从而自动加工出合格的工件。这其中工艺分析是数控加工前期工艺准备工作,工艺制定得合理与否,对程序编制、机床的加工效率和零件的加工精度都有重要影响。因此,程序编制前的工艺分析是一项十分重要的工作。数控加工工艺…     

轿车气动特性数值模拟与分析

利用CATIA软件建立轿车车身的三维模型,在ANSYS Workbench软件中建立其有限元模型,在FLUENT软件中,采用Realizable k-ε湍流模型,对轿车车身外流场进行数值模拟,并根据数值模拟的结果对该款车的空气动力学特性进行分析。在此基础上对该车尾部添加扰流板,并对扰流板与地面的夹角进行优化。仿真结果表明,当扰流板与地面的夹角为15.2°时产生了负升力,同时添加扰流板后,减弱了该车尾部的涡流,即降低了空气阻力,从而获得较好的空气动力学特性。     

不同径向间隙对离心泵动静干涉作用影响的数值模拟

通过改变蜗壳基圆直径改变叶轮与隔舌之间的间隙,采用SST模型对3个蜗壳基圆直径的离心泵全流道进行非定常数值模拟.3个蜗壳基圆直径分别为184、198和214 mm,其对应的间隙率为5.74％、13.79％和22.99％.通过非定常数值模拟获得了不同基圆直径离心泵的压力脉动特性、作用在叶轮上的径向力和扭矩特性,并对其进行比较分析.结果表明:不同测点的压力脉动、作用在叶轮上的径向力和扭矩呈周期波动,均以叶片通过频率为主;不同基圆直径泵叶轮上的径向力矢量图基本呈圆形分布;随着蜗壳基圆直径的增大,叶轮上的径向力先减小后增大,各测点压力脉动幅值逐渐减小,高频脉动也逐渐减少.同时针对蜗壳基圆直径为184 mm的泵进行数值模拟,并对该泵进行了性能试验,对比分析结果表明:数值模拟的结果是可信的.