围绕J=1/2,2水平椭圆柱的有限长接触熔化

研究相变材料围绕J =1/2 ,2水平椭圆柱在有限长接触时的温差熔化过程 .应用边界层理论求得熔化边界层厚度 ,作用力与熔化速度关系式 .讨论了有关结果 ,并与长椭圆柱以及有限长圆柱的温差熔化的结果进行了比较 ,给出一些有益的结论     

矩形腔内接触熔化的实验研究

对矩形腔内相变材料的接触熔化过程进行了实验研究,观测记录了熔化现象和规律,并进行了分析,给出一些有益的结论.     

相变材料下滑过程的接触熔化分析

本文对相变材料在斜面下滑过程中的接触熔化进行了分析。通过理论分析,求得料面保持恒温或变温对相变材料加热并使之匀速下滑时,相变材料的熔化速度、时间及固体瞬时高度。所得结果包含了前人的工作。     

焊接工艺对GMAW堆焊焊缝区温度场影响的数值模拟

为了探索焊接工艺对熔化极气体保护堆焊快速成形零件组织性能的影响，根据材料热物理性能参数以及相变潜热与温度的非线性关系，建立了熔化极气体保护堆焊成形过程的数学模型和有限元模型，利用ANSYS软件的APDL语言编写程序，实现了高斯移动热源载荷下的熔化极气体保护堆焊成形温度场计算，分析对比了不同焊接工艺对焊缝区温度场热循环的影响。结果表明：在其他因素一定的条件下，热输入和焊接速度对焊缝区热循环影响显著，而基板厚度对其影响较小；选择厚度约为16mm的基板，采用小于120×20J的热输入和大于10mm／s的焊接速度有望成形出性能优良的零件。     

液体火箭发动机碳/碳复合材料喷管烧蚀分析

对液体火箭发动机碳／碳复合材料喷管的烧蚀过程进行研究。理论模型包括固相和气相守恒方程。气相湍流反应边界层流动应用质量加权平均控制方程分析，喷管壁温分布由非稳态传热方程进行数值计算获得。分析了推进剂混合比、液膜冷却量、燃烧室压力、壁面材料的密度对烧蚀速率的影响。     

含相变材料热结构拓扑优化研究

针对承受热载荷工况的结构,以加强筋作为研究对象,研究了一种通过引入铝基相变材料来延迟结构温升的热控方案,针对相变传热过程非线性强,灵敏度分析困难的问题,基于Kriging代理模型优化算法与设计变量较少的基于材料场级数展开的拓扑描述方法,提出了一种考虑相变传热过程与材料温度效应的以重量为约束,以截面抗弯刚度最大为目标的截面拓扑优化方法。并研究了2种铝基相变材料,得到了在热载荷作用下,使截面抗弯刚度最大的材料分布形式。对优化构型的分析表明,在TA15加强筋截面中加入铝基相变材料可以高效的延长加强筋结构在高温环境中的工作时间。     

层流冷却过程中基于自由能理论的相变本构方程的组织预报与分析

基于自由能理论的统一的相变本构方程可用来预测连续冷却过程中钢材的微观结构和转变体积分数。将该方程镶嵌在商业有限元软件MARC中,对DIN SAE 5140钢在层流冷却过程中的相变过程进行了分析。分析结果与试验数据相吻合。这表明该统一的相变本构方程为预测连续冷却过程中的材料的相变过程提供了一种新的有效方法。     

管道热边界层理论的研究

研究了高粘性液体管道流动的热边界层理论。利用圆柱坐标粘性流运动基本微分方程,提出了管道热边界层方程,推导出边界层中的温度分布以及层流和紊流时热边界层厚度的常微分方程和解析解计算表达式,并通过Matlab编程实例,给出了热边界层厚度解析解与数值解的比较。计算结果表明:1)粘性的影响将使得热边界层的发展加快,随着粘性和流量的增大,其影响将更加显著;2)紊流时热边界层的发展比层流时要慢。     

膨胀石墨对复合相变材料性能的影响

在硬脂酸中加入膨胀石墨,用熔融共混法制备了硬脂酸/膨胀石墨复合相变材料,对复合相变材料的微观结构、热性能、稳定性、储放热能力等进行了表征分析,探究了膨胀石墨对硬脂酸结构与性能的影响规律。结果表明:硬脂酸/膨胀石墨复合相变材料结构上是硬脂酸与膨胀石墨的物理结合,未发生化学反应生成其他物质,保持了两者的优良性能;随着膨胀石墨质量的增加,复合相变材料储放热时间减少,热效率提高,稳定性增强,同时相变温度和相变潜热降低。     

管道热边界层减阻理论的应用研究

全面研究了高粘性液体管道流动的热边界层减阻理论的应用。利用管道热边界层理论中关于边界层的温度分布及层流、紊流时热边界层厚度的计算表达式,推证了管壁热流量及定性温度的计算表达式,利用指数型的粘温特性方程,采用积分方法推出了管道热边界层流动中层流和紊流摩擦水头损失的计算公式,并给出了设计应用实例。计算结果表明,对于高粘液体短管输送,其流动一般均为边界层入口段,热边界层减阻的最佳范围大致是管长L≤5km,管径D≤200mm。     

相变温控混凝土相变储热性能试验研究

混凝土中加入相变材料之后对水化反应产生的热量有一定的吸收,从而对混凝土内部温度有一定的控制作用,这将减少混凝土温度裂缝产生的几率.通过筛选带一定结晶水的硬脂酸、月桂酸和正十二醇的3种有机相变材料,模拟实际大体积混凝土工程来研究不同相变材料的掺量、控温效果.运用计算机软件绘制时间一温度曲线,从中搜寻出最佳的相变材料掺量.     

