传统卷板机工作辊转速不可调节,采用电液变频调速技术以实现上工作辊的无级调速,扩大了调速范围.在对泵控液压马达构成的电液无级调速系统进行静态特性、动态特性等理论分析的基础上,建立了调速系统的数学模型,为工作辊速度调节提供了理论依据,对卷板机方案设计和技术改造具有参考意义.

传统卷板机工作辊转速不可调节,采用变频调速工作方式,即微控制器、交流电机和变频器三者相结合的技术方案,不仅实现了上工作辊的无级调速,扩大了调速范围,还具有结构简单、工作可靠、节能、改造成本低等优点.

采用集中质量法,建立了水下锚系观测系统的运动方程,编制MATLAB程序在时域内计算分析了锚系在布放过程中的姿态变化、动态张力变化及速度变化,并对比分析了四种锚系型式和3种海底底质刚度对锚系最终入土深度的影响.研究表明:(1)锚系在布放过程中,第一阶段姿态变化幅度较大,触底时,锚系各节点的张力达到最大值,动态张力变化幅度较大,设计锚系需要选取足够强度的系留缆索;(2)海底地质刚度越大,入土越浅,但同时会引起硬性冲击,在设计锚系时,需要充分调研当地海域的情况,据此合理设计锚系;(3)在锚系浮力满足回收的前提下,合理增设小浮球组可以有效减小入土深度,还可以进一步提高锚系回收的可靠性,降低着底冲击力.

对潜标定位布放中的抗漂移技术进行研究.在满足总浮力需求的前提下,从提高回收可靠性的角度出发,针对4种潜标结构方案,采用集中质量法建立潜标的数学模型,对比分析浮力部件、海流速度和海床底质对水平漂移量的影响.仿真结果表明:增加浮力部件会增大水平漂移量,而改变浮力部件的安装位置对水平漂移量的影响较小;海流速度越大,潜标在水平方向上的漂移量就越大,在布放潜标时,需考虑当地的海流速度;海床底质对峰值张力和稳态张力的影响较小,但在触底过程中,缆索交替出现松弛和张紧现象,海床刚度越大,振动幅度和频率就越大.

小专题研讨教学法是过程考核的主要手段之一.文中从流体力学绪论、静力学、动力学等方面,对小专题方案进行了设计,给出了与流体力学教学内容相对应的小专题设计实例及其应用范围.学生采用分组方式,在课堂上展示解决问题的方法和过程,并接受质疑.小专题研讨教学法的实施,可强化学生的主体意识,激发学习兴趣,鼓励学生自主思考,积极参与教学活动,以促进学习效果和应用能力的提升.

电液推进机构用于大型构件的移位装船作业,由夹紧模块夹持钢轨以提供反力支撑,通过推进液压缸完成构件的移位.电液推进机构采用变转速泵控方式,微控制器发出脉宽调制控制信号,作为变频器的输入指令信号,改变定量液压泵驱动电机的转速,以调节定量液压泵的输出流量,进而控制构件的移位速度.工程应用表明变转速电液推进机构具有效率高、响应快等特点,能够满足构件移位的作业需求.

通过使用MATLAB仿真计算方法,研究了潜标锚系浮力配置方案对于动态布放过程力学性能的影响.文中列举了4种锚系浮力配置方案,运用集中质量法建立了4种锚系的弹簧-质量节点模型,通过编写MATLAB仿真程序,模拟了4种锚系的布放运动过程.通过对布放运动过程中的锚系姿态轨迹、垂向运动、水平运动、海床基着底过程和缆段张力变化等指标进行对比,得出4种锚系各自布放力学性能指标上的优劣.仿真结果表明:将多个浮球集成为单个大浮力节点的方案缩短了锚系整体长度,有利于锚系在水中维持垂直度,但降低了锚系抗漂移能力;将浮力节点分散布置在各非浮力结构节点上方,可以降低连接缆段上的张力极值,但会使张力变化幅值增大.基于仿真结果,建议潜标锚系浮力配置优化的设计思路为:集中小浮球为紧凑浮力节点,适当加长上部浮力节点与下部非浮力节点之间的距离,浮力节点分散布置和适量减少上部的浮力节点数量.

倾倒机构是卷板机活动机架可靠工作的重要保证,原有液压系统安全性不高,如果管路破裂将导致活动机架位置不可控.对原有液压系统进行了改进,将液控单向阀安装在倾倒液压缸上,分析了液控单向阀和单向节流阀构成的液压平衡回路新方案的特性.卷板机运行实践表明倾倒机构的安全性得到提高.

卷板机工作辊采用液压马达驱动.针对液压马达故障率高,分析了原有液压系统的缺点,即进油口补油不充分和制动平稳性差等特点,提出了改进措施,设计了具有完全补油和平稳缓冲特点的改进方案,从而提高了液压马达的使用寿命.

海洋资料浮标会对周围流场产生影响,从而影响流速剖面数据的准确度.为了探究浮标平台对流场的扰动深度,借助计算流体力学方法,建立了数值水池,并对全尺度的浮标模型进行了不同流速下的仿真.仿真结果显示,浮标受到的流速阻力与模型试验结果相近.对浮标周围的速度场进行分析,发现浮标对流场的扰动是水平面圆柱绕流和竖直面梯形绕流的结合,会在浮标上游和下游形成流速减慢区,浮标中游两侧和下方形成流速加快区,流场呈现紊乱状态.浮标平台的扰动深度随着流速的增大而增大,根据两种误差标准(1 cm/s误差和5％误差),计算了不同流速下的影响深度.该研究为ADCP的安装提供了指导,也为数据处理提供了依据,有利于提高ADCP的测流精度.

