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散装水泥运输车罐体流化床自动设计平台研究

散装水泥运输车罐体流化床自动设计平台研究

作者：纪宏超河北联合大学

学位级别：硕士

目前，我国散装水泥车的一些主要设计参数，在实际工程应用中没有标准化的公式或规范。虽然在各方面取得了一些成就，但是，国内散装水泥运输车的设计仍存在不少问题，主要是罐体流化床结构的许多参数都是由经验数据得来的，缺乏足够的... 详细信息

目前，我国散装水泥车的一些主要设计参数，在实际工程应用中没有标准化的公式或规范。虽然在各方面取得了一些成就，但是，国内散装水泥运输车的设计仍存在不少问题，主要是罐体流化床结构的许多参数都是由经验数据得来的，缺乏足够的理论依据。采用实验来改善这些参数又存在生产成本高、实验过程数据采集困难，干扰因素复杂的问题。为了提高的散装水泥运输车性能，缩短散装水泥车设计周期和降低成本，用理论研究与数值计算方法相结合的技术手段，充分利用Fluent软件的计算功能，选择不同的设计参数为变量进行数值模拟分析，计算模拟不同参数对水泥流态化过程及卸料过程的影响。论文主要对散装水泥车罐体流化床自动设计平台的开发与研究工作展开论述。其主要的研究工作是在建立罐体流化床几何模型和仿真计算的基础上，对散装水泥车罐体流化床进行参数化设计，然后再对生成的参数化模型进行流态化和卸料模拟，最后通过水泥流态化的情况和卸料结果来评价流化床设计的正确性和可靠性。在Visual Basic6.0的开发环境下，以散装水泥车罐体流化床为原型，通过整合Gambit和Fluent，开发出了具有参数化建模、自动化分析等功能的散装水泥车罐体流化床设计平台。通过模拟仿真的结果可以看出，开发的自动设计平台能够很好的运用到罐体的设计中。提高了产品的开发时间和开发质量，为企业节约了生产成本，总体而言平台可以缩短产品的开发周期，帮助企业降低产品的开发和生产成本，改进产品的性能，提高市场竞争力。

关键词：散装水泥运输车仿真优化二次开发

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有源滤波器谐波检测改进算法的研究

有源滤波器谐波检测改进算法的研究

作者：纪宏超兰州理工大学

学位级别：硕士

电能—作为现如今应用最为普遍的能源之一,电网电能质量和电力系统的稳定运行已经成为一个国家社会和经济稳定快速发展的保证和综合实力的重要标志。现如今,大量的非线性设备应用到很多行业中,是电网电流畸变产生谐波的主要原因,从而造... 详细信息

电能—作为现如今应用最为普遍的能源之一,电网电能质量和电力系统的稳定运行已经成为一个国家社会和经济稳定快速发展的保证和综合实力的重要标志。现如今,大量的非线性设备应用到很多行业中,是电网电流畸变产生谐波的主要原因,从而造成了电网电能质量问题以及用电设备的损害。随着科学技术的发展,精密负载和高科技的新兴设备对电网质量要求也随之提高。关于非线性负载所产生谐波的治理中,有源电力滤波器的应用,是提高电网电能质量的有效途径。本文对有源电力滤波器在分次补偿方式下的谐波检测算法进行了深入的研究和比较,并针对传统方法存在的问题,对其进行了改进。首先,本文主要介绍了谐波产生的原因及危害以及常用的检测方法,包括离散傅里叶变换(Discrete Fourier ***)法、戈泽尔傅里叶变换(Goertzel DFT)法、同步旋转坐标系法、傅里叶变换结合小波变换法以及Hopfield神经网络法,分析了这些方法的优缺点。其次,针对傅里叶变换谐波检测算法在在采样频率一定,而负载电流频率变化时,容易发生频率泄露而使稳态误差增大、计算量大等问题,引入了戈泽尔傅里叶变换法,提出了一种改进的基于RDFT法的谐波检测方法,通过仿真验证有效性。然后,分析同步旋转坐标系法谐波检测的基本原理,得到在单模块基础上的的多模块全谐波检测模型,针对其各个子模块之间相互影响的问题,改进了其结构框图,滤除基波和低次谐波对结果的影响,提高检测精度,通过仿真验证有效性。最后,分别在负载电流稳定、负载电流幅值突变和负载电流频率突变的情况下对三相多模块并联的谐波检测算法进行了仿真和分析。对于基于傅里叶变换法的改进谐波检测方法在负载电流频率不发生改变的状况下,具有最高的稳态精度,当频率发生变化时,在一定的频率区间内还是会出现稳态误差。对于改进的同步旋转坐标系法,它在本文中所涉及的三种负载电流条件下都可以使用,而且动态的响应速度较快。

关键词：电能质量有源滤波器谐波检测仿真

挤出方式对黏弹性浆料3D打印出料可控性的影响

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材料工程 2020年第3期48卷 134-141页

作者：郑镭孙维连孙铂张雪静纪宏超河北农业大学机电工程学院河北保定071001 华北理工大学机械工程学院河北唐山063210 北京科技大学国家材料服役安全科学中心北京100083

