通过建立隧道-列车-空气三维CFD数值仿真模型,研究了帽檐斜切式隧道洞门对列车通过隧道时的流场特性的影响,得出了高速列车通过隧道时洞门斜切斜率和列车运行速度对隧道中部监测点压力波变化、列车车头鼻尖处压力变化和隧道口外40 m处微压波的影响规律。研究结果表明随着隧道洞门斜切率的减小,隧道中部监测点压力波和列车车头鼻尖处压力的变化趋势基本保持一致,并且压力幅值几乎不变;而隧道口外的微压波幅值显著降低。当列车运行速度从250 km/h增加到350 km/h时,隧道中部监测点压力波、列车车头鼻尖处压力最大值及微压波幅值随车速增加而增加,且初始压缩波峰值、负压幅值和车头鼻尖处压力幅值与车速的二次方成正相关;初始压缩波的瞬变压力梯度最大值与车速的三次方成正相关。

扩张式封隔器是一种常用封隔器,广泛用于油气开采过程中。为探究扩张式封隔器性能影响因素,建立封隔器有限元数值计算模型,讨论了胶筒长度、厚度、肩部倾角、胶筒座倒角和胶筒与套管间间距对胶筒密封性能和力学性能的影响。分析结果表明:胶筒座倒角为1 mm、胶筒肩部倾角为40°时胶筒应力集中程度最小;胶筒厚度改变对接触压力没有明显影响;胶筒长度变化对胶筒密封性能影响较小,但长度过短会影响胶筒使用性能;在不影响封隔器下入的前提下,可适当减小胶筒与套管间距离,以改善胶筒力学性能。

气动肌肉驱动器因能很好地解决机械臂柔顺性的问题,其在仿人机械臂上的应用已经成为了研究热点。但目前针对机械臂的建模多忽略驱动器质量,或考虑为集中分布情况,同时一般考虑关节铰为线弹性扭簧。这些假设不太符合气动肌肉驱动器的实际力学性能。因此通过D-H法建立了一种仿人机械臂结构的运动学模型,核算了其奇异位形。通过能量法建立了驱动器质量分散分布下的仿人机械臂的动力学模型;通过假设模态法进行离散化,得到标准特征式方程。基于Wolfram Mathematica 9进行编程,获得了该仿人机械臂在两个关键的奇异位形之间运动时,其固有频率随关节角度和关节铰刚度变化的形式。

通过试验研究了核级石墨密封垫片的循环压缩回弹性能。在常温下对垫片开展了加载速率分别为0.25 MPa/s、0.5 MPa/s及1 MPa/s的循环加载试验。在加载速率固定为0.5 MPa/s时,对比研究了垫片在100℃及300℃下的循环加载性能,得到了不同工况下的应力-变形曲线,并计算出垫片在各工况下不同循环内的最大压缩量、压缩率及压缩模量。研究结果表明,在常温下,垫片的压缩模量随加卸载速率的增大而增大;在0.5 MPa/s的加卸载速率下,垫片的压缩模量随温度升高而增大;而在每一种工况下,垫片的压缩模量均随试验循环次数的增加而减小,最大压缩量均随循环次数增加而增加,出现明显的塑性应变累积现象。