【目的】基于ADAMS和ABAQUS软件对热磨机研磨木片的断裂过程进行数值模拟,研究当动、静盘磨齿间的夹角α一定、木片到主轴中心的距离R变化时的场变量输出,从理论上分析磨片破碎区域面积对纤维分离能耗的影响,指导热磨机磨片的优化设计。【方法】结合断裂力学理论,基于数值模拟方法,取动、静盘磨齿间的夹角α=15°,运用ADAMS软件求解木片到主轴中心的距离R分别为370、390、410、430、450 mm 5种情况时木片所受的研磨压力F_m和剪切力F_r,并利用ABAQUS软件将所求得的力加载在木片上进一步模拟木片断裂过程。【结果】1)在热磨机动、静磨齿研磨压力F_m和剪切力F_r的作用下,木片发生断裂破坏,α=15°、R=450 mm时木片的Mises应力变化范围为9.846×10~(-2)～7.493 MPa,第一主应变变化范围为1.235×10~(-5)～2.546×10~(-2),第三主应变变化范围为-1.231×10~(-4)～-1.853×10~(-2),应变E_(23)变化范围为-3.481×10~(-2)～3.756×10~(-3),较大的应力应变主要分布在裂纹附近,木片左右两侧的应力应变逐渐减小。α=15°、R=450 mm时木片节点位移U_1的变化范围为-7.605×10~(-4)～1.693×10~(-3)mm,节点位移U_3的变化范围为-3.334×10~(-2)～1.966×10~(-2)mm,U_3的变化范围大于U_1的变化范围,木片主要沿U_3方向被撕裂,即木片在被研磨过程中主要在剪切力F_r的作用下沿木片横纹方向被分离。2)在磨片破碎区,当动、静盘磨齿间的夹角α一定时,木片到主轴中心的距离R增大,木片的Mises应力、正应力、Magnitude、节点位移呈增大趋势。当木片到主轴中心的距离R越大,即破碎区面积越大时,木片所受应力应变增大,木片断裂越容易。【结论】1)木片被研磨过程中主要在剪切力F_r的作用下沿木片横纹方向被分离,对磨片进行结构设计和优化分析时应尽可能增加磨齿对木片的剪切力F_r,使磨片破碎区木片的断裂程度更充分,降低粗磨区和精磨区的纤维分离能耗。2)热磨机研磨木片时木片到主轴中心的距离R越大,即破碎区面积越大,木片断裂就越容易,合理设计磨片破碎区域面积可以降低纤维分离能耗。3)运用ABAQUS软件模拟木片到主轴中心的距离R不等时的场变量输出,从理论上分析磨片破碎区域面积对纤维分离能耗的影响,可以指导热磨机磨片的优化设计。

针对“传热学”“摩擦学原理”以及“电动汽车传动系统的结构与控制”等课程现场实验教学难以开展的问题，运用数值模拟技术对离合器换挡过程中换挡滑块的磨损量进行了有限元模拟仿真。采用响应面法设计仿真实验方案，对不同换挡力、接合套转速、摩擦系数作用下的换挡滑块磨损量进行计算；建立了换挡滑块磨损量的线性回归预测模型，并由此提出了通过控制换挡过程中的换挡力和滑块位移来保证自动机械变速器（AMT）使用寿命的多目标协同控制策略。经过多学科协同教学和数值仿真训练，不仅能够使学生将课本中的理论知识学以致用，同时培养了学生的自主创新意识和工程实践能力。

利用离散单元法与流体动力学耦合的方法研究了不同入口流速(0.6、1.2、1.7 m/s)和额定转速(2650、2800、3000 r/min)下单级离心泵内部流场变化、磨损部位、磨损量、输送能力。结果表明：离心泵叶轮叶片尾部易发生空化现象，入口流速对叶片空化现象、出水管道滞留区域产生的影响大于转速的；9种工况下离心泵最大磨损量出现在叶片尾部，转速从2650 r/min变化为3000 r/min时，磨损最严重的部位由叶片1、4尾部变为叶片1、2尾部，叶轮叶片为离心泵磨损最严重的部件，占离心泵总磨损量的38.10%～49.41%；离心泵内沙粒平均停留时间表明，流速对离心泵输送性能的影响大于转速的，入口流速0.6m/s、1.2m/s、1.7m/s下沙粒平均停留时间分别为0.144、0.068、0.052 s，说明随着流速的增加，离心泵输送性能增强。

