基于KBE的壳体内部管路设计系统

合集下载

基于KBE的压铸模推出导向CAD系统分析

ｓｎ，ｈｎｐｃｉｎａｄｔｅｅｐｒｎｏｔｅｓｓｅ，ｒｗｓｕｅｆｅｏｏｃｌｖｌｒｃｓｉｇｐｏｅｓｏｈｒｇａ，ｏｔｅｉｓｅｔｎｈｘｅｉｏｍｅｔｔｈｙｔｍｄａｐａｓｔｏｃｎｍｉａａｉｐｏｅｓｎｒｃｓｒｔｅｐｏｒｍｄ
提出初步模型和完成系统分析。那么，了发挥系统的功能及达到系统的目标，系统加以周详的分析、为对比较、考察和试验，制订一套经济有效的处理步骤或程序，是提出对原有系统改进方案等就变得尤为重或
要。
关键词：Ｅ；ＫＢ系统分析；能结构分析功中图分类号：Ｐ３１７Ｔ９．２文献标志码：Ａ
数驱动的方式实现；４）能够保存利用本系统所获得的关于推出导向系统的全部相关数据。
２软件需求分析
本系统的业务需求是要让使用者在进行压铸模
推出导向系统设计时，具有更多的理论依据，而实从
４系统数据流程分析
ＷＥＮＳｈａｇｑａｎｉｏ
Ａｎｌｓｓｏｈｏｅｇ－ａｅｇｎｅｉｇＥｅｔｇｇｉｉｇＣＡＤＳｓｅｏｅａｙｉｎｔｅＫｎｗｌｄｅｂｓｄＥｎｉｅｒｎｊｅｉ－ｕｄｎｎｙｔｍｆＤｉ
（ｎｉｇＶｏａｉｎｌｎｃｎｌｇｌｇｆＩｆｒｔｏ）ＮａｊｎｃｔａｄＴｅｈｏｏｙＣｏｌｅｏｎｏｍａｉｎｏａｅ

基于MBD技术的零件参数化工艺设计及应用

AMESim 软件是法国IMAGINE 公司推出的专门用于液压机械系统建模、仿真及动力学分析的软件。

对于液压壳体装配，常规的建模方法是在清楚地了解系统结构和工作原理的基础上，利用AMESim 自身丰富的元件应用库逐个进行各个部件的建模，最终对照原理图将各个部件组合成完整的系统。

但是液压壳体装配结构复杂，各个部件间的连接关系错综交错，常规的系统建模方法费时费力，且仿真模型的正确性以及与原理图的一致性均难以保证。

使用内部管路设计系统设计的液压壳体装配中，已经包含了元件信息和元件连接关系信息，系统调用AMESim API 可以将液压壳体装配直接转化为AMESim 仿真模型（图4）。

四、结语使用KBE 思想指导液压壳体装配的设计，将液压壳体装配的设计流程和设计知识软件化，使设计开发的自动化程度大大提高，将设计人员从繁琐的程序化的设计工作中解脱出来，专注于创新性设计，能有效节约设计成本，同时使企业的设计知识积累标准化，有助于设计质量的提高。

基于KBE 思想开发的内部管路设计系统，集成企业的知识和资源，与液压壳体装配类型的产品设计过程契合程度高。

使用成熟的NX 二次开发工具开发完成，系统稳定性好，后期的工作集中在系统数据管理和系统功能扩展等方面。

IM图4 Amesim 仿真模型输出示意基于MBD 技术的零件参数化工艺设计及应用撰文/洛阳电光设备研究所蒋华锋一、引言近年来，我国制造业迅速发展，特别是航空工业，广泛采用了MBD 技术用于产品研发和制造。

随着产品零件的标准化程度越来越高、精度越来越高、生产批量越来越大，以及工艺周期不断缩短，如何提高三维设计及生产效率成了企业关心的问题。

根据以往的经验，企业如果能在产品设计和制造过程中重用已有成熟的设计及制造资源，就可以提高设计速度和产品生产质量。

特别是在那些产品及其零部件系列化、标准化程度较高，生产批量较大的企业，设计和制造资源重用是一种提高工艺准备工作质量、减少工艺准备工作量、缩短工艺准备周期的有效方法。

