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水下航行器管路气容消声特性试验

国防科技大学学报 2024年第3期46卷 137-149页

作者：张祖提秦子明暴春航侯凌风孙坤杰龙新平武汉大学动力与机械学院湖北武汉430072 武汉第二船舶设计研究所湖北武汉430205

结合水消声器的工作原理和水下航行器管路系统及水舱特性,提出了气容水舱消声方法,通过向水舱中充入一定压力和容量的空气,形成蓄能式弹性可压缩扩张室消声容腔,充分利用水下航行器的水舱对通海管路进行消声。对气容水舱消声原理和消声... 详细信息

结合水消声器的工作原理和水下航行器管路系统及水舱特性,提出了气容水舱消声方法,通过向水舱中充入一定压力和容量的空气,形成蓄能式弹性可压缩扩张室消声容腔,充分利用水下航行器的水舱对通海管路进行消声。对气容水舱消声原理和消声性能进行试验研究,结果表明气容水舱可以有效降低管路出口处的流量和压力脉动,阻断噪声传播通道,降低管路系统水下辐射噪声,为水下航行器水下辐射噪声控制提供了有效方法。

关键词：水下航行器管路系统气容水舱消声

基于刚度可调的气动位置伺服系统摩擦补偿控制

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西北工业大学学报 2024年第1期42卷 138-148页

作者：魏琼陆浩吴子龙白林勇张道德李奕湖北工业大学机械工程学院湖北武汉430068

气动伺服系统的低刚度、低气源压强、流量易饱和等特性,导致系统在工作过程中能量耗散较大,系统易受摩擦影响,且补偿效果不明显。尤其是当系统的运动方向改变时,会产生明显的“平顶现象”,严重影响气动伺服系统的跟踪精度。采用负载口... 详细信息

气动伺服系统的低刚度、低气源压强、流量易饱和等特性,导致系统在工作过程中能量耗散较大,系统易受摩擦影响,且补偿效果不明显。尤其是当系统的运动方向改变时,会产生明显的“平顶现象”,严重影响气动伺服系统的跟踪精度。采用负载口独立控制结构,消除因两腔耦合而导致的能量耗散,使系统流量特性尽可能地位于线性区间;针对气动系统中存在的摩擦中部分参数不确定,以及外界干扰、动态负载的不确定性,设计非线性自适应鲁棒控制方法;将系统的刚度调节与自适应鲁棒控制进行协同控制,提高气动位置伺服系统的动态性能。仿真和实验结果均表明:具有刚度调节的自适应鲁棒控制能够明显降低系统能量耗散,提高系统位置跟踪精度,有效改善摩擦引起的“平顶现象”。

关键词：摩擦补偿气动位置伺服刚度调节负载口独立控制

激光增材制造铜铬锆合金研究进展:成形行为、微观组织和综合性能(特邀)

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中国激光 2024年第4期51卷 141-159页

作者：陈兴宇李昊陈乔雨徐海升谢凡轩李正黄田野关凯尹作为郝亮殷杰中国地质大学(武汉)珠宝学院湖北武汉430074 中国地质大学(武汉)先进制造研究所湖北武汉430074 湖北三江航天江北机械工程有限公司湖北孝感432000 中国地质大学(武汉)机械与电子信息学院湖北武汉430074 鑫精合激光科技有限公司北京102200

铜铬锆(CuCrZr)作为沉淀硬化合金,以其良好的耐热性、耐腐蚀性以及优异的力学、电学和热学性能而被广泛应用于航空航天、核能化工等领域。然而,CuCrZr是当前激光增材制造(LAM)难成形材料之一,相关研究报道还很有限。本文综述了近年来激... 详细信息

铜铬锆(CuCrZr)作为沉淀硬化合金,以其良好的耐热性、耐腐蚀性以及优异的力学、电学和热学性能而被广泛应用于航空航天、核能化工等领域。然而,CuCrZr是当前激光增材制造(LAM)难成形材料之一,相关研究报道还很有限。本文综述了近年来激光粉末床熔融(L-PBF)制备CuCrZr合金的研究进展,重点探究了绿激光与近红外激光对成形质量的影响规律,分析了热处理及构建方向与微观组织、力学性能的内在联系,并研究了热处理对于电学、热学性能的强化机制。近红外激光制备样品的致密度波动范围大(95.5%~99.9%),绿激光制备样品的整体致密度较低但波动范围较小(96.5%~98.5%),工艺参数仍有优化空间。合金的微观组织和综合性能都存在各向异性,即沿水平方向的晶粒细小,沿垂直方向的晶粒为柱状晶粒。固溶处理会使合金的熔池边界消失并改变晶粒形态,时效处理导致合金产生沉淀并改变晶粒取向。500℃左右处理1~2 h的直接时效处理对力学性能的提升最大,时效处理通过降低位错密度、减少热残余应力和促进沉淀物的形成,显著增强了合金的力学性能。对电学、热学性能提升最大的热处理条件为950~1000℃的固溶退火处理1 h+500℃左右的时效硬化处理1~3 h,这是因为固溶退火+时效硬化处理降低了位错密度和残余应力,并产生了有益的沉淀物。本文总结了L-PBF制备CuCrZr合金的成形行为、微观组织和综合性能的研究进展,并对其研究前景和发展方向进行了展望。