利用离散单元法与流体动力学耦合的方法研究了不同入口流速(0.6、1.2、1.7 m/s)和额定转速(2650、2800、3000 r/min)下单级离心泵内部流场变化、磨损部位、磨损量、输送能力。结果表明：离心泵叶轮叶片尾部易发生空化现象，入口流速对叶片空化现象、出水管道滞留区域产生的影响大于转速的；9种工况下离心泵最大磨损量出现在叶片尾部，转速从2650 r/min变化为3000 r/min时，磨损最严重的部位由叶片1、4尾部变为叶片1、2尾部，叶轮叶片为离心泵磨损最严重的部件，占离心泵总磨损量的38.10%～49.41%；离心泵内沙粒平均停留时间表明，流速对离心泵输送性能的影响大于转速的，入口流速0.6m/s、1.2m/s、1.7m/s下沙粒平均停留时间分别为0.144、0.068、0.052 s，说明随着流速的增加，离心泵输送性能增强。

为进一步明确秸秆热解过程的影响因素及其相互作用,本研究系统分析2000—2018年国内外秸秆热解研究的相关文献,总结秸秆热解研究中存在的问题。从数值模拟分析的角度对影响秸秆热解过程的因素进行归纳分类,分析数值模拟中需要考虑的因素及其应用,如基于非稳态数值模拟可实时监测秸秆热解过程中装置内部瞬时温度分布、挥发分流动路径、秸秆颗粒流动规律及浓度分布等瞬态物理量变化。阐述将CFD数值模拟与试验测试、理论推导相结合来研究秸秆热解的必要性,并分析此种研究方式的可行性。

岩石中普遍存在各向异性裂隙，其中单节理作为一种简单基础的裂隙结构，其力学行为研究可为评价和预测更复杂岩石体系的力学性能奠定基础。为研究单节理岩石的微观裂缝演化机制与规律，探究其对宏观力学参数和破坏特征的影响，该文以滇中引水工程大理段香炉山隧洞的节理岩体为研究对象，采用二维颗粒流数值程序对完整岩石和单节理岩石进行单轴压缩模拟试验，分析节理长度及倾角的变化对宏观力学参数和破坏特征的影响。结果表明：单节理岩石的节理越长、倾角越小，单轴抗压强度、峰值应变和弹性模量越小；节理越长，节理倾角对峰值应力、峰值应变和弹性模量的敏感性越高；试样大多呈张拉破坏，裂纹萌生顺序为翼裂纹、剪切裂纹、次生剪切裂纹和远场裂纹；随着节理倾角增大，起裂位置由节理中部向尖端转移，起裂方向由垂直于节理倾向转为平行于节理倾向；节理长度越长，破坏形成的主拉裂纹越少，裂纹类型越简单，翼裂纹起裂越早，剪切裂纹起裂越晚。

为探寻木质粉末热压成形致密化规律，基于杨木粉末与芦苇粉末热压成形实验数据，借助有限元法分析成形压力对其压坯密度的影响，并通过理论计算与实验验证相结合的方法对成形压力与压坯密度的关系进行回归分析。结果表明：在热压工艺条件下，依据Ｓｈｉｍａ模型的计算数据与实验结果存在明显偏差，但当成形压力不小于５０ ｍＰａ时，通过理论计算、实验检测与分析修正获得的由理论方程与修正项组成的杨木粉末和芦苇粉末的热压成形＂压力－密度＂模型与实验结果高度吻合。

本文研究了木片热磨机械浆 (TMP)增强尼龙复合材料的力学性能、热学性能、加工性能。用多元统计分析中的主成分分析法优化设计木片热磨机械浆增强尼龙复合材料 ,合理地确定多项性能兼优的最佳纤维含量。分析了复合材料的界面改性及其微观结构。在木片热磨机械浆与尼龙复合材料复合时加入具有线型结构的羧化聚合物偶联剂 ,会形成氢键结合 ,可提高木片热磨机械浆与尼龙之间的相容性 ,产生良好的界面粘合作用。

采用美科LF–HVOF超音速火焰喷涂系统,对45钢表面喷涂厚约300μm的WC–12Ni硬质涂层,利用显微硬度计、X射线衍射仪和场发射扫描电镜分别表征硬质涂层的硬度、相结构和表面形貌;以65Mn弹簧钢作为对比材料,利用湿砂橡胶轮磨损试验测试涂层的磨料磨损性能。结果表明:WC–12Ni硬质涂层硬度为1 020HV0.3,碳化钨硬质颗粒的相结构为WC相与少量WC1–x相,粘结相镍为面心立方Ni相,碳化钨硬质颗粒大小为210μm,均匀致密,孔隙率为8%;随砂水比由3∶1降至3∶2、载荷由40 N增至110 N,

【目的】研究裂缝对渗流场影响的数值模拟方法,为岩石、混凝土等材料裂缝渗流场的变化研究提供支持。【方法】在等效连续介质模型框架下提出渗透系数张量修正法,并基于流量等效原理推导出修正单元的渗透系数张量矩阵。应用有限元分析软件,分别建立裂缝位于构件边界和构件内部时的分析模型,应用渗透系数张量修正法得到的渗透系数张量表达式定义裂缝单元的渗透特性,将模拟所得渗流场与裂缝真实存在的数值分析结果进行比较,并通过改变修正单元的尺寸分析渗透系数张量修正法对单元尺寸的依赖性。【结果】修正单元为10倍裂缝宽度时,与精确解相比,各分析模型所得渗流量及相应断面孔隙水压的误差均小于0.5%。就单元尺寸依赖性而言,为满足工...