基于挤出工艺的陶瓷3D打印技术应用过程中,不同挤出方式对出料速率可控性存在重要影响,从而导致打印样件在表面质量及打印成功率方面存在明显差异。针对这一问题,研究选择柱塞和螺杆两种挤出方式,在Bingham黏弹性流体浆料及0.6 mm喷嘴... 详细信息

基于挤出工艺的陶瓷3D打印技术应用过程中,不同挤出方式对出料速率可控性存在重要影响,从而导致打印样件在表面质量及打印成功率方面存在明显差异。针对这一问题,研究选择柱塞和螺杆两种挤出方式,在Bingham黏弹性流体浆料及0.6 mm喷嘴直径的基本条件下,结合现场实验数据和模拟仿真得出的出料速率变化曲线,对柱塞与螺杆两种挤出方式的3D打印效果进行对比分析。结果表明:螺杆挤出方式在0.03 s内,出料速率已降至原始出料速率的30%以下,而柱塞挤出方式达到该出料速率所需的时间为2.4 s,在停止供料的0.27 s内柱塞挤出方式的出料量是螺杆挤出方式出料量的3倍。通过流场分析发现黏弹性浆料条件下两种挤出装置的驱动原理不同是造成该差异的主要原因。

关键词：陶瓷3D打印黏弹性浆料挤出装置出料速率

芯棒直径对楔横轧5Cr21Mn9Ni4N空心气门壁厚均匀性的影响规律

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工程科学学报 2017年第2期39卷 267-275页

作者：闫向哲刘晋平纪宏超王宝雨郑振华李姿北京科技大学机械工程学院北京100083

楔横轧空心轴类件存在壁厚分布不均问题,特别是在小直径大长径比空心件楔横轧成形中更为突出.本文在Gleeble-1500D热模拟实验机上进行了5Cr21Mn9Ni4N耐热钢的热压缩实验,得到了5Cr21Mn9Ni4N的热变形本构方程.通过改变芯棒直径,采用有限... 详细信息

楔横轧空心轴类件存在壁厚分布不均问题,特别是在小直径大长径比空心件楔横轧成形中更为突出.本文在Gleeble-1500D热模拟实验机上进行了5Cr21Mn9Ni4N耐热钢的热压缩实验,得到了5Cr21Mn9Ni4N的热变形本构方程.通过改变芯棒直径,采用有限元仿真和实验相结合的方法,研究了楔横轧轧制空心气门过程中的壁厚变化规律.研究结果表明,带芯棒轧制时,芯棒直径存在临界值,在该值下进行轧制,空心气门预制坯壁厚均匀性最优;楔横轧空心件时,金属轴向均匀流动是壁厚均匀的必要条件;轧件轴向拉应变减小,径向压应变变大,周向应变在0附近且为拉应变时,壁厚较为均匀.

关键词：楔横轧耐热钢本构方程空心气门临界直径金属流动

基于Fluent二次开发的散装水泥运输车卸料过程数值模拟

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中国粉体技术 2012年第5期18卷 45-49页

作者：纪宏超李耀刚王玉彬河北联合大学机械工程学院河北唐山063009

针对国内散装水泥车罐体设计中不能充分利用流体软件Fluent的情况,利用VB 6.0编程语言编程开发人机交互界面,对Fluent软件进行二次开发,实现散装水泥车罐体卸料过程的数值模拟的专用功能;通过一个实例模拟散装水泥罐车在卸料过程中布风... 详细信息

针对国内散装水泥车罐体设计中不能充分利用流体软件Fluent的情况,利用VB 6.0编程语言编程开发人机交互界面,对Fluent软件进行二次开发,实现散装水泥车罐体卸料过程的数值模拟的专用功能;通过一个实例模拟散装水泥罐车在卸料过程中布风板对卸料过程的影响。结果表明,把Gambit和Fluent内部封装,界面直观、操作简单,能够很好地模拟水泥罐车流态化与卸料过程,并应用到水泥车罐体的开发中;增大布风板的直径能够有效地减少卸料时间,提高卸料效率,并且提高卸料过程的平稳性,在条件允许的情况下应增大布风板的直径。

关键词： Fluent软件粉体输运 VB设计数值模拟

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陶瓷3D打印技术及材料研究进展

材料工程 2018年第7期46卷 19-28页

作者：纪宏超张雪静裴未迟李耀刚郑镭叶晓濛陆永浩华北理工大学机械工程学院河北唐山063210 北京科技大学国家材料服役安全科学中心北京100083 北京科技大学机械工程学院北京100083 河北农业大学机电工程学院河北保定071001

综述了陶瓷3D打印技术和材料的特性及其研究进展与应用现状,重点讨论了喷墨打印技术、熔化沉积成型技术、光固化成型技术、分层实体制造技术、激光选区熔化技术/激光选区烧结技术、三维打印成型技术、浆料直写成型技术的特性和研究进展... 详细信息

