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三峡大学学报（自然科学版） 2019年第3期41卷 91-96页

作者：李响王阳杨祉豪陈波文童冠三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002 三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443002 湖北枝江峡江矿山机械有限责任公司湖北宜昌443002 福建省送变电工程公司福州350013

在用经典方法推导的六边形蜂窝夹芯的等效弹性常数中,代入了类方形蜂窝特征结构参数,得到了与前述两种方法推理同样的结果,证明了类方形蜂窝结构是六边形蜂窝结构的演变体.分析了经典蜂窝理论公式中的等效泊松比及其随胞元特征角的变化... 详细信息

在用经典方法推导的六边形蜂窝夹芯的等效弹性常数中,代入了类方形蜂窝特征结构参数,得到了与前述两种方法推理同样的结果,证明了类方形蜂窝结构是六边形蜂窝结构的演变体.分析了经典蜂窝理论公式中的等效泊松比及其随胞元特征角的变化规律.对比六边形蜂窝结构(正泊松比)和内凹六边形蜂窝结构(负泊松比),根据结构变化的连续性证明了类方形蜂窝夹芯结构在面内两个特定方向上泊松比为零.分析了夹芯结构泊松比为零的理论意义和物理意义.这其中,发现了蜂窝夹芯结构的泊松比存在等于零的现象.

关键词：夹层结构类方形蜂窝泊松比

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基于Rayleigh-Plesset方程的空化模型改进与应用

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农业机械学报 2018年第2期49卷 126-132页

作者：洪锋高振军袁建平三峡大学机械与动力学院宜昌443002 三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室宜昌443002 江苏大学国家水泵工程技术研究中心镇江212013

为了提高Schnerr-Sauer模型预测空化流场的能力,提出了一种修正的球形空泡动力学模型,结合均相流假设建立了一种基于Rayleigh-Plesset方程的改进空化模型。联立修正后的滤波器湍流模型,分别采用改进后空化模型和Schnerr-Sauer模型对绕二... 详细信息

为了提高Schnerr-Sauer模型预测空化流场的能力,提出了一种修正的球形空泡动力学模型,结合均相流假设建立了一种基于Rayleigh-Plesset方程的改进空化模型。联立修正后的滤波器湍流模型,分别采用改进后空化模型和Schnerr-Sauer模型对绕二维Clark-Y型水翼非定常空化流动进行计算,得到了不同空化数条件下翼型吸力面上空穴形态随时间变化规律及水动力系数特征。与已有文献的实验结果进行对比分析,结果表明:在准静态片状空化阶段,改进的空化模型计算得到的片状空穴长度基本上维持不变,在空穴尾部捕捉到明显的相间界面,与实验描述较为一致;在云状空化阶段,改进的空化模型模拟的空化区域范围更广,预测的瞬时升力系数与实验值的变化趋势吻合程度更高,且其对云空化周期性演变过程中一些流动细节的预测能力更好。

关键词：空化水翼 Rayleigh-Plesset方程空化模型数值计算

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焊枪偏转对电弧增材制造搭接熔积电弧形态影响的仿真研究

焊枪偏转对电弧增材制造搭接熔积电弧形态影响的仿真研究

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第18届全国特种加工学术会议

作者：周祥曼田启华杜义贤吴海华张从阳刘练三峡大学机械与动力学院三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室

电弧形态和等离子流态直接影响电弧增材制造过程中的传热传质以及气体保护效果,对于金属材料的电弧增材制造来说,良好的气体保护是降低成形零件熔积缺陷的必要条件之一。针对电弧增材制造搭接熔积的不对称熔积空间导致的非对称电弧形态... 详细信息

电弧形态和等离子流态直接影响电弧增材制造过程中的传热传质以及气体保护效果,对于金属材料的电弧增材制造来说,良好的气体保护是降低成形零件熔积缺陷的必要条件之一。针对电弧增材制造搭接熔积的不对称熔积空间导致的非对称电弧形态和等离子流态以及气体保护缺陷,提出采用焊枪偏转的方式对搭接熔积非对称电弧形态和等离子流态进行调控,并建立了电弧的三维数值模型,模拟了普通搭接熔积和10°、20°和30°三种焊枪偏转角度情况的搭接熔积电弧。数值模拟结果显示,普通搭接熔积电弧温度场和压强分布偏向焊道一侧,的等离子和保护气流在焊道的一侧出现"内陷"现象,极易导致导致熔积过程中卷入外部空气,对于氧等敏感的金属电弧增材成形来说容易导致保护不良,不利于保障成形质量。焊枪偏转10°、20°和30°对搭接熔积电弧温度场和压强的不对称以及保护气流"内陷"现象均有的改善作用。其中焊枪偏转10°和20°时右侧气流的"内陷"现象也有明显的改善,焊枪偏转30°时,左侧流动也得到了一定的改善,但是右侧气流出现了较大的"涡旋"。电弧非对称截面上的向路径对比分析显示,焊枪偏转可以降低路径上的各参量:电流密度、温度、电磁力、压强、速度、电势的峰值,并对电弧各个参量的平衡有显著的作用,焊枪偏转20°对各个参量的平衡效果最佳。综合上述分析结果可知,的研究中,焊枪偏转20°对电弧温度场、压强以及保护气的平衡效果最佳。搭建了电弧增材制造实验平台,并采用高速相机拍摄电弧形貌,上述四种情况的电弧形貌照片与模拟结果吻合良好,证明了模拟结果的有效性。结论可为电弧增材制造基础研究和工艺决策提供依据。