关键词：激光增材制造铜铬锆合金成形行为微观组织综合性能

机器人抛光M-ZnS去除函数建模与工艺参数优化

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光学精密工程 2024年第15期32卷 2387-2400页

作者：臧艺凯朱蓓蓓秦琳尚瑶尚俊豪佘中迪陈肖肖峻峰许剑锋华中科技大学机械科学与工程学院湖北武汉430074 上海航天控制技术研究所上海201108 湖北工业大学机械工程学院湖北武汉430068

为研究M-ZnS在机器人抛光过程中的材料去除模型和优化参数组合,探究M-ZnS光学元件的高精度、低成本、批量化制造方案,采用有限元法和数值仿真法,对M-ZnS的机器人抛光材料去除函数模型进行修正。基于有限元法建立了抛光盘的压力分布模型... 详细信息

为研究M-ZnS在机器人抛光过程中的材料去除模型和优化参数组合,探究M-ZnS光学元件的高精度、低成本、批量化制造方案,采用有限元法和数值仿真法,对M-ZnS的机器人抛光材料去除函数模型进行修正。基于有限元法建立了抛光盘的压力分布模型,采用曲线拟合方法得到了压力分布函数。仿真模型和实验数据对比表明,去除函数模型与实验数据中心相对偏差小于8%,证实了修正去除函数模型的有效性。然后,对抛光关键工艺参数进行优化,通过单因素实验法,获得了机器人抛光M-ZnS的优化工艺参数组合:对于10 mm的沥青盘,推荐压力为0.12~0.18 MPa,推荐的转速比为200/-10~200/-50 r/min。最后,采用修正的去除函数模型和优化工艺参数对100 mm口径的M-ZnS平面光学元件进行抛光,并对抛光前后的表面粗糙度和面形精度进行测量和对比。实验结果表明,经过单轮80.39 min抛光,表面质量明显提高,元件淡黄色逐渐褪去,表现为透明材料,面形PV从0.668μm降至0.229μm,收敛率为65%,表面粗糙度Sa从7.911 nm降低至2.472 nm,收敛率为68%。机器人抛光技术可作为M-ZnS光学元件高效高质量加工的重要手段。

关键词：机器人抛光 M-ZnS 去除函数工艺优化面形精度表面粗糙度

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湖北水稻生产全程机械化发展调研报告

农机科技推广 2024年第4期 4-5页

作者：任耀武周雄峰傅华睿湖北省农业机械化技术推广总站

水稻是湖北第一大粮食作物,2023年水稻种植面积3411.23万亩,单产562.34公斤/亩,总产382.96亿斤。其中早稻面积192.87万亩,同比增3.38万亩,连续两年恢复性增长,总产15.55亿斤,单产403.22公斤/亩,同比增3.77公斤/亩,首次突破400公斤/亩大... 详细信息

水稻是湖北第一大粮食作物,2023年水稻种植面积3411.23万亩,单产562.34公斤/亩,总产382.96亿斤。其中早稻面积192.87万亩,同比增3.38万亩,连续两年恢复性增长,总产15.55亿斤,单产403.22公斤/亩,同比增3.77公斤/亩,首次突破400公斤/亩大关;全省中稻3001.98万亩,单产567.25公斤/亩,总产340.57亿斤;晚稻面积216.38万亩,单产461.07公斤/亩,总产19.95亿斤。在粮食作物大面积提单产背景下,湖北水稻单产、总产实现“双增”。

关键词：水稻单产水稻生产全程机械化粮食作物水稻种植面积调研报告中稻晚稻

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喷淋水膜对固体表面红外辐射抑制研究

红外与毫米波学报 2024年第2期43卷 279-287页

作者：杨斌刘志凌韩磊李智伟王振安一峰黄志锋武汉大学动力与机械学院湖北武汉430072 中国舰船研究设计中心湖北武汉430064

本文为揭示喷淋水膜对固体表面的红外辐射抑制机理并建立准确的红外辐射计算方法,开展了水膜对固体表面红外辐射影响规律的理论和实验研究,表明在8~12μm波段,水膜厚度大于100μm时,覆盖水膜固体表面的红外辐射特征主要取决于水膜的红... 详细信息

本文为揭示喷淋水膜对固体表面的红外辐射抑制机理并建立准确的红外辐射计算方法,开展了水膜对固体表面红外辐射影响规律的理论和实验研究,表明在8~12μm波段,水膜厚度大于100μm时,覆盖水膜固体表面的红外辐射特征主要取决于水膜的红外辐射。建立了覆盖水膜固体表面的红外辐射传输模型,对文献中常用计算方法的结果精度进行了分析。采用水膜自由表面温度计算红外辐射误差小于0.3%,而采用固体表面温度计算红外辐射最大误差达8.32%。