综述了陶瓷3D打印技术和材料的特性及其研究进展与应用现状,重点讨论了喷墨打印技术、熔化沉积成型技术、光固化成型技术、分层实体制造技术、激光选区熔化技术/激光选区烧结技术、三维打印成型技术、浆料直写成型技术的特性和研究进展,分析了磷酸三钙陶瓷、氧化铝陶瓷、陶瓷先驱体、SiC陶瓷、Si_3N_4陶瓷、碳硅化钛陶瓷的特性和应用现状,最后指出了陶瓷3D打印技术的发展方向是与传统陶瓷工艺相结合,实现陶瓷制品的快速生产及生物陶瓷制品、高性能陶瓷功能零件的制造。

关键词： 3D打印增材制造陶瓷材料陶瓷先驱体

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基于42CrMo齿轮的弯曲疲劳试验研究

机械强度 2023年第2期45卷 474-480页

作者：王嘉军裴未迟纪宏超龙海洋王志涛华北理工大学机械工程学院唐山063210

42CrMo属于超高强度钢,其具备较高的强度,材料淬透性能好,淬火后的变形量小,大量地应用于牵引用的大齿轮、承压主轴、连杆等传动件材料,弯曲疲劳试验对齿轮疲劳寿命预测具有重要意义。首先,通过齿轮弯曲疲劳试验,获得了应力比R=0.1时交... 详细信息

42CrMo属于超高强度钢,其具备较高的强度,材料淬透性能好,淬火后的变形量小,大量地应用于牵引用的大齿轮、承压主轴、连杆等传动件材料,弯曲疲劳试验对齿轮疲劳寿命预测具有重要意义。首先,通过齿轮弯曲疲劳试验,获得了应力比R=0.1时交变载荷作用下的齿轮弯曲疲劳试验数据,得到了齿轮弯曲疲劳强度P-S-N曲线和拟合曲线关系式,以及不同可靠度下齿轮所能承受弯曲的疲劳极限值。随后,采用有限元方法对齿轮弯曲疲劳试验进行了数值模拟,得到了齿轮齿根处的静力学强度和理论计算值对比,分析表明数值模拟所得结果与理论分析结果基本一致,可以作为弯曲疲劳试验疲劳寿命仿真的基础。最后,通过弯曲疲劳寿命试验试验值与数值模拟结果对比,结果表明,疲劳寿命试验值与可靠度在84.1%时数值模拟得到的弯曲疲劳寿命基本一致,验证了数值模拟的准确性,因此能够有效预测42CrMo齿轮的弯曲疲劳寿命。

关键词：齿轮弯曲疲劳疲劳寿命 P-S-N曲线

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斗轮堆取料机悬臂带式输送机控制系统设计研究

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煤矿机械 2013年第7期34卷 164-165页

作者：乔长胜李耀刚纪宏超河北联合大学机械工程学院河北唐山063009

神华天津煤炭码头斗轮堆取料机存在使用寿命短、故障频率高、带式输送机运行稳定性差等缺点。基于现场出现的问题,对悬臂带式输送机进行研究,采用PLC设计,对控制系统进行优化。结果表明,通过对带式输送机控制系统的优化设计,斗轮堆取料... 详细信息

神华天津煤炭码头斗轮堆取料机存在使用寿命短、故障频率高、带式输送机运行稳定性差等缺点。基于现场出现的问题,对悬臂带式输送机进行研究,采用PLC设计,对控制系统进行优化。结果表明,通过对带式输送机控制系统的优化设计,斗轮堆取料机运行平稳,工作效率明显提高。

关键词：悬臂带式输送机控制系统 I O模块电器系统

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干混砂浆运输车的防离析设计

中国粉体技术 2012年第6期18卷 22-24页

作者：郑镭纪宏超郭力娜李耀刚河北联合大学机械工程学院河北唐山063009

为避免干混砂浆在气力输送环节中容易出现的离析现象,造成打破干混砂浆料原有配比、影响砂浆性能的危害,设计新型多孔卸料口装置,保证不同高度的干混砂浆料同时从卸料管道流出;对各卸料孔进行流体力学分析,得出流态化环境下开口大小与... 详细信息

为避免干混砂浆在气力输送环节中容易出现的离析现象,造成打破干混砂浆料原有配比、影响砂浆性能的危害,设计新型多孔卸料口装置,保证不同高度的干混砂浆料同时从卸料管道流出;对各卸料孔进行流体力学分析,得出流态化环境下开口大小与卸料量的关系,通过对开孔位置和直径的设计保障各孔同步卸料。结果表明,该方法从原理上实现各平面同时卸料,消除竖直方向上干混砂浆物料不均匀的因素,消除离析现象对卸料不均匀的影响,提高卸料效果;通过仿真计算与解析计算相结合的方法求出多孔卸料筒上各卸料口的面积,确保卸料比例的准确,保障干混砂浆的性能。

关键词：干混砂浆气力输送离析流态化