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提高中小型V法铸钢件生产效率关键技术研究

提高中小型V法铸钢件生产效率关键技术研究

作者：吕胜海华中科技大学

学位级别：硕士

V法铸造工艺被广泛应用在铁路机车、载重车辆以及工程机械等零配件上的生产，该工艺生产的零件尺寸精度高、表面质量好，部分厂家用来尝试生产中小型铸钢件。但生产效率低下、机械化程度不高以及对真空依赖程度较高等问题阻碍了V法铸造... 详细信息

V法铸造工艺被广泛应用在铁路机车、载重车辆以及工程机械等零配件上的生产，该工艺生产的零件尺寸精度高、表面质量好，部分厂家用来尝试生产中小型铸钢件。但生产效率低下、机械化程度不高以及对真空依赖程度较高等问题阻碍了V法铸造工艺在中小型铸钢件方面的进一步发展。本文在借鉴V法铸造和水玻璃砂造型的工艺和理论基础上，参考了大量国内外文献，通过与株洲科盟车辆配件有限责任公司的横向课题合作，以K5承载鞍为样件开展了多种工艺的研究和实验，提高了该铸件的生产效率，为提高中小型V法铸钢件生产效率的研究做出了贡献。作者开展了对承载鞍零件平造平浇和平造立浇工艺的研究，采用华铸CAE软件优化了“一型四件”平造立浇串浇工艺并应用到实际生产，提高了生产效率和工艺出品率;以减少操作工序、降低成本、提高生产效率为目的尝试了无涂料V法铸钢工艺试验，用高目数特种砂代替涂料使用，确保工序进行与铸件成形。本文以提高V法铸造真空使用效率和改善水玻璃砂铸件表面质量为目的，尝试了水玻璃砂真空造型复合工艺，设计的分层砂箱保证了该复合工艺可以边抽真空边吹CO，提高了生产效率。最后针对V法铸造生产大平面薄壁铸钢主刀板两侧表面增碳现象较为严重的问题，进行了一定的研究和实验，可使用超薄膜造型并在两侧表面增碳严重区域少或无涂料喷涂以解决增碳问题。

关键词： V法铸造中小型铸钢件无涂料造型水玻璃砂真空造型增碳

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一种使用有限体积粒子法的水斗流动模拟

国外大电机 2015年第4期 1-6页

作者： C Vessaz 吕胜海

本文旨在进行一项高速水流冲击水斗的精确数值模拟。为达此目标，采用有限体积粒子法（FVPM）离散控制方程。有限体积粒子法是一种任意拉格朗日．欧拉（ALE）方法，结合了光滑粒子流体动力学和传统的基于网格的有限体积法的吸引人的特... 详细信息

本文旨在进行一项高速水流冲击水斗的精确数值模拟。为达此目标，采用有限体积粒子法（FVPM）离散控制方程。有限体积粒子法是一种任意拉格朗日．欧拉（ALE）方法，结合了光滑粒子流体动力学和传统的基于网格的有限体积法的吸引人的特点。该方法能够精确地满足自由表面和无滑移边界条件。假定液体水流轻微可压，位于水斗表面的边界条件可由一层粒子替代。在目前的课题中，分别研究了720、900和1080三个冲击角度下固定水斗中的水流模拟。首先通过收敛性研究验证粒子分辨率。然后使用有效的实验数据和常规的基于网格的流体体积法来验证有限体积粒子法的结果。结果显示，‘实验数据和模拟数据在边壁压力场方面吻合良好。最后给出5个转动水斗模拟力矩预估和水膜位置。

关键词：有限体积法流动模拟粒子法水斗光滑粒子流体动力学滑移边界条件高速水流自由表面

带诱导轮的多级水泵非稳态空化现象CFD分析研究

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国外大电机 2014年第2期 44-49页

作者： M Sedlar 吕胜海不详哈尔滨电机厂有限责任公司制造工艺部

本文介绍了高转速多级离心泵吸力部分流体空化流动现象的数值模拟。该泵装有一个诱导轮。除了常规重点研究的空化初生和水泵总扬程下降外，本文的CFD分析也研究了空化波动的可能性，并尝试对不同流动条件下空蚀破坏的风险进行量化。本... 详细信息

