为了探究高温损伤对纤维增强复合材料(FRP)约束混凝土轴压应力-应变模型的影响规律,本文基于多个现有FRP约束常温未损伤混凝土轴压应力-应变设计型模型和已有试验数据,建立了FRP约束高温损伤混凝土应力-应变设计型模型。结果表明,基于TENG提出的模型,经修正比例系数和常温未约束混凝土的抗压强度而建立的设计型模型预测精度较好。

基于ABAQUS有限元模拟分析软件对不同厚度与尺寸的18组板型不锈钢拉结件进行了模拟,通过数值计算分析的方法确定了其抗剪承载力,得出了板型拉结件应力发展过程。结果表明:板型不锈钢拉结件具有较大的平面内抗剪承载能力,当拉结件尺寸相同时,其抗剪承载力随厚度的增加而增大;同厚度、同高度的不锈钢拉结件的长度越大,抗剪承载力越大;同厚度、同长度的不锈钢拉结件,随着高度的增加,其抗剪承载力变化不大;设计中可以屈服强度为基准,安全系数取3.0,确定板型不锈钢拉结件的允许剪切强度。

本文提出一种真空用O型橡胶密封圈设计计算方法。通过推导O型橡胶密封圈弹性变形压力的近似计算公式,结合已实际工程应用的O型密封圈设计参数,计算出O型橡胶密封圈受压弹性力及其在真空环境下承受的大气压力,并以多项式拟合的方法得到两者的对应关系。以待求解的O型橡胶密封圈承载的大气压力为输入条件,利用密封圈弹性变形弹性力近似公式反向求解得到O型橡胶密封圈的几何参数。为验证该计算方法的可靠性,采用Mooeny-Rivlin模型对算例结果进行仿真分析,结果表明通径7500mm的法兰O型橡胶密封圈在大气压力作用下最大应力为7.01MPa左右,不会发生永久损坏,证明O型橡胶密封圈设计计算方法可行。

本文采用CFD方法对某中等流量系数离心压缩机模型级转子气动力进行了研究,通过进气蜗室与离心压缩机模型级的全通道连算,对比分析了不同运行工况下进气蜗室出口气流不均匀性对转子径向力和轴向推力的影响。结果表明:与轴向均匀进气相比,设计工况下进气蜗室出口气流的不均匀性使得转子产生了明显的径向气动力,但对轴向推力的影响并不明显。采用冻结转子交界面进行定常计算时,叶轮不同相位角下计算得到的径向力和轴向推力均变化不大。非设计工况下,转子径向力略有增大,且力的方向发生变化。另外,本文通过在叶轮进口设置导叶,在保证模型级性能的基础上,可以提高叶轮进口气流的均匀性,从而大幅度降低转子径向气动力,但进口导叶并不会对轴向推力产生明显影响。

文章采用CFD软件NUMECA对某新开发的静叶型线开展了平面叶栅气动性能计算研究,得到叶栅在设计工况下和变工况下的能量损失系数和出口气流角的变化规律,并将计算结果与平面叶栅空气动力学试验研究结合起来进行对比分析。从CFD计算结果和试验结果得出:两者的能量损失系数变化趋势基本吻合,该叶型设计工况下的能量损失系数较小,且应用的变工况范围较宽。另通过试验结果的对比显示该型线的能量损失系数较原始型线降低了约30%,是一种气动性能优良的静叶型线。

基于稳定风、渐变风、阵风等入流方式，建立了不同变风阶段叶片气动载荷非稳态计算模型，研究了不同风速变化速率对叶片气动性能以及叶面压力分布的影响规律。研究结果表明，在相同风速下，不同风速变化率会对风轮输出转矩产生影响，且风的加速度越大，其影响越显著。同风速下的压力面渐变风压力小于稳定入流压力，且两种入流方式的压力差随展向位置逐渐增大，而吸力面上的压力分布差异较小，但压力变化梯度随展向位置却有明显不同。阵风入流中，在相同风速的阵风加速与阵风减速时刻，压力面、吸力面的压力分布差异较大，但其压差随叶片展向位置波动较小;在叶根到叶片展向位置0.7R处，阵风加速出力大于阵风减速;在0.7R处到叶尖位置，阵风减速出力效果相对更好。

密封技术是一项关系到超临界二氧化碳(Supercritical carbon dioxide, S-CO2)核动力力系统中旋转机械能否高效、安全、可靠运行的关键技术。为尽可能地减小密封泄漏,使用数值计算的手段研究了超临界二氧化碳直通式梳齿密封的泄漏特性。首先,对密封的泄漏量进行无量纲化以便后续描述密封的泄漏特性。随后,研究了密封上下游滞止工况以及密封几何参数对密封泄漏的影响。计算结果显示:温度及压力等热力学参数对密封的无量纲泄漏量影响较小;减小密封间隙,增加密封腔长,减小密封齿宽均会改善密封泄漏性能;齿高对密封泄漏的影响是非线性的,存在最优值,该最优值在齿高比腔长约为0.13时出现;增加齿数同样可以减小密封泄漏量,但这一点无法反映在无量纲化后的泄漏量上。本文的研究表明:本文采用的无量纲泄漏量可以比较准确地反映密封结构和泄漏之间的...

通过仿真模拟手段研究非对称极齿型结构磁性液体密封,分析计算了不同轴径、不同密封间隙结构的密封耐压,并针对不同应用场景对磁性液体密封装置两轴端的漏磁场的需求差异,探讨了非对称极齿型结构轴端漏磁场分布的影响因素及规律。结果表明:非对称极齿型结构密封耐压随磁源两侧极齿数量差的增大而减小,最小的密封耐压值也能达到对称极齿型结构密封耐压的70.1%;密封轴径和密封间隙对于非对称极齿型结构与对称极齿型结构密封耐压能力的影响相同;存在一临界值,当密封轴径小于该临界值时密封耐压随轴径增大而减小,当密封轴径超过该临界值时,密封耐压保持不变;非对称极齿型结构的漏磁场主要集中在极齿分布少的一侧的轴端处,另一轴端处漏磁场相比对称极齿型结构的轴端漏磁场要更小,因此可以利用此漏磁特征通过改变磁源两侧极齿数量差...

为了研究轴流泵反转作液力透平的压力脉动特性,选取一轴流式液力透平为研究对象,在导叶前、叶轮与导叶之间和叶轮后分别选取3个截断面,每个断面上沿轮缘至轮毂分别布置3个监测点,应用CFD软件进行数值计算,得到液力透平运行时不同监测点处压力脉动时域图与压力脉动频域图并分析其内部规律。结果表明:叶轮内压力脉动频率是由导叶通过频率决定的,且与导叶和叶轮之间的距离呈现负相关的趋势;叶片通过频率是导叶内脉动频率的主要决定因素,同时叶轮动静干涉作用对导叶内压力脉动的影响较大;各个交接面和出口段压力脉动主要受叶轮干涉作用影响。

气体润滑气膜振动现象对超精密加工与测量的精度有重要影响，为了研究气膜振动的成因，本文应用了k-E湍流模型，对双节流孔的气膜流场压力的振动进行了数值分析．气膜厚度、气膜入口流场条件和双节流孔的间距分别单独调整以分析其对气膜振动的影响．分析结果显示：气膜参数决定了流场的特性，气膜厚度减小将会增大导轨的承载能力；周期性的气膜人口流速将增大气膜的振动；双节流孔的间距增大也会大大增加振动．