国家自然科学基金(50804054)
- 作品数：9 被引量：104H指数：3
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- 相关领域：机械工程矿业工程自动化与计算机技术更多>>
- 深海环境下射流性能仿真被引量：2
- 2010年
- 建立适用于深海作业的高压射流喷嘴的流体动力学仿真模型，对深海环境下喷嘴射流的内、外部流场性能进行数值仿真分析，得到5MPa、10MPa和15MPa三种典型围压环境下喷嘴内部射流压力和速度的变化规律及射流离开喷嘴后的压力和速度变化规律，并与非淹没状态下射流的性能进行对比研究。研究结果表明：通过数值仿真可以获得深海环境下喷嘴射流的工作性能，仿真结果与理论计算结果吻合；随着海水围压的增加，喷嘴射流出口的最大速度相应下降；当喷嘴射流出口喷射速度一定时，深海围压的大小对射流性能基本没有影响；不同围压下的射流形成的等速核外形和靶距基本相同，深海最优作业喷距为3～5倍喷嘴出口直径；与非淹没环境相比，淹没状态下射流沿轴向速度衰减梯度变化迅速，其等速核长度缩短约40％。
- 周玉军黄中华刘少军邹学莉
- 关键词：喷嘴射流性能仿真深海
- 水射流切削钴结壳性能研究被引量：1
- 2011年
- 建立了水射流系统的动力学模型,通过仿真研究获取了水射流系统参数与水射流切削性能的作用规律.仿真结果表明:水射流的有效作业距离为水射流的等速区长度;水射流的工作压力越高,水射流的出口速度越大;喷嘴的轴向射流速度变化与围压无关.开展了水射流切削钴结壳模拟料性能实验研究.实验结果表明:水射流切削钴结壳模拟料时存在一个门槛压力,当水射流的压力小于5 MPa时,水射流不能切削钴结壳模拟料;当水射流压力大于5 MPa时,随着水射流压力的增大,水射流的切削能力快速增加;当喷距小于5 mm时,水射流能够击穿钴结壳模拟料,随着喷距的增加,水射流的切削能力急剧下降.
- 黄中华谢雅
- 关键词：水射流钴结壳
- 钴结壳水射流切削系统参数设计被引量：2
- 2012年
- 为了避免刀具切削钴结壳时产生冲击载荷,提出了深海钴结壳水射流切削方法。采用仿真计算和实验测试研究了水射流系统参数与其切削性能的作用规律。仿真结果表明:水射流系统的工作压力、喷距和喷射角度是决定水射流切削能力的主要参数;其重要程度依次为工作压力、喷距和喷射角度;提高水射流系统工作压力是提高射流切削能力最有效的方法;在射流工作压力一定的情况下,为了提高射流的切削能力,射流的喷距宜小于4 mm(4倍喷嘴直径)内,射流的喷射角度约为13°。实验结果表明:提高射流的工作压力可以显著提高射流的切削能力,减小射流的喷距有助于提高射流的切削能力,射流的最优喷射角度约为13°。
- 黄中华谢雅
- 关键词：水射流系统参数钴结壳
- 水射流辅助刀具切削钴结壳被引量：1
- 2012年
- 为了减小钴结壳切削过程中产生的冲击载荷,提高集矿机的行走安全性,提出了水射流辅助刀具切削钴结壳的切削方法.分析了单个截齿切削钴结壳时的受力情况,建立了水射流辅助刀具切削钴结壳的力学模型,通过仿真计算获取了水射流压力和刀具在钴结壳表面产生初始裂纹所需最小切削力的作用规律.仿真结果表明:与纯刀具切削相比,当水射流作用点和刀具作用点重合时,刀具在钴结壳表面产生初始裂纹所需的最小切削力明显下降;随着水射流压力的增加,刀具所需的最小切削力急剧下降.开展了水射流辅助刀具切削钴结壳模拟料实验.实验结果表明:与纯刀具切削钴结壳相比,水射流辅助刀具切削钴结壳时,切削过程中冲击载荷的最大值明显下降,当射流压力为5 MPa时,冲击载荷的最大值下降约50%,有效值下降约10%.