基于KBE主梁参数化设计系统研究论文

基于KBE的主梁参数化设计系统研究【摘要】本文以通用桥式起重机的主梁为研究对象，在知识工程（kbe）的环境下，利用vb和solidworks软件，采用参数化设计技术、装配草图技术、工程图调整技术，实现了主梁的设计计算、详细设计、工程图绘制和工艺表制作的集成一体化，开发了主梁参数化设计系统。

提高了主梁的设计效率和设计质量，缩短了主梁的开发周期，提高了企业的竞争力。

【关键词】kbe；主梁设计计算；装配草图0.前言本以通用桥式起重机的主梁为研究对象，根据主梁金属结构的系列化和标准化特点，在keb环境中，以vb为开发语言，solidworks 为开发平台，采用参数化设计技术、装配草图技术、工程图调整技术，实现了主梁的设计计算、详细设计、工程图绘制和工艺表制作的集成一体化，开发了主梁参数化设计系统。

1.知识工程（kbe）主梁kbe知识库在选择合适知识建模工具的基础上，采用参数化设计技术、装配草图技术、工程图调整技术，利用编程语言，将设计标准、手册、专家经验进行计算机化、格式化和标准化，生成主梁计算模块、详细设计模块、工程图调整模块和工艺信息模块，并应用数据库技术对这些模块知识进行有效地集成和管理，最终实现主梁kbe知识库的建立。

2.主梁参数化设计系统开发2.1 主梁参数化设计流程根据企业设计现状与实际需求，将桥式起重机主梁参数化设计系统开发分为以下几个步骤：①分析主梁结构，归纳总结，对主梁进行模块划分；②依据主梁的模块划分，建立不同类型的主梁零部件三维主模型、工程图模板；③依据起重机设计规范、起重机设计手册、设计经验等，建立主梁简化计算模块；④确定主梁的驱动、从动参数与关联规则等，完成主梁详细设计模块的程序；⑤根据主模型，完成模型驱动模块的程序；⑥完成工程图调整模块的程序，更新工程图；⑦针对主梁的制造的工艺流程，建立主梁信息表模块；⑧将主梁设计知识、工艺要求、主模型融合在一起，建立系统所需的kbe知识库。