本文介绍了高转速多级离心泵吸力部分流体空化流动现象的数值模拟。该泵装有一个诱导轮。除了常规重点研究的空化初生和水泵总扬程下降外，本文的CFD分析也研究了空化波动的可能性，并尝试对不同流动条件下空蚀破坏的风险进行量化。本文使用商业CFD软件包ANSYS CFX进行URANS方程与Rayleigh-Plesset模型的耦合求解。采用SST-SAS湍流模型捕捉水泵内部的非稳态现象。本文对模型空蚀风险预测是基于将3D湍流的CFD分析和使用全Rayleigh-Plesset方程对沿选定迹线运动气泡的动态分析的耦合。该模型假定水泵进口的水含有已知数量及已知尺寸分布的汽核。通过气泡溃灭时的耗散能量来评估空蚀潜势（或攻击性）。其中的CFD分析提供了空蚀濒危区域图。在最优流量系数的60％时，当接近于NSPHr值时，可监测到回流涡流中空化的不稳定性。

关键词： CFD分析多级水泵空化现象非稳态诱导轮空蚀破坏 RANS方程耦合求解

抽水蓄能电厂（PSP）与其他间歇性可再生能源联合运行的可行性分析

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国外大电机 2015年第4期 52-55页

作者： JGP Andrade 吕胜海

风能和光伏发电可被抽水蓄能电站（PSP）用来以势能的形式储存上游水库的水，以备电能需求高峰时使用。这一过程具有在电能要求增长时可使用间歇性可再生能源的优势。在当今的形势下，环境问题需要可靠的发电能源，而且用电需求日益增... 详细信息

风能和光伏发电可被抽水蓄能电站（PSP）用来以势能的形式储存上游水库的水，以备电能需求高峰时使用。这一过程具有在电能要求增长时可使用间歇性可再生能源的优势。在当今的形势下，环境问题需要可靠的发电能源，而且用电需求日益增长，在这种情况下，PSP的选址、所涉及的环境问题、它们的用途以及日常问题的讨论尚存争议（峰荷期的电力系统稳定性，水轮机与公共用水的关系等）。一个动态模型用来分析一个选址在巴西的PSP提案的特性，对完整循环中的水泵运行方式和水轮机运行方式进行了分析。还讨论了在现有监管政策下使用该方案所存在的问题，提出了一系列调整建议，允许PSP项目与其他间歇性能源联合进入巴西的监管制度中。

关键词：抽水蓄能电厂可再生能源间歇性联合运行电力系统稳定性水轮机运行抽水蓄能电站发电能源

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一种与水斗式水轮机相关的设计

国外大电机 2013年第3期 77-80页

作者： BW Solemslie 吕胜海不详哈尔滨电机厂有限责任公司制造工艺部

水轮机设计通常与公司机密密切联系，因此在不同科研单位之间，在特定水轮机几何尺寸方面开展创新和合作是非常困难的。在NTNU（挪威科技大学）水力实验室中有一个博士项目，致力于设计几种水斗式水轮机模型，包括物理模型在内所有的测... 详细信息

水轮机设计通常与公司机密密切联系，因此在不同科研单位之间，在特定水轮机几何尺寸方面开展创新和合作是非常困难的。在NTNU（挪威科技大学）水力实验室中有一个博士项目，致力于设计几种水斗式水轮机模型，包括物理模型在内所有的测量数据、模拟、设计理念、设计软件都将公之于众。本文还将对本项目使用的试验台和方法做简短描述，基于经验数据进行设计，并使用M瓜Bs作为水轮机几何尺寸的描述方法，在设计过程中还使用CFX（计算机流体动力学软件）和SPH（光滑粒子流体动力学）模拟，与该项目相关设计和制造的每台水轮机，都是在以前设计积累的经验和知识基础上进行的，首台水轮机设计思路则是基于流经水斗的相对转动速度基本恒定进行的。

关键词：水斗式水轮机水轮机设计光滑粒子流体动力学计算机流体动力学几何尺寸水轮机模型科研单位测量数据

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轴流式水轮机空化的振动分析

国外大电机 2013年第3期 67-71页

作者： Sulo Lahdelma 吕胜海不详哈尔滨电机厂有限责任公司制造工艺部

空化对水轮机损害较大，可能会使运行停滞数周。对空化风险的实时检测日益重要，甚至小范围的无空化功率范围可应用于优化负载。高阶导数信号x^（3）和x^（4）是由加速度信号计算得到的，它们非常适用于检测冲击信号。本文介绍了一种广... 详细信息