本文通过建立理论模型,从期限错配的角度探讨银行业为何出现系统的流动性风险的问题。研究发现,期限错配可导致银行间市场的资产价格(利率)非连续性地急剧下降(上升)。同时,可被预期到的中央银行对市场注入流动性的行为使得银行选择更严重的期限错配,进而恶化流动性危机。基于此,本文从监管期限错配、避免市场过度依赖央行干预行为,加强宏观和微观审慎监管等角度提出对策建议。

近年来受大风天气影响,树倒墙塌、高空坠物、广告牌散落等情况时有发生,严重影响社区居民安全,迫切需要识别出大风天气下社区内重点危险区域并加以防范。该文以北京市石景山区某社区风场为例进行场景建模,利用数值模拟与机器学习寻找社区特征点,完成特征点风速数据到风场数据的预测。以10个特征点数据预测6 681个点的风场数据为例,基于7 917个训练风场、 2 026个测试风场的模型训练测试结果表明:东西方向1 m/s以上速度的预测值平均相对误差为5.8%,南北方向1 m/s以上速度的预测值平均相对误差为6.2%。采用该方法可以快速获得满足精度要求的社区背景风场以指导社区风险防范、应急决策与救援,对于保障社区安全具有重要意义。

核电厂压力容器启停堆和正常运行时，温度压力会在一定范围内发生波动，随着波动次数的增加，会对设备和管道造成严重疲劳损伤。依托北京某高校高温高压腐蚀实验站亚临界水汽环境结构材料试验装置双回路，设计了一种承压管道高通量热疲劳试验方法。基于该试验方法，完成了瞬态水温变化对管道疲劳裂纹扩展的影响研究。结果表明，疲劳裂纹扩展速率随冷却速率降低而逐渐降低。结合有限元数值模拟和三维裂纹扩展分析软件建立了阶梯管道结构的热疲劳裂纹扩展速率模型，并用试验结果对模型进行了修正。

研究日光温室不同通风形式对室内湿热特性的影响。采用计算流体动力学数值模拟方法，构建日光温室作物-环境湿热系统的数值模拟模型。将模拟结果与试验测量结果进行对比，温度和相对湿度的模拟值与实测值的最大相对误差分别为4.7%和4.1%,验证了所构建模型的准确性。应用该模型模拟不同通风形式下温室内的气流和温湿度分布情况，比较分析不同的通风形式对室内湿热特性的影响。结果表明：不同的通风形式会影响室内气流的运动轨迹和速度，从而影响室内温度和相对湿度的分布变化。仅开启上通风口通风时，室内的平均温度和相对湿度较高，气候分布均匀，整体变化较小，适宜冬春季节或清晨傍晚室内温湿度较低时的通风要求；仅开启下通风口通风时室内温湿度分布模式均匀性最差，进风口处的温湿度明显低于北墙，且进口存在涡流，不利于作物生长发育；上、下通风口均只开一半通风时，作物区平均温度和相对湿度分别为39.3℃和25%,上、下通风口均全开时作物区平均温度和相对湿度为36.8℃和23.7%,较于前者室内温度和相对湿度分别降低了2.5℃和1.3%,适宜于炎热天气下日光温室内的降温除湿要求。

蛇形管空油换热器可用于航空发动机的冷却,该文通过数值模拟研究了蛇形管内航空煤油的流动换热特性,分析了燃油入口流速、管壁温及蛇形管直管段长度对流动换热的影响,对比了直管段与弯管段、常物性与变物性下流动换热特性的差异。综合考虑换热器的紧凑度及燃油流过换热器时可能发生结焦,蛇形管内径取值2.0 mm,另外燃油流过蛇形管时被加热,温度可以升高数百摄氏度,燃油物性将会产生剧烈变化,因此本研究特别关注蛇形细管内燃油的变物性流动换热特性。研究结果表明:弯管段的对流换热系数明显高于直管段,但同时弯管段压降也显著增大;变物性的对流换热系数明显高于常物性,而变物性的压损明显低于常物性;变物性时管壁温对流动换热特性的影响较为显著,而直管段长度对流动换热特性的影响相对较弱。