我国模具CAD／CAE／CAM／PDM发展现状及发展建议

我国模具CAD／CAE／CAM／PDM发展现状及发展建议专稿《电加工与模具),2010年增刊我国模具C/CPDM发展现状及发展建议中国模协技术委员会李德群(执笔)中图分类号:TG76,TP391.7文献标识码:A文章编号:1009—279X(2010)SO～0041—041我国模具.PDM发展现状模具cAD/CAE/CAM是改造传统模具生产方式的关键技术,是一项高科技,高效益的系统工程.它以计算机软件的形式,为企业提供一种有效的辅助工具,使工程技术人员借助于计算机对产品性能,模具结构,成形工艺,数控加工及生产管理进行设计和优化.模具CAD/CAE/CAM技术能显着缩短模具设计与制造周期,降低生产成本和提高产品质量已成为模具界的共识.随着CAM/CAE软件及其他应用软件的普及应用,计算机产生的各种类型,格式各异的数据资料,如市场分析报告,产品设计信息,加工图纸,零件加工工艺,数控加工程序清单,仿真测试结果分析及各种说明书等,迅速增加.如何有效管理这些异构数据资料成为了企业面临的一大难题.PDM系统作为一个信息沟通平台,可对企业的各种产品及其相关数据进行统一管理,并在产品整个的开发过程中协助管理者对开发过程进行有效控制和管理.与此同时,设计人员在产品生命周期内的各个环节与产品过程相关的各个地方均能及时,准确地获取产品的相关信息,并对产品数据进行一定权限范围内的操作.这种产品数据的高度集成和共享,使得新产品的开发时间和成本大为缩减."十一五"期间,我国模具cAD/CAE/cAM/PDM技术取得了长足的进步,具体表现在以下几个方面:(1)开发出具有自主知识产权的系列CAD/CAM/CAE品牌软件华天软件,中创软件与日本最大的CAD/CAM收稿日期:2009～12—10作者简介:李德群,男,1945年生,华中科技大学材料学院教授,中国模协技术委员会副主任兼cAD/cAM技术部主任.软件公司UEL合作,结合El本工业界最佳实践,采取引进,消化,吸收,再创新的方式,开发完成具有中国自主知识产权的三维CAD/CAM软件SINOV A—T10NV1.0.这标志着我国在三维CAD/CAM软件研发领域实现了重大突破.SINOV ATlON软件是三维CAD/CAM一体化的应用软件系统,该软件具有最先进的混合型建模,参数化设计,丰富的特征造型功能.提供了经过业界验证的具有国际先进水平的CAM加工,冲压模具,注塑模具等应用技术.特别适合汽车,汽车零部件,机床,通用机械,模具及工艺装备等行业的设计及加工应用.SINOV A—TION冲压模具设计解决方案为专业设计人员提供了一套经过业界验证的CAD解决方案组合,包括高效的冲压工艺设计,精确的冲压回弹补偿和专业的冲压模具结构设计等功能.SINOV ATION注塑模设计与加工解决方案是根据注塑模具设计,制造经验,将产品成形工艺与工程分析软件相结合,开发的适用于注塑模具设计专用的软件包.方案以三维参数化建模CAD软件为基础,涵盖了从零件设计,分析,自动分模创建模具,电极设计,工程图创建等整个过程,体现出高品质,灵活,高效的设计理念,为注塑模具设计工作提供了专业的技术应用平台. CAXA系列化软件在开发自主知识产权的知名品牌的道路上不断取得新成果,如新一代集成软件CAxA V5PLM首次将成熟的2D,3D,CAPP,MPM和DDM技术在统一的数据模型基础上进行整合, 覆盖了从概念设计,详细设计,工艺流程到生产制造管理的各个环节,并通过数字化仿真帮助企业优化产品设计和生产制造的整个过程.上海模具CAD国家工程研究中心在国内较早地开始了基于知识的工程技术(KBE)研究,在塑性成形和模具设计知识的获取与表示,知识的推理机制,知识的集成与管理以及知识的发现等KBE关键--———41?———《电加工与模具)2010年增刊专稿技术上进行了行之有效的研究,形成了适用于不同行业,不同类型KBE系统的一整套开发思路及相关的KBE应用软件.华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室开发的注塑成形模拟软件"华塑CAE",铸造成形模拟软件"华铸CAE"和板料成形模拟软件"FAS—TAMP"又有新发展.目前研究的重点是微宏观分析相结合,数值计算和人工智能相结合,目标是将模拟软件由传统的被动式计算工具提升为主动式优化系统.随着应用的不断深入和广泛,系列化模拟软件华塑CAE,华铸CAE和FASTAMP已成为我国模具行业具有自主知识产权的主导技术和知名品牌.湖南大学以先进冲压CAE技术为突破口,开发出一套包括冲压工艺设计和汽车覆盖件模具设计和制造的系列化软件.其冲压仿真CAE自动建模系统CADEM一工能利用模具表面数控轨迹数据作为网格生成的几何数据源,使建模效率成倍提高,对于汽车覆盖件成形,在同样精度下可使仿真模型网格单元减少近20%～40%.冲压仿真CAE系统CADEM—II采用先进的理论和算法,在保证冲压件大变形计算精度的前提下显着地提高了分析速度. 冲压工艺分析与设计系统CADEM一Ⅲ采用壳体失稳理论预测覆盖件成形中的起皱趋势,采用基于仿真的毛坯反算技术,实现了复杂零件的毛坯形状和尺寸的迭代反求.(2)广泛采用了CAD/CAE/CAM技术并在应用中取得了显着效益其中最大的技术进步无疑是三维CAD方面的重大突破.