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基于500 MPa超高压增压器并联的大流量水切割主机研制

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流体机械 2020年第5期48卷 12-17页

作者：任启乐陈正文王永强张的庞雷曲玉栋韩彩红合肥通用机械研究院有限公司通用机械复合材料技术安徽省重点实验室合肥230031

超高压(420~500 MPa)、大流量(4~6 L/min)的射流参数,是畜禽胴体高压冷态切分等纯水切割应用和碳纤维复合材料等磨料水切割应用确保质量和效率的关键因素.分析了水切割主机用超高压、大流量的增压器液力端设计难点,介绍了基于双组500 MP... 详细信息

超高压(420~500 MPa)、大流量(4~6 L/min)的射流参数,是畜禽胴体高压冷态切分等纯水切割应用和碳纤维复合材料等磨料水切割应用确保质量和效率的关键因素.分析了水切割主机用超高压、大流量的增压器液力端设计难点,介绍了基于双组500 MPa超高压增压器并联的大流量水切割主机研制关键技术,探讨了双组增压器并联结构的脉动情况,结果表明该水切割主机能稳定地发生超高压、大流量的射流工况.

关键词：水切割主机 500MPa增压器并联结构流量及压力脉动

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深海水力破拆工程的对策

流体机械 2018年第11期46卷 45-48,27页

作者：薛胜雄陈正文任启乐王永强操松林韩彩红张的合肥通用机械研究院有限公司通用机械复合材料技术安徽省重点实验室安徽合肥230031

深海沉船(装载油料和危险化学品液体)的应急处置方法首先是排出船载液体,即创造一个打捞前的安全条件。针对这一工程,提出了第一步采用水切割成套装备在水下船体外层切割一个1～2 m2的矩形或圆形大孔,继而在内层舱壁面上安装机械打孔、... 详细信息

深海沉船(装载油料和危险化学品液体)的应急处置方法首先是排出船载液体,即创造一个打捞前的安全条件。针对这一工程,提出了第一步采用水切割成套装备在水下船体外层切割一个1～2 m2的矩形或圆形大孔,继而在内层舱壁面上安装机械打孔、封堵、抽液专用装备。对于6 000 m深海进行水力破拆工程,提出了将全套装备沉入海底、由深海ROV提供动力及协同工作的作业方式,剖析了深海水力破拆成套装备的整体构想和作业目标,研究了前混合磨料水切割型式与工况参数,归纳了海底泵、混沙容器与切割头关键技术,设计了系列试验及其关键点。以上对策是研制深海切割工程装备的全过程实施方案。

关键词：深海前混合水切割设计方案

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钻井泥浆罐自动化清洗与回收成套设备研制

流体机械 2020年第7期48卷 12-15,21页

作者：庞雷王永强鲁飞巴胜富韩彩红曲玉栋合肥通用机械研究院有限公司通用机械复合材料技术安徽省重点实验室合肥230031

泥浆罐在使用过程中,泥浆容易产生沉积,出现罐容降低、影响新浆品质等问题,必须定期清洗.给出泥浆罐机械清洗的工艺流程,泥浆罐沉积物在射流冲击作用下破碎、溶解,经抽料回收模块抽出,输送进入泥浆分离模块,在重力式斜板沉降和离心式分... 详细信息

泥浆罐在使用过程中,泥浆容易产生沉积,出现罐容降低、影响新浆品质等问题,必须定期清洗.给出泥浆罐机械清洗的工艺流程,泥浆罐沉积物在射流冲击作用下破碎、溶解,经抽料回收模块抽出,输送进入泥浆分离模块,在重力式斜板沉降和离心式分离的共同作用下,实现沉积物减量回收.针对关键设备喷枪的设计中引入空化射流,提高射流打击力和有效射程,并且针对不同罐型设计不同摆动角度的喷枪,实现喷枪射流在罐内的全覆盖.特殊设计了斜板沉降系统,给出了斜板沉降器的结构和参数,确定了斜板面积和数量,计算了布水穿孔花墙孔口面积和数量,实现沉积物大流量下的快速分离.在实际工程应用中完全替代人工清罐,并达到环保和沉积物减量回收的目的.