关键词：电弧增材制造搭接熔积焊枪偏转数值模拟

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制动过程踏面剥离热应力耦合仿真分析

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内燃机与配件 2019年第3期 39-41页

作者：张发军佘奕邓安禄宋钰青三峡大学机械与动力学院宜昌443002 水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室宜昌443002

踏面剥离的研究一直是许多的专家从事的工作,研究的轨道和车轮踏面的损伤等一系列的问题。踏面涉及的是重载、振动等一系列的问题。车轮制动产生的摩擦热应力会对于车轮踏面有着一定损伤,本文通过Solidworks建立车轮踏面模型与钢轨,利用... 详细信息

踏面剥离的研究一直是许多的专家从事的工作,研究的轨道和车轮踏面的损伤等一系列的问题。踏面涉及的是重载、振动等一系列的问题。车轮制动产生的摩擦热应力会对于车轮踏面有着一定损伤,本文通过Solidworks建立车轮踏面模型与钢轨,利用ANSYS有限元分析进行模拟制动实验,分别通过纯机械载荷和热应力耦合仿真分析,我们通过研究得出的是在滚动的过程中,高温短时间产生,与周围的空气热交换量小,热量累积,而车轮正在高速的向前移动,导致最高的温度点向后移了一点,比较符合实体实验。

关键词：踏面剥离热应力耦合踏面制动

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基于序列插值模型和多重网格方法的多材料柔性机构拓扑优化

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机械工程学报 2018年第13期54卷 47-56页

作者：杜义贤李涵钊谢黄海田启华周祥曼罗震三峡大学机械与动力学院水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室悉尼科技大学电机机械和机械电子系统工程学院

基于固体各向同性材料惩罚模型(Solid isotropic material with penalization,SIMP)的多材料柔性机构拓扑优化是将原问题分解成若干子问题进行分层优化,成倍地增加了设计变量数量,且该方法利用传统的有限元离散,为了得到清晰的拓扑结构... 详细信息

基于固体各向同性材料惩罚模型(Solid isotropic material with penalization,SIMP)的多材料柔性机构拓扑优化是将原问题分解成若干子问题进行分层优化,成倍地增加了设计变量数量,且该方法利用传统的有限元离散,为了得到清晰的拓扑结构网格数量必然巨大,这两方面的因素造成了该方法计算效率低下。因此,基于幂函数多项式提出序列插值模型,用该模型进行多材料布局迭代,使不同材料在设计域内序列向预定义的多个材料点聚集,无须分解成子问题即可在单一优化框架下完成多材料的拓扑优化,且没有增加设计变量数量。以机构的几何增益最大为目标,建立多材料柔性机构拓扑优化模型。在利用有限元求解控制方程过程中引入多重网格方法,网格划分粒度层次递进,将粗网格水平下位移场作为细网格上的初始场量,避免直接用细密网格将设计域整体离散带来的高计算成本问题,提升计算效率。通过改进的优化准则法求解模型,得到序列最优布局型式的多材料柔性机构。通过典型算例及与基于SIMP的方法相应结果对比,验证了提出方法的有效性。

关键词：柔性机构多材料拓扑优化序列插值模型多重网格方法

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外加横向磁场作用电弧增材成形过程中的传热传质仿真

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机械工程学报 2018年第12期54卷 193-206页

作者：周祥曼田启华杜义贤柏兴旺张海鸥三峡大学机械与动力学院水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室(三峡大学) 南华大学机械工程学院华中科技大学机械科学与工程学院

为了揭示外加横向磁场对电弧增材成形过程中电弧和熔池传热传质以及成形件微观组织影响的内在机理,建立基于GMAW电弧增材成形过程中电弧和熔池的弱耦合数值模型,通过数值模拟对比分析了有/无外加横向磁场作用下熔池电磁力分布、电弧和... 详细信息

为了揭示外加横向磁场对电弧增材成形过程中电弧和熔池传热传质以及成形件微观组织影响的内在机理,建立基于GMAW电弧增材成形过程中电弧和熔池的弱耦合数值模型,通过数值模拟对比分析了有/无外加横向磁场作用下熔池电磁力分布、电弧和熔池传热传质的差异,发现横向磁场作用使电弧向熔池后方偏转,使熔池发生单向强制对流并驱动熔融金属和热量向熔池后方运动,从而更加直接地冲刷熔池结晶面。由此预测横向磁场作用能降低熔池凝固过程中枝晶前沿温度梯度和溶质浓度,提高枝晶前沿的成分过冷,使得靠近熔池中心的枝晶前端生长加速并细化晶粒。相同工艺条件的对比试验表明:相比无外加磁场的普通熔积,横向磁场作用下熔池底部等轴晶区域减小,整个结晶面上细密的胞状枝晶区域面积增大,验证了数值模拟的预测。研究结果可为外加磁场在电弧增材成形微观组织控制中的应用提供依据和参考。