空化对水轮机损害较大，可能会使运行停滞数周。对空化风险的实时检测日益重要，甚至小范围的无空化功率范围可应用于优化负载。高阶导数信号x^（3）和x^（4）是由加速度信号计算得到的，它们非常适用于检测冲击信号。本文介绍了一种广义矩τσM^pa？，该矩由三个参数定义而成：随着该矩的阶数p上升，该矩的灵敏度随之增加，尤其当取样时间礅短时更是如此；在本文研究中，当导数阶数a=4，p=4且=3s时，该广义矩可获得足够好的结果。这些矩能检测到正常的无空化运行工况，并且在早期可以提供清晰的空化风险预警。产生可靠的最大矩及分析短期空化的数据，则需要足够长的信号。由于数据分析不需要高频带并且取样时间也非常短，该方法用于在线空化监测是可行的。首先分析该矩，如果超过临界值，则可能获得空化指数。由于详细分析仅需要适宜取样的特征值，因此可进行数据压缩以提高效率。

关键词：空化振动分析高阶导数特征提取水轮机

混流式水轮机转轮叶片型线优化以最小化泥砂冲蚀

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国外大电机 2014年第1期 46-52页

作者： B S Thapa(挪威) 吕胜海(译) 不详哈尔滨电机厂有限责任公司制造工艺部

在亚洲和安第斯山脉的流域中，存在着大量硬如石英的泥砂颗粒，这导致该流域的径流式水电鲜遭受到冲蚀磨损，在季风期这些泥砂将严重冲蚀水轮机部件。因为水轮机转轮相对转速较高，所以泥砂冲馑的影响将会更加严重。冲蚀的主要危害包括... 详细信息

在亚洲和安第斯山脉的流域中，存在着大量硬如石英的泥砂颗粒，这导致该流域的径流式水电鲜遭受到冲蚀磨损，在季风期这些泥砂将严重冲蚀水轮机部件。因为水轮机转轮相对转速较高，所以泥砂冲馑的影响将会更加严重。冲蚀的主要危害包括水轮机效率损耗和较高的修复及养护费用。为了减少混流式转轮的泥砂冲蚀磨损，曾尝试使用表面涂层等几种手段，结果仍不理想。一种新兴的解决方案是通过改进水力设计，降低转轮内部的相对速度，包括优化转轮叶片型线以降低泥砂冲蚀，同时可以防止空化并尽可能保持最高效率。本文通过研究，分析了高水头混流式水轮机转轮叶片的可选型线方案，并对每一种新型线方案的泥砂冲蚀效果进行了评估。为帮助本文研究，新开发了一种名为“Khoj”的设计程序，该程序可通过传统方程生成混流式转轮的型线，也可以输出设计方案以用于CFD（计算机流体动力学）和FEM（有限元建模）分析。通过对泥砂冲蚀的相对变化与转轮设计的变动进行对比以对冲蚀因子进行定义，已建立了一个基准水轮机旗型，并设计出替选的叶片型线。通过CFD分析，对与基准水轮机冲蚀状况相关的设计性能进行评估，通过卿察发现，转轮叶片造型对速度分布影响巨大，因此对转轮的泥砂冲蚀有重要影响，CFD分析结果证实了该设计程序的预测，即在出水边带有较高叶片载荷的叶片型线可以降低转轮的泥砂冲蚀，最高可达33％。通过卿察还发现，该情况可在不改变转轮任何主要尺寸的前提下提高转轮效率，本文结果对泥砂工况运行下的混流式水机设计有益。

关键词：水轮机转轮混流式转轮冲蚀磨损叶片型线泥砂优化最小化高水头混流式水轮机

出口卖方信贷融资新尝试——中信保出口卖方信贷保险项下应收账款融资模式

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中国外资 2020年第5期 94-95页

作者：吕胜海董慧莹中国煤炭开发有限责任公司中国政法大学

中信保出口卖方信贷保险项下应收账款融资模式,可以通过各种风险缓释措施有效防范风险,满足各方需求,可应用于融资期限长但买方资信较差的工程承包项目。随着"一带一路"建设持续推进,我国对外承包工程规模稳步增长,企业竞争力逐步提升,... 详细信息

中信保出口卖方信贷保险项下应收账款融资模式,可以通过各种风险缓释措施有效防范风险,满足各方需求,可应用于融资期限长但买方资信较差的工程承包项目。随着"一带一路"建设持续推进,我国对外承包工程规模稳步增长,企业竞争力逐步提升,中国工程公司经过多年的积极海外拓展,海外业务已成为国内公司总部主营收入的重要来源之一。

关键词：海外拓展对外承包工程企业竞争力出口卖方信贷防范风险融资期限资信一带一路

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我国V法铸钢件的发展现状及展望

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