关键词：泥浆罐自动化清洗喷枪空化射流斜板沉降固液分离

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水射流新型应用技术与装备的研究

流体机械 2018年第2期46卷 36-40页

作者：王永强任启乐薛胜雄陈正文朱华清庞雷合肥通用机械研究院有限公司通用机械复合材料技术安徽省重点实验室安徽合肥230031

挖掘水射流技术应用领域和开发高端水射流装备一直是国内外水射流技术发展的目标。在分析水射流应用及装备研制共性技术基础上,对我国的磨料水射流钢管冷态除鳞(锈)、水射流路桥建筑破拆及航空复合材料水切割等3种不同压力等级的水射流... 详细信息

挖掘水射流技术应用领域和开发高端水射流装备一直是国内外水射流技术发展的目标。在分析水射流应用及装备研制共性技术基础上,对我国的磨料水射流钢管冷态除鳞(锈)、水射流路桥建筑破拆及航空复合材料水切割等3种不同压力等级的水射流应用新技术,分析了各自领域内传统工艺的不足和水射流新技术的机理,介绍了水射流装备的研制及工程应用的情况,为进一步推广新工艺提供借鉴参考。

关键词：水射流技术与装备磨料水射流除鳞除锈水射流路桥建筑破拆复合材料水切割

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高端超高压水切割机的水平标志

流体机械 2015年第10期43卷 37-41,66页

作者：薛胜雄陈正文韩彩红任启乐合肥通用机械研究院通用机械复合材料技术安徽省重点实验室安徽合肥230031

为了发展中国的超高压水切割机产业,中国制定并实施了国家标准《超高压水切割机》(GB/T26136—2010),它为压力为400MPa以下的大路产品提供了生产、检验等技术规范。然而,近年来水切割工艺越来越偏离传统的石材、玻璃、钢板切割等市场,... 详细信息

为了发展中国的超高压水切割机产业,中国制定并实施了国家标准《超高压水切割机》(GB/T26136—2010),它为压力为400MPa以下的大路产品提供了生产、检验等技术规范。然而,近年来水切割工艺越来越偏离传统的石材、玻璃、钢板切割等市场,向复合材料成型加工转变,针对大尺度曲面复合材料加工和耐高温超硬复合材料零件加工两大用途,高端超高压水切割机成套装备进入研发阶段。这种产品应具备以下水平标志:(1)工作压力达到500MPa,流量6L/min,以具备相应的切割效率;(2)五轴联动控制切割头的灵活、准确作业;(3)大尺度点阵浮动切割平台确保大尺度曲面的定位;(4)加工测量一体化与误差自动补偿技术;(5)具备车、铣、钻、抛光为一体的仿机加工工艺。上述高端水切割机的实现,使水切割工艺进入到一个加工特种材料、异形切割和加工异形的崭新的领域。

关键词：高端水切割设备与工艺关键技术

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复合材料层合板阻尼特性有限元数值模拟

流体机械 2016年第10期44卷 37-40页

作者：黄文俊饶杰陈启明常超朱晓农合肥通用机械研究院安徽省通用机械复合材料技术重点实验室安徽合肥230031

应用耗散能原理建立了复合材料层合板的阻尼预测分析模型,对复合材料层合板进行三维有限元模态分析,求出各个模态下的应力、应变分量。根据模态分析结果,从单向复合材料的阻尼性能参数出发,利用层合板应变能、耗散能和结构模态阻尼的关... 详细信息

应用耗散能原理建立了复合材料层合板的阻尼预测分析模型,对复合材料层合板进行三维有限元模态分析,求出各个模态下的应力、应变分量。根据模态分析结果,从单向复合材料的阻尼性能参数出发,利用层合板应变能、耗散能和结构模态阻尼的关系求出各个模态对应的模态阻尼损耗因子。利用该方法,分别计算了单向层合板和对称层合板的结构模态阻尼损耗因子。数值计算结果与已有的理论分析和试验结果相比吻合较好,从而验证了该方法的合理性,该方法还可以比较三维应力分量对阻尼的贡献。

关键词：复合材料层合板阻尼应变能有限元

磨料水射流切割碳纤维复合材料的表面粗糙度试验

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中国机械工程 2019年第11期30卷 1315-1321页