一汽模具,天汽模,东风模具,福田潍坊模具等企业的三维CAD普及率达到100%.其他骨干企业正在加快进行二维CAD到三维CAD的过渡.国外的有些知名企业至今也尚未做到100%的三维CAD.由于采用三维CAD技术,使过去分散在各个信息孤岛的CAD,CAE,CAM连成一片,实现了一体化,为模具全程数字化制造提供了技术基础.少数企业的整个流程已完全实现了数字化加工和无图化生产,正在为将来的自动化加工和柔性生产积极创造条件.一些先进企业在模具结构设计完成后,采用截面检查,干涉检查,静态运动干涉检查,运动模拟等分析手段,真实反映模具的实际工作状态,保证了实体设计的可靠性.一42一CAE分析普及率明显提高,少数企业已达到100%,CAE不再是高不可攀的技术,更不是束之高阁的摆设,而是一个必不可少的工具,它帮助设计者在设计阶段"先知先觉",对模具调试时可能出现的问题进行处理,做到"防患于未然".在参数化设计方面也取得了长足的进步.国内一些骨干企业已建立了模具基础结构图库,还建立了标准件图库.利用参数化手段,根据模具结构特点,选择基础构架,设计者只需要控制几个基本的特. 征参数,系统将会根据事先输入到计算机中的结构规则,自动提供合理的结构方案,设计者只需做少许调整和装配即可完成设计.设计规则的引入,使三维实体模具结构设计达到了一个更高的层次. (3)PDM技术不断发展目前,国外的公司已开发出一些产品功能齐全,开放性好,思想新颖,技术先进的PDM产品.如UGS公司的IMAN,IBM公司的ProductManager, SDRC公司的Metaphase,PTC公司的Windchill等, 这些产品在波音,IBM,福特汽车,通用汽车等公司得到推广应用,取得了成功.国内的一些企业,如春兰,海尔,长虹和康佳等采用IMAN系统,西安飞机设计所采用IBM的PM系统,也取得了一定的成功.与此同时,国内的软件厂商也纷纷推出了自己的PDM产品,如武汉天喻公司的IntePDM,武汉开目技术集成公司的KMPDM,清华同方软件公司的TFPDMS等.国产的PDM系统,无论是在功能上,技术上,思想上还是稳定性方面与国外的产品都有较大的差距,但在价格和定制程度方面有一定优势, 因此在国内的一些企业中也得到应用,如天喻公司的IntePDM系统,同方公司的TFPDM系统,大恒公司的DHPDM系统等.2我国模具CAD/CAE/CAM/PDM与国际先进水平的主要差距与国外发达国家相比,我国模具CAD/CAE/CAM/PDM技术发展水平还很低,差距很大.主要表现在以下方面:(1)软件开发进度和水平低目前三维CAD/cAM软件的核心技术目前仍掌握在欧美日等发达国家手中,占主流地位的模具CAD软件主要有Pm/E,I—DEAS,UG等,中国的三维CAD/CAM市场几乎被国外产品完全垄断.每年中国制造企业采购三维CAD/CAM软件的金额高达专稿《电加工与模具)2olo年增刊几十亿元,而且还在以每年20%的速度递增.这种尴尬局面不仅使得制造企业承受了高昂的成本压力,而且支撑产品创新的核心工具受制于人,存在重大的信息和知识产权安全隐患.而我国CAD/cAE/ CAM/PDM技术研究开发未能很好地有组织,有计划,有重点地进行,造成低水平重复劳动,影响了软件开发的进度和水平的提高,无论是在功能上,技术上,思想上还是稳定性方面与国外的产品都有较大的差距.(2)CAD/CAM应用水平差距明显在国内的模具生产中,CAD/CAM技术已得到广泛的应用.但对于国内一些大型模具企业,它们的CAD/CAM应用状况多停留在从国外购买先进的CAD/CAM系统和设备,在其上进行的二次开发较少,资源利用率低;国内一些中小型模具企业CAD/CAM应用很少,有些仅停留在以计算机代替画板绘图.(3)CAE没有得到广泛应用CAE在我国模具行业的应用还刚刚起步,只是在经济实力雄厚的企业,例如一汽,东风,海尔等单位,才购买了少量的商品化软件,开始尝试应用. (4)信息集成技术落后信息技术的广泛集成是以产品数据管理(PDM)和过程管理(PM)为基础,实现CAD/CAM和ERP的有机集成,在并行工程中PDM也是重要的基础.而我国在这方面的研究刚刚开始,至今也没有一个在国内市场上成熟的PDM系统.因此, 这类基础性软件也被国外的系统占领了市场. (5)CAD/CAE/CAM缺乏知识的集成由于缺乏对设计知识的集成,模具设计方案的选择,工艺参数与模具结构的优化,成形性能的评价等依然依赖着模具设计者的经验.设计知识是企业最有价值的智力资产,是企业竞争力的保障.在目前的注射模设计行业,这些知识主要以经验的形式由资深设计工程师所掌握,随着他们的退休与流失必将造成企业核心技术的流失,将直接导致企业竞争力下降.在国外已广泛应用知识型CAD/CAM系统,如美国UGS公司的多工位级进模设计向导CAD系统(ProgressiveDieWizard)和注塑模设计向导CAD系统(MoldWizard),两系统均无缝地集成于该公司的三维机械CAD/CAM系统UG中,为用户提供了级进模和注塑模设计环境与工具,封装了模具设计的专家知识,提供了丰富的标准化的模架库,零件库和镶件库.造成上述差距的原因很多,除了历史上长期以来未将模具作为产品得到应有的重视之外,还有下列几个主要原因:(1)科研开发及技术攻关投入太少.