Optimization of process parameters of the activated tungsten inert gas welding for aspect ratio of UNS S32205 duplex stainless steel welds

The activated TIG (ATIG) welding process mainly focuses on increasing the depth of penetration and the reduction in the width of weld bead has not been paid much attention. The shape of a weld in terms of its width-to-depth ratio known as aspect ratio has a marked influence on its solidification cracking tendency. The major influencing ATIG welding parameters, such as electrode gap, travel speed, current and voltage, that aid in controlling the aspect ratio of DSS joints, must be optimized to obtain desirable aspect ratio for DSS joints. Hence in this study, the above parameters of ATIG welding for aspect ratio of ASTM/UNS S32205 DSS welds are optimized by using Taguchi orthogonal array (OA) experimental design and other statistical tools such as Analysis of Variance (ANOVA) and Pooled ANOVA techniques. The optimum process parameters are found to be 1 mm electrode gap, 130 mm/min travel speed, 140 A current and 12 V voltage. The aspect ratio and the ferrite content for the DSS joints fabricated using the optimized ATIG parameters are found to be well within the acceptable range and there is no macroscopically evident solidification cracking.     

铝质壳体弹丸破碎性试验破片回收率研究

针对当前没有铝质壳体弹丸破碎性试验破片回收率标准的现状,进行某型铝质壳体破甲弹破碎性试验,认为破片回收率低的原因是回收过程中破片损失和部分金属铝熔化,并从理论上计算铝质壳体在爆炸破裂过程熔化率,验证试验中破片回收率的合理性。     

临近空间飞艇内部自然对流的流场特征仿真研究

针对临近空间飞艇,对其内部氦气的自然对流特征进行了数值模拟。首先采用计算流体力学方法,并利用自编的用户自定义函数将外部的温度边界条件导入壁面网格。进而,在不同的稳态条件下,通过对内部氦气压力、温度、速度的分布等流场特征参数的研究,分析了临近空间飞艇内部气体自然对流的运动特性及其影响规律,并对自然对流非稳态变化过程进行了初步的探索。仿真结果表明,在临近空间环境下,飞艇内部氦气的自然对流,对于内部氦气自身的热交换具有一定程度的促进作用,而对蒙皮受力和结构安全性影响很小。     

临近空间飞艇内部自然对流的流场特征仿真

针对临近空间飞艇,对其内部氦气的自然对流特征进行了数值模拟。采用计算流体力学方法,并利用自编的用户自定义函数将外部的温度边界条件导入壁面网格。在不同的稳态条件下,通过对内部氦气压力、温度、速度的分布等流场特征参数的研究,分析了临近空间飞艇内部气体自然对流的运动特性及其影响规律,并对自然对流非稳态变化过程进行了初步的探索。仿真结果表明,在临近空间环境下,飞艇内部氦气的自然对流,对于内部氦气自身的热交换具有一定程度的促进作用,而对蒙皮受力和结构安全性影响很小。     

二元共晶系相变材料热力学模型的研究

推导了二元共晶系的热力学模型,改进了单参数的Margules方程,引入了温度项,利用实验值对方程中的参数进行了回归,结果表明该热力学模型是可行的,从而可以应用该模型计算二元共晶系相变材料的最低共熔点和组成。     

伞盘结构对大长径比发动机药柱结构完整性的影响

为了提高大长径比发动机药柱结构完整性水平,基于三维黏弹性有限元法,计算某大长径比固体发动机在温度和内压荷载联合作用下的结构响应;研究伞盘结构及其位置对药柱最大Von Mises应变的影响规律;讨论当伞盘位于药柱中部时,伞盘最大Von Mises应变随伞盘宽度、深度以及顶部圆弧半径比的变化规律。结果表明,伞盘位于药柱中部时可以有效地降低大长径比药柱的最大Von Mises应变,增加伞盘宽度、深度或选取合适的半径比均可降低伞盘结构的最大Von Mises应变。所得结论可为固体发动机设计提供参考。     

超压气球上升过程温度与动力学特性仿真分析

针对带加强筋的超压气球,分析上升过程热环境及受力状态,建立热力学与动力学模型并分析其耦合关系。基于MATLAB开发仿真程序,对超压气球进行仿真分析。分析了气球上升过程中高度、速度、温度变化特性,数据表明上升过程中的热力学环境和动力学特性都对球内气体温度有重要影响,气球上升速度和球内气体温度相互耦合并与自由浮力系数存在相关性。飞行试验实测数据验证了仿真结果的准确性。理论分析结果和仿真模型可为后续超压气球设计和飞行试验提供指导。