- 黄中华谢雅
- 关键词：水射流刀具钴结壳
- 圆锥形喷嘴结构参数设计研究被引量：14
- 2011年
- 为了获取圆锥形喷嘴结构参数与其工作性能的作用规律,建立了喷嘴内部流场的数值仿真模型。通过仿真研究获取了喷嘴结构参数与喷嘴内部射流特性的作用规律。仿真结果表明:喷嘴的收缩角α和长径比cp决定了喷嘴射流的最大出口速度和喷嘴出口射流速度在径向的变化幅值。随着α的增加,喷嘴射流的最大出口速度先增大后减小。当α较小时,喷嘴出口射流速度在径向基本保持不变。当α较大时,喷嘴出口射流速度在径向变化明显。随着cp的增加,喷嘴射流的最大出口速度先增大后减小。当cp较小时,喷嘴出口射流速度在径向变化明显。当cp较大时,喷嘴出口射流速度在径向基本保持不变。圆锥形喷嘴的最优结构参数为α=40°,cp=3。对不同α的喷嘴性能进行了实验测试,实验结果表明:当α=40°时,喷嘴产生的射流出口速度最大。
- 黄中华谢雅
- 关键词：结构参数
- 深海作业用喷嘴性能仿真
- 2011年
- 为获取深海环境下喷嘴的工作性能,建立了深海围压环境下喷嘴射流的流体动力学仿真模型.采用可实现k-ε模型对射流的运动进行了数值计算.通过数值仿真获取了喷嘴性能与环境压力和喷嘴工作压力的作用规律.仿真结果表明:提高喷嘴的工作压力有助于提高射流的作业能力,但对提高有效作业距离不明显;与大气环境相比,深海围压环境下喷嘴的最大射流速度和射流的速度保持区长度均会减小,且速度保持区长度减小显著.当深海围压为8MPa、喷嘴的工作压力为5MPa时,射流最大速度减小约6%,速度保持区的长度减小约66%;在速度保持区范围内,深海围压环境下喷嘴的工作性能与喷嘴的工作压力,与环境压力成正比.
- 黄中华谢雅
- 关键词：喷嘴射流工作性能深海
- 基于Hilbert变换的滚动轴承内环和外环故障诊断被引量：26
- 2011年
- 针对滚动轴承的外环和内环发生故障时轴承产生的振动信号具有调制的特点,提出基于Hilbert变换的滚动轴承内、外环故障诊断方法,介绍基于Hilbert变换的调制信号解调过程;运用Hilbert变换对滚动轴承的振动信号进行包络解调,实现载波和调制波的分离。通过对调制波进行频谱分析实现滚动轴承内、外环故障的诊断,对具有内环故障和外环故障的滚动轴承进行故障诊断仿真。仿真结果表明:基于Hilbert变换的包络解调技术能有效提取调制信号中的包络信号,对包络信号进行频谱分析后可以实现滚动轴承内、外环故障的诊断;诊断结果与实际故障相吻合,基于Hilbert变换的包络解调技术可应用于滚动轴承内、外环故障的诊断。
- 黄中华谢雅
- 关键词：HILBERT变换滚动轴承故障诊断
- 渐开线齿轮啮合碰撞力仿真被引量：58
- 2011年
- 为获得渐开线齿轮啮合传动时轮齿碰撞力的变化规律,提出基于动力学仿真的渐开线轮齿碰撞力计算方法。建立一对渐开线齿轮啮合传动的动力学模型,给出基于Hertz接触理论的齿轮啮合传动时轮齿碰撞力的计算方法。对齿轮啮合传动时的轮齿碰撞力、x向碰撞力和y向碰撞力的变化规律及其频谱特征进行仿真研究。仿真结果表明:齿轮啮合传动时碰撞力的幅值波动显著,轮齿从啮入到啮出,碰撞力从0 kN增加到最大碰撞力后又减小至0 kN,具有明显的周期性;碰撞力频谱中会出现齿轮啮合频率的1倍频和2倍频;x向碰撞力和y向碰撞力幅值波动显著,具有相同的频谱特征,相位相差约90°;频谱中出现齿轮的旋转频率和啮合频率,存在明显的调制现象,其中载波为齿轮的啮合频率,调制波为齿轮的旋转频率。
- 黄中华张晓建周玉军
- 关键词：碰撞力齿轮啮合仿真
- 水射流辅助截齿破碎钴结壳
- 2011年
- 建立了水射流辅助截齿破碎钴结壳的力学模型,通过仿真研究获取了水射流系统参数与截齿在钴结壳表面切出初始裂纹所需最小破碎力的作用规律。仿真结果表明:当水射流的作用点和截齿的作用点不重合时,水射流的辅助破碎不仅不能减小截齿所需的破碎力,反而会增加截齿所需的破碎力;当水射流的作用点和截齿的作用点重合时,水射流的辅助破碎能有效减小截齿所需的破碎力;与纯截齿破碎钴结壳相比,当水射流的压力为5 MPa时,截齿所需的破碎力下降幅度约为50%;随着水射流系统工作压力的增加,水射流系统的辅助破碎作用越强。
- 黄中华谢雅
- 关键词：水射流截齿钴结壳