由于模具企业效益欠佳及对科研开发和技术攻关不够重视, 投入太少,科研单位和大专院校又将主要精力放在创收上,致使模具行业科技进步的步伐不大,进展缓慢.(2)人才严重不足.模具行业是技术密集,资金密集,劳动密集的产业,随着时代的进步和技术的发展,掌握和运用新技术的人才异常短缺,技术素质较高的模具设计,制造工艺技术人员,技术工人及企业管理人才也非常紧缺.尤其缺乏知识面宽,知识结构层次高的复合型人才.(3)缺少先进的技术设备力量.我国大部分模具厂,车间的模具加工设备陈旧,在役期长,精度差, 效率低.近年来也引进了不少先进的模具加工设备,但过于分散,或不配套,利用率一般仅有25%左右,设备的一些先进功能也未能得到充分发挥. (4)管理落后更甚于技术落后.技术落后往往容易看到,管理落后有时却难以意识到.国内外模具企业管理上的差距十分明显,管理的差距所带来的问题往往比技术上的差距更为严重.3我国模具CD/CAE/CAM/PDM发展目标和主要任务"十二五"期间,我国模具行业的主要目标是全面推广cAD/CAE/CAM/PDM/PDM技术,主要任务是:(1)开发拥有自主知识产权,适合于我国国情,具有较高水平的模具设计,加工及模具企业管理软件,不断提高软件的智能化,集成化程度,并推广应用.(2)研究模具的分类学及模具结构的参数规范,实现模具零部件的标准化,参数化,并形成模具CAD/CAM系统软件的支持软件;(3)实现3D一体化设计.目前的模具设计主要采用3D设计和2D设计相结合的方法,在开发中存在易出错,效率低,质量不易控制等问题,因此需要实现设计过程的全三维化.通过数据共享技术实现各阶段各种应用软件的有效集成,达到模具设计的一体化.一43—《电加工与模具}2010年增刊专稿(4)深入研究模具的整体优化技术,包括模具成本估算,模具的可装配性,模具的成形性及可靠性,集成到模具行业普遍采用的通用造型设计系统上,完成面向制造的模具CAD/CAE/CAM系统的开发.(5)研究模具设计,制造参数,通用,标准,参数化构件及由经验构成的专家系统,并使之形成模具CAD/CAE/CAM数据库.(6)加快PDM技术的发展,由单一的计算机信息管理扩展到"管理所有与产品相关的信息和所有与产品相关的过程的技术",实现产品数据的高度集成和共享.(7)促进我国模具骨干企业全面采用模具CAD/CAM/cAE/PDM生产技术.4产品和技术等方面的发展重点和重大课题4.1发展重点(1)三维CAD/CAM技术的研发.开发具有自主知识产权的模具CAD/CAE软件,达到国际先进水平.(2)国产模具CAE软件的功能升级,形成国际知名的自主品牌.(3)国产PDM系统的研发.完善功能,提高性能稳定性,加强推广应用.(4)模具数字化设计制造系统的研发.(5)模具CAD/CAE/cAM一体化技术推广应用.(6)逆向工程,并行工程,敏捷制造技术的研发及推广应用.(7)模具的集成,柔性及自动加工技术和网络虚拟技术的研发与推广应用.4.2重大课题(1)关键产品模具数字化设计制造系统研发,如冲压工艺设计系统,模具型面设计系统,成形分析系统,模具结构设计系统,模具CAM系统和冲压专家咨询系统的车身模具数字化设计制造系统.(2)适应于超级并行计算机和机群的高性能模具CAE求解技术.(3)模具CAE分析结果的数据挖掘及智能评估.(4)模具CAE与模具cAD/CAM的无缝集成.(5)面向模具制造的PDM系统研发与应用.(6)PDM与模具CAD/CAM/cAE的集成.一44一(7)基于网络环境CAD/CAE/CAM技术的模具异地协同设计与分析.(8)模具设计知识库系统研发.5我国模具CAD/CAE/CAM/PDM的发展建议(1)建议政府有关部门建立模具发展基金,用于模具行业共性技术的开发,研究和创新项目,并对"龙头企业"作重点支持.要在国家有关部门大力支持下,加强产学研合作,推进模具行业科技开发和技术攻关工作,组织行业内产学研重点单位分工合作, 联合工作,争取早出成果,多出成果,共同享受成果, 并使成果产业化,以迅速提高行业的技术水平.用电子信息工程等高新技术和先进适用技术来改造企业传统的生产模式,将先进技术转化为生产力. (2)建立服务体系,使中小企业广泛受益.模具行业除个别企业外都是中小企业,力量有限,特别是信息和技术开发方面更显力不从心,他们难以完全依靠自己的力量去独闯市场.如能建立针对广大中小企业的行业服务体系,特别是信息和技术服务体系,使广大中小企业从中受益,必将有利于行业的振兴与发展.(3)以企业为主体,发挥院校和科研单位作用,搞好产学研结合,尽快使成果产业化,并大力提高模具生产技术水平.(4)自主开发和引进.所谓引进,主要是引进已商品化了的CAD/CAE/CAM软件和设备,并对引进的软件加强二次开发工作.引进软件和设备的同时,相应的人员培训相当重要.欢迎订阅《电加工与模具》《电加工与模具》主要报道特种加工和模具制造领域的设计研究成果,工艺应用技术,使用维修经验,产品开发信息和行业发展动态等.《电加工与模具》为双月刊,国内外公开发行.请读者在全国各地邮局订阅,也可直接向本刊编辑部邮购.每期定价10元,全年6期共60元.邮发代号:28—36地址:苏州高新区金山路18o号邮编:215011电话:(o512)67274541传真:(0512)67778215。

