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基于增材制造的三通空间流道设计优化研究

基于增材制造的三通空间流道设计优化研究

作者：张建启燕山大学

学位级别：硕士

当前,流体传动及控制技术朝着高集成化、轻量化等方向发展。流道作为集成液压系统的最重要元素,采用传统减材制造的方法,在有限的空间内布置密集型空间流道易造成压力损失大、杂质沉积等问题。为了避免上述问题的出现,可以采用增材制造... 详细信息

当前,流体传动及控制技术朝着高集成化、轻量化等方向发展。流道作为集成液压系统的最重要元素,采用传统减材制造的方法,在有限的空间内布置密集型空间流道易造成压力损失大、杂质沉积等问题。为了避免上述问题的出现,可以采用增材制造技术,但如何在一定空间内设计流道结构参数使流道的压力损失和重量最小,尚待研究。因此,本文针对典型的流道结构—三通空间流道,以压损低和重量轻等为目标,对其结构参数进行优化。本文主要研究工作如下:(1)建立了三通空间流道结构参数关于压力损失的数学模型。压力损失的数学模型分为过渡段、曲线段和直线段三部分,其中过渡段分为相贯过渡和圆弧过渡两种形式。通过将建立的过渡段、曲线段和直线段压力损失数学模型相加,得到了三通空间流道压力损失的数学模型。并且考虑了流体介质温度和流道壁面粗糙度对压力损失的影响。(2)通过建立三通空间流道轴线路径、壁厚重量的数学模型,对三通空间流道进行多目标优化。通过选择最优结构参数,建立了优化后的三通空间流道模型。并通过仿真分析对压力损失数学模型和多目标优化方法进行了验证。结果表明,与原始模型相比,优化后模型壁厚重量降低了5.68%,压力损失降低了70.75%。优化后的三通空间流道消除了盲孔,实现了压力损失更小、重量更轻,验证了多目标优化方法的可行性。(3)搭建了三通空间流道压力损失实验平台,采用增材制造和机加工的方法制造测试件,并在实验平台上进行实验测试。结果表明,不同分流比、流道直径、分支角度、弯曲率的三通空间流道实验测试与仿真分析结果最大平均误差为5.18%。优化后的三通空间流道实验测试和仿真分析结果的压力损失误差仅为4.08%。因此,三通空间流道压力损失实验测试与仿真分析结果基本一致,验证了压力损失数学模型的准确性。为高集成度液压系统空间流道的设计与优化奠定了基础。

关键词：三通空间流道压力损失多目标优化增材制造

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基于增材制造的Y形流道压力损失建模研究

机械工程学报 2021年第24期57卷 147-157页

作者：姚静宋英哲段怡曼张昊张建启王佩燕山大学机械工程学院秦皇岛066004 燕山大学河北省重型机械流体动力传输与控制实验室秦皇岛066004 燕山大学车辆与能源学院秦皇岛066004

增材制造技术因其能够成形复杂结构而适用于高集成轻量化的液压系统,但增材制造成形流道的壁面粗糙度与传统钻削及铸造加工的流道不同,尤其是复杂管路系统中的流道分支结构,经典压力损失计算模型无法直接使用,迫切需要研究增材制造成形... 详细信息

增材制造技术因其能够成形复杂结构而适用于高集成轻量化的液压系统,但增材制造成形流道的壁面粗糙度与传统钻削及铸造加工的流道不同,尤其是复杂管路系统中的流道分支结构,经典压力损失计算模型无法直接使用,迫切需要研究增材制造成形流道的压力损失数学模型。因此,以典型的流道分支结构——Y形流道为研究对象,应用伯努利方程、动量定理及达西公式建立其压力损失数学模型,并得到增材制造的成形角度对流道壁面粗糙度的影响。利用仿真分析分流比、分支角度及流道直径对压力损失的影响规律,初步验证Y形流道压力损失数学模型的准确性。搭建Y形流道压力损失测试试验台,利用增材制造加工Y形流道测试件,测定不同分流比、分支角度及流道直径下的流道压力损失。结果表明,不同参数下Y形流道压力损失数学模型计算结果与仿真分析结果平均误差均在9%之内,而不同参数下Y形流道压力损失数学模型计算结果与试验测试结果平均误差均在8%之内。研究成果可为增材制造成形低损耗管路的设计奠定基础。

关键词：增材制造 Y型流道压力损失数学模型壁面粗糙度

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中国载人航天发射场建设及发射试验回顾

载人航天 2003年第1期 27-28页

作者：张建启周建平徐克俊中国酒泉卫星发射中心

发射场是载人航天工程不可或缺的重要组成部分,是航天员、有效载荷、飞船及运载火箭进行技术准备并发射升空的场所,对载人飞船的成功发射起着举足轻重的作用。中国载人航天发射场建于酒泉卫星发射中心,采用具有中国特色的垂直总装、垂... 详细信息

发射场是载人航天工程不可或缺的重要组成部分,是航天员、有效载荷、飞船及运载火箭进行技术准备并发射升空的场所,对载人飞船的成功发射起着举足轻重的作用。中国载人航天发射场建于酒泉卫星发射中心,采用具有中国特色的垂直总装、垂直测试、垂直整体运输的"三垂"工艺流程模式和远距离测试发射控制方式,技术先进,处于国内领先地位,达到国际先进水平。总建设面积约11.5万平方米,主要设备近13

关键词：发射场航天员宇航员飞行人员载人航天测试发射中华人民共和国

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小学数学实施素质教育初探

数学大世界(教学导向) 2012年第2期 42-43页

作者：张建启江苏省兴化市林湖乡得胜湖学校

由于多年来"应试教育"思想的干扰,在小学数学教学中存在"四个忽视",严重地阻碍了小学生整体素质的发展。一是忽视数学教学中的思想品德教育,以及辩证唯物主义观点的渗透;二是重结果、轻过程,忽视学生学习能力的培养;三是忽视非智力因素... 详细信息

由于多年来"应试教育"思想的干扰,在小学数学教学中存在"四个忽视",严重地阻碍了小学生整体素质的发展。一是忽视数学教学中的思想品德教育,以及辩证唯物主义观点的渗透;二是重结果、轻过程,忽视学生学习能力的培养;三是忽视非智力因素,学生的动机、兴趣、情感、意志等心理品质的发展不良;四是忽视"个别差异"教学,不能面向全体学生。

关键词：小学数学实施素质教育数学活动课数学课堂教学乘法分配律分数乘法