作者：陈正文阮晓峰邹佳林任启乐龙新平孟俊坤合肥通用机械研究院合肥230031 武汉大学水射流理论与新技术湖北省重点实验室武汉430072 通用机械复合材料技术安徽省重点实验室合肥230031 航空工业成都飞机工业(集团)有限责任公司成都610000

采用超高压磨料水射流技术对碳纤维复合材料进行切割试验,借助μscan激光共聚焦显微镜重构样品切口的三维表面,测得样品切口表面粗糙度;研究了扫描分辨率对表面粗糙度测量的影响,以及切割速度、样品厚度对样品切口表面粗糙度的影响规律... 详细信息

采用超高压磨料水射流技术对碳纤维复合材料进行切割试验,借助μscan激光共聚焦显微镜重构样品切口的三维表面,测得样品切口表面粗糙度;研究了扫描分辨率对表面粗糙度测量的影响,以及切割速度、样品厚度对样品切口表面粗糙度的影响规律。试验结果表明:扫描分辨率对表面粗糙度的测量无明显的影响;当切割深度较小(0～0.6 mm)时,即在切口入口处,表面粗糙度随切割深度的增大而减小,当切割深度较大(大于0.6 mm)时,表面粗糙度随切割深度的增大而增大;当样品厚度一定时,随着切割速度的增大,切口最大表面粗糙度在整体趋势上是增大的,而样品厚度的大小对表面粗糙度的影响并无明显的规律。

关键词：碳纤维复合材料磨料水射流表面粗糙度工艺参数

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共振衰减理论对超低频往复泵适用性研究

合肥工业大学学报（自然科学版） 2017年第11期40卷 1446-1451,1463页

作者：刘海山文宏刚陈正文鲁飞丁强民合肥通用机械研究院通用机械复合材料技术安徽省重点试验室安徽合肥230088

蓄能器是衰减往复泵出口流量脉动的常用设备。文章通过建立蓄能器和管路系统数学模型,利用共振衰减理论常用的分布参数法,通过传递矩阵分析其脉动衰减特性,得到往复泵频率和系统管路各参数对其衰减效果的影响规律;并以此为基础,结合所... 详细信息

蓄能器是衰减往复泵出口流量脉动的常用设备。文章通过建立蓄能器和管路系统数学模型,利用共振衰减理论常用的分布参数法,通过传递矩阵分析其脉动衰减特性,得到往复泵频率和系统管路各参数对其衰减效果的影响规律;并以此为基础,结合所涉往复泵脉动频率,确定试验管路系统参数;通过试验验证的方式,探讨共振衰减理论是否适用于超低频往复泵设备。

关键词：共振衰减理论超低频往复泵蓄能器脉动

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充氢工艺对复合材料储氢气瓶残余应力的影响

工程力学 2021年第1期38卷 249-256页

作者：江勇许明危书涛合肥通用机械研究院有限公司合肥安徽230031

温升是复合材料储氢气瓶充氢过程中十分重要的问题,由于温度场的不均匀和材料热膨胀系数的不同,热机械耦合效应必然存在。为了研究复合材料气瓶充氢时的热机械耦合效应,该文提出了流-热-固耦合分析方法。该方法先建立复合材料气瓶充氢... 详细信息

温升是复合材料储氢气瓶充氢过程中十分重要的问题,由于温度场的不均匀和材料热膨胀系数的不同,热机械耦合效应必然存在。为了研究复合材料气瓶充氢时的热机械耦合效应,该文提出了流-热-固耦合分析方法。该方法先建立复合材料气瓶充氢过程的computational fluid dynamics(CFD)分析模型,采用该模型分析充氢过程气瓶的温度分布;再建立复合材料气瓶的热-机械耦合分析模型,将CFD模型获得的温度场输入到热机械耦合模型中,并施加位移和载荷边界条件,分析热-机械耦合效应,通过解析解和试验数据验证方法的可靠性和准确性。采用该方法研究充氢速率、充氢口位置和气瓶几何尺寸对温度场、应力场的影响,该文获得的结果将为复合材料储氢气瓶的设计和充氢工艺优化提供技术支持。

关键词：温升复合材料气瓶流-热-固耦合快速充氢热机械应力