超导磁体

4.9 超导磁体4.9.1 概述磁体系统是谱议的关键部件之一，它提供高强度和一定均匀度的恒定磁场，供主漂移室测量带电粒子的径迹，用以研究基本粒子间的相互作用和规律。

超导磁体利用轭铁提供磁场回路。

根据BESIII 物理工作的需要，要求主漂移室有高的动量分辨率，但主漂移室的动量分辨率主要由室内物质的多次库仑散射决定，此时改进室的空间分辨率和测量次数（增加灵敏丝的层数）以改进测量统计性都不能改进动量分辨率，而增加磁场强度可以达到这一目的。

但另一方面，如果磁场强度过高，更多的低能量粒子会陷在漂移室内打圈而很难测量。

综合各种因素，选择北京谱仪磁铁的中心磁场设计值为1.0T 。

为避免在粒子径迹拟合时做过多的离线计算机校正，要求径迹区内磁场不均匀度较小。

但由于线圈工艺复杂，体积宏大，加工生产中必然会产生不圆度。

另外由于各子探测器电子学的需要，轭铁上电缆孔很多，参照BESII 的情况，目前仍将不均匀度指标定在≤5%。

基于主漂移室IV 动量分辨率的要求，磁场测量精度应≤0.1%。

4.9.2 超导磁体设计4.9.2.1 磁体基本参数设计及计算根据北京谱仪BESIII 的物理要求，参照国际上同类磁体的设计进经验，确定采用单层线圈结构，间接冷却方式，超导电缆采用基于纯铝稳定体的设计。

根据总体和内部子探测器的尺寸要求，初步确定磁体外形尺寸长度为4.91m ，内直径为2.75m ，外直径为3.4m ，线圈的长度为3.52m ，线圈中心直径为2.95m 。

若取线圈电流I 为3000A ，nI B 00μ=，其中T B 10=，可得1m 长的线圈匝数为n ≈266匝，超导电缆沿线圈轴向方向的厚度为3.7mm ，考虑到匝间的绝缘层的厚度后，线圈总匝数为921匝。