A new kind of double-helix rotary cylinder and it's working principle is introduced.The 3D assembly model of the double-helix rotary cylinder is established in Pro/E.The finite element modeling and the static structure analysis of the key part,double helix pair,is car-ried out by finite element analysis software—Ansys-Workbench.The model is proved to be correct.The influence and relation on output torque of the cylinder and screw thread stress by different pressure,friction coefficient and the number of thread are analyzed,which provide reference for parameters choice and structure design of the rotary cylinder.

There are defects in traditional liquid level control system of twin roll casting head-box, this study proposes one kind of liquid level precise control system for the head-box based on a combination of laser precise ranging and precise servo control system. Precise laser rangefinder implemented stable highprecision non-contact measurement of the molten aluminum level. A fast responsive and precise servo motion control system was constructed by linear slide module, AC servo driver and servo motion controller. The software of the servo control system for the liquid level was developed with a friendly human-machine interface, simplicity, efficiency, reliability by Delphi integrated development environment. The laboratory experiments and operations of the control system ensured rapid installation and commissioning on the production line. The system application shows that the control process is stable and reliable, and liquid level control error is not greater than ± 1.0mm. Keywords—twin-roll casting head-box; laser precise ranging; liquid level; precise servo control; linear slide module

《流体力学》是机械工程、热能动力工程、航空航天、环境工程等工程专业的重要基础课程,是机械、能源类专业必修的主干核心课程.《流体力学》课程教学一般在理论传授基础上辅以实验教学,但常因学生人数多、硬件配置不足等问题,仅少量实验内容可以全程参与,多数则以演示为主甚至放弃,学生理论结合实际的学习效果不佳,难以调动学习探索的热情.本文拟利用CFD流场仿真技术,整合课程虚拟实验案例,形成与理论相配合的虚拟实验体系,一方面弥补了现场实验教学硬件或人员配置条件不足带来的问题,提升理论与实验结合学习的效果;另一方面让学生从流体力学典型问题的底层数学模型出发,认知方程组构建的封闭性与可计算性,认知目前新兴的流体力学研究第三种方法,即计算机数值仿真方法,以提升教学效果.

不同情况下,油水两相在水平圆管中流动会形成不同的流型,研究流型的影响因素对合理选择管道参数、管道腐蚀与防护以及油水分离具有重要意义.应用Fluent软件对不同入口速度下及不同管径的水平圆管油水两相流流型进行数值模拟,分别得到不同入口速度模型下不同管径水平圆管内的油水两相体积分数云图,画出流型图,并分析.结果表明:入口速度0 m/s～0.5 m/s时,管径对流型变化无明显影响;入口速度1.0 m/s～2.0 m/s时,管径大小成为影响水平圆管油水两相流流型的关键因素.

海水中的标志性气体是追索海洋物理、化学和生物过程变化的有效示踪剂.水下气相色谱原位气体测试系统有望成为一种有效的深海气体原位检测技术,能在水下对深海中的多种溶解性气体进行准确的原位检测.进样泵是水下气相色谱原位气体测试系统的一个重要部件,阐述了进样泵耐压壳体的计算模型,仿真分析了压力储备对不同布放深度下壁厚的影响.

基于ABAQUS有限元分析软件,建立组合密封圈的有限元模型,分析工作介质压力和组合密封圈的橡胶环材料硬度对密封性能的影响.通过应力应变云图对比分析,得出组合密封圈与工作介质压力、材料硬度之间的密封规律.

对沉积物间隙水在充满超纯水的采样管内的流动和扩散规律的研究是之后对样品进行分析研究的基础.建立了流体运动的数学模型,利用FLUENT软件中的组分输运模型对质量分数为1％的nacl溶液在水中的扩散进行了仿真.模拟了在一定入口流速下从采样管和间隙水交界处开始的溶液浓度分布规律,分别讨论了流速梯度及分子扩散对溶液浓度分布的影响,通过仿真分析验证了理论公式的正确性.

利用海流发电装置原位地捕获能量将成为实现海底观测仪器长期供电的一种新方式.对海流发电装置翼型前缘及后缘进行结构改进,并利用FLUENT软件和k-ωSST两方程湍流模型对翼型绕流问题进行求解,结果表明前缘半径适当增大,最大升阻比增大,失速攻角将变大;而采用对称增加后缘厚度的方法,升力系数随厚度增大略有提升,但阻力系数亦同时增大.

研制水田平地机对保证水稻高产稳产具有重要的理论意义和实用价值.本文分析了水田平地的特点与要求,在此基础上设计了一种水田平地机.介绍了其结构、主要作业方式,并着重对其多自由度原理进行了分析.分析表明本文设计的平地装置结构简单且强度大,平地动作齐全,能够提高平地作业生产效率.本装置使用拖拉机等作为牵引动力,标准化悬挂装置等安装快捷,制造、使用成本低.

水下升降剖面仪用于海洋环境观测、海洋资源开发以及国家安全等各种领域,绞车系统是水下升降剖面仪机械结构的核心部分.探讨了剖面仪绞车系统主要结构部件的分析设计过程,根据计算出的参数,通过SolidWorks建立了绞车系统三维模型,并进行了运动仿真,所设计的绞车系统结构紧凑,运动符合预期要求.