关键词：水膜固体表面喷淋降温红外辐射

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双圆弧齿廓椭圆齿轮建模与运动学仿真

机械传动 2024年第2期48卷 90-95页

作者：袁新梅杨立昭黄天成唐伟长江大学机械结构强度与振动研究所湖北荆州434023

为了满足齿轮变传动比运动、提高轮齿承载能力,结合齿轮啮合理论和双圆弧齿廓曲线结构参数特征,提出了一种新型双圆弧齿廓椭圆齿轮。阐述了其节曲线的设计方法,利用SolidWorks软件建立了双圆弧齿廓椭圆齿轮三维模型;使用Adams软件对双... 详细信息

为了满足齿轮变传动比运动、提高轮齿承载能力,结合齿轮啮合理论和双圆弧齿廓曲线结构参数特征,提出了一种新型双圆弧齿廓椭圆齿轮。阐述了其节曲线的设计方法,利用SolidWorks软件建立了双圆弧齿廓椭圆齿轮三维模型;使用Adams软件对双圆弧齿廓椭圆齿轮副模型进行了运动学仿真,分析了不同偏心率对双圆弧椭圆齿轮副传动比变化规律的影响,并对比理论传动比曲线,分析了仿真传动比曲线存在波动误差的影响因素;为了减小齿轮副振动脉冲,给出了偏心率适当的取值范围。本文的设计方法和分析结果对双圆弧齿廓非圆齿轮的参数化设计有理论参考价值,可为双圆弧齿廓椭圆齿轮副数控加工制造及应用提供依据。

关键词：双圆弧齿廓椭圆齿轮运动学仿真变传动比

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Y型管式油水分离结构分离特性仿真分析

工业水处理 2024年第5期44卷 192-197页

作者：华剑胡家浩马忠杰李伟王林虎长江大学机械结构强度与振动研究所湖北荆州434000

管式油水分离技术具有占地面积小、分离效率高、成本低等优点,基于管式油水分离原理,设计一种Y型管式油水分离结构,利用Fluent数值模拟软件,采用标准k-ε湍流模型和Mixture多相流模型,对Y型管内部流场特性以及外部参数对分离效率的影响... 详细信息

管式油水分离技术具有占地面积小、分离效率高、成本低等优点,基于管式油水分离原理,设计一种Y型管式油水分离结构,利用Fluent数值模拟软件,采用标准k-ε湍流模型和Mixture多相流模型,对Y型管内部流场特性以及外部参数对分离效率的影响进行了研究。结果表明,Y型管对流体扰动小,内部流场特性稳定不易产生涡流,能够实现油水分离,支管与主管交汇处存在油水分离现象;油水分离效率随着油滴粒径的增大而逐渐提高,油滴粒径越大越利于油相上浮聚集在Y型管上层,能有效提高油水分离效率;入口速度对油水分离效果的影响很大,速度越大,油相上浮时间越短,Y型管的分离效率越低;分离效率随支管分流比的增大而增大,当入口速度为0.5 m/s时,分流比超过0.4后,分离效率不再增加。研究结果为油水分离提供了新思路,可为Y型管的设计提供理论参考。

关键词： Y型管油水分离分离效率数值模拟

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液固两相流对高压活动弯头的冲蚀磨损研究

润滑与密封 2024年第8期49卷 132-140页

作者：闫冲冲华剑长江大学机械工程学院湖北荆州434023 长江大学机械结构强度与振动研究所湖北荆州434023

为探究水力压裂作业中各因素对活动弯头的冲蚀磨损规律,基于液固两相流理论,利用FLUENT软件研究压裂液流速、颗粒质量流量、颗粒直径、安装角度、公称直径、连接长度、曲率半径对活动弯头冲蚀速率的影响。结果表明:活动弯头易冲蚀区域... 详细信息

为探究水力压裂作业中各因素对活动弯头的冲蚀磨损规律,基于液固两相流理论,利用FLUENT软件研究压裂液流速、颗粒质量流量、颗粒直径、安装角度、公称直径、连接长度、曲率半径对活动弯头冲蚀速率的影响。结果表明:活动弯头易冲蚀区域主要集中在弯头外侧,其最大冲蚀速率和平均冲蚀速率随流速、颗粒质量流量、颗粒直径的增大而增大,随安装角度、公称直径的增大整体上逐渐减小,安装角度位于90°~180°时,最大冲蚀速率和平均冲蚀速率较小且变化平缓;随曲率半径的增大,最大冲蚀速率整体上先减小后增大,平均冲蚀速率逐渐减小;连接长度对最大冲蚀速率和平均冲蚀速率的影响较小。研究表明,压裂液流速是导致冲蚀速率增加的主要因素,通过合理调整压裂液流速可以大大降低活动弯头的冲蚀磨损。该研究结果可为活动弯头的现场使用、冲蚀防护、结构改进及优化提供参考。

关键词：压裂液液固两相流冲蚀磨损活动弯头冲蚀速率数值模拟