关键词：电弧增材成形横向磁场传热传质

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基于微信公众平台的液压传动与控制课程教学辅助系统设计

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黑龙江科学 2019年第17期10卷 28-29页

作者：肖能齐徐翔汤双清水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室(三峡大学) 湖北宜昌443002 三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443002

通过对液压传动与控制课程教学现状的分析和研究,发现该课程存在学生学习效率不高、学习兴趣不强等问题。提出基于微信公众平台和采用系统模块化建模思想,开发具有在线发布课程学习资料、分组讨论和考核等功能的液压传动与控制课程教学... 详细信息

通过对液压传动与控制课程教学现状的分析和研究,发现该课程存在学生学习效率不高、学习兴趣不强等问题。提出基于微信公众平台和采用系统模块化建模思想,开发具有在线发布课程学习资料、分组讨论和考核等功能的液压传动与控制课程教学辅助系统,该系统对于改善和提高教学质量具有十分重要的意义。

关键词：微信公众平台液压传动与控制教学辅助系统

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基于6LoWPAN的无线振动监测传感器网络的研究与应用

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机械工程师 2019年第2期 16-20页

作者：赵春华张毅娜胡恒星肖嘉伟三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002 三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443002

针对当前大多数机械设备运行环境复杂,人员难以接近等特点,为了能够满足机械振动信号采集的需求,设计了一种基于6LoWPAN的无线传感器网络振动监测系统。系统由6LoWPAN无线传感器节点、6LoWPAN网关节点、IPv6传输网络以及互联网终端用户... 详细信息

针对当前大多数机械设备运行环境复杂,人员难以接近等特点,为了能够满足机械振动信号采集的需求,设计了一种基于6LoWPAN的无线传感器网络振动监测系统。系统由6LoWPAN无线传感器节点、6LoWPAN网关节点、IPv6传输网络以及互联网终端用户组成。节点采用模块化设计,其中以自带处理器和无线通信功能的CC2630作为节点的核心,选择高精度三轴加速度计ADXL345采集振动数据。利用基于Contiki操作系统上的IAR开发工具设计6LoWPAN协议栈,实现了节点间的组网,将采集到的三轴加速度振动信号通过6LoWPAN无线传感器网络传输到接入IPv6网络的互联网用户终端上,并通过实验结果验证了该系统设计能够满足机械设备的较高频率振动监测的要求。

关键词： 6LoWPAN 无线传感器网络 CC2630 振动监测

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基于MAAP4的压水堆严重事故进程分析

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核科学与工程 2018年第4期38卷 667-672页

作者：黄家胜袁显宝毛璋亮林钦夏寅泳周建军肖仁政马小强三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443002 湖北省水电机械设备设计与维护重点实验室(三峡大学) 湖北宜昌443002

严重事故是指发生堆芯严重损伤的事故,过程极其复杂且具有不确定性。利用系统分析程序MAAP4对压水堆核电站全厂断电严重事故现象进行定性分析,通过得到重要现象的时间节点来了解压力容器内的事故进程与安全壳内事故进程,同时概述事故缓... 详细信息

严重事故是指发生堆芯严重损伤的事故,过程极其复杂且具有不确定性。利用系统分析程序MAAP4对压水堆核电站全厂断电严重事故现象进行定性分析,通过得到重要现象的时间节点来了解压力容器内的事故进程与安全壳内事故进程,同时概述事故缓解措施,方便理解严重事故整体过程。

关键词：压水堆 MAAP4 堆芯融化严重事故

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叶片包角对双吸泵内部流场及水力性能的影响研究

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中国农机化学报 2019年第7期40卷 85-88页

作者：高振军付威刘建瑞李浩段福义中国农业科学院农田灌溉研究所/河南省节水农业重点实验室河南新乡450002 水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室(三峡大学) 湖北宜昌443000 江苏大学流体机械工程技术研究中心江苏镇江212013

为研究叶片包角对双吸泵内部流场及水力性能的影响规律,分别设计100°、110°、120°、130°、140°等五种不同叶片包角的双吸泵,通过数值模拟与试验相结合的方法,得到大小不同叶片包角的速度云图和压力云图,分析... 详细信息

为研究叶片包角对双吸泵内部流场及水力性能的影响规律,分别设计100°、110°、120°、130°、140°等五种不同叶片包角的双吸泵,通过数值模拟与试验相结合的方法,得到大小不同叶片包角的速度云图和压力云图,分析不同叶片包角对双吸泵扬程和效率曲线的影响规律。研究表明:合理增大叶片包角可以提高泵的扬程和效率,改善内流场的压力分布和速度分布,双吸离心泵最优叶片包角为120°。

关键词：双吸泵叶片包角水力性能内部流场数值模拟

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