考虑到线圈绕制时，由于超导电缆的连接会减少线圈的有效匝数，现将工作电流定为3150A 。

线圈的储能l D B l S B V B H E ⋅⋅⋅=⋅⋅⋅=⋅=42121)21(20202πμμ = 9.5兆焦耳。

管壳式换热器设计参数的选择

管壳式换热器设计参数的选择摘要：文章探讨了管壳式换热器设计过程中管箱、壳体、管束、折流板和防冲板等参数的选择，提出了对设计过程中常见问题的解决方案，可以为此类换热器的设计提供参考。

关键词：管壳式换热器，管箱，壳体，管束，折流板，防冲板，设计Parameters Determine in Shell-Tube Heat Exchanger DesigningZhou Hai-ge*, SUN Ai-jun(China Textile Industry Engineering Institute, Beijing 100037)Abstract: Parameters determine of tube box, shell, bundle, baffle and impingement in shell-tube heat exchanger designing is discussed in this article. Propose the solution to ordinary question in designing. It is can be the reference for this type exchanger designing.Keywords: shell-tube heat exchanger, tube box, shell, bundle, baffle, impingement, design引言管壳式换热器是石化行业中应用最广泛的间壁式传热型换热器，适用范围从真空到超高压（超过100MPa），从低温到高温（超过1100℃），约占市场多于65%的份额[1]，因此对于工程设计人员来说，管壳式换热器的设计十分重要。

管壳式换热器的主要组合部件包括壳体、前端管箱和后端结构（含管束）三部分。

管箱、壳体、管束、折流板、防冲板等设计参数决定了换热器的类型、规格及性能特点。

1. 管箱1.1 前端管箱的选择原则GB151中分别列出了A、B、C、N、D五种前端管箱型式[2]。

基于plc的物流分拣系统设计

摘要本文重点提出了调查单位材料的控制机制组合排序,并将分拣操作过程理解为订单的到达过程, 每个分拣器类型订单的服务过程和分拣机器之间的转换过程。

在控制过程中分拣器的分类线分为优先级分拣器和普通分拣器，优先级分拣器使用完整服务控制, 普通分拣器使用有限的服务(k = 1),适用于查询服务体系理论,通过嵌入式马尔可夫链和概率生成函数建立系统的数学模型,精确解决控制机制模型和第一和第二查询系统的特征参数,结合实际生产订单的优先级参数选择进行仿真分析。

关键词：拣选，查询机制，中等优先级查询。

AbstractAbstract—The paper proposed the priority polling control mechanism of the unit material combinations sorting lines, and sorters operating process is understood to be the arrival process of orders, service process of each sorter sorts orders and the conversion process between sorting machines. Control process, sorters of the combined sorting lines are divided into the priority sorters and ordinary sorters, priority sorters use full service control, ordinary sorters use limited service (k = 1), applies the polling service system theory, through the embedded Markov chain and probability generating function to establish the mathematical model of the system, the exact solution of the control mechanism of the polling system model and the first and second characteristic parameters, combined with the actual production priority parameters of orders picking for simulation analysis.Index Terms—Order Picking; Polling Mechanism;Secondary Priority Polling目录摘要 (1)1绪论 (4)1.1物流分拣系统简介 (4)1.2物流分拣系统的发展及应用情况 (4)1.3分拣系统的意义 (5)2物流分拣系统的结构和运行原理 (7)2.1物流分拣系统的结构 (7)2.1.1传送带与电机简介 (7)2.1.2传感器简介 (10)2.1.3可编程控制器（PLC）简介 (10)2.1.4电磁阀 (12)2.2物流分拣系统的运行原理 (14)3物流分拣系统中硬件选择设计 (15)3.1传送带与电机的选择 (15)3.2电机启动控制 (17)3.3传感器的选择 (17)3.4可编程控制器的选择 (19)3.4.1输入输出I/O点的估算 (19)3.4.2储存容量的估算 (19)3.4.3控制功能的选择 (20)3.4.4可编程控制器接线图 (21)3.5电磁阀的选择 (21)3.6电气控制柜设计 (25)4物流分拣系统软件设计 (26)4.1物流分拣系统的控制要求 (26)4.2物流分拣系统流程图 (27)4.3软件设计及编程 (27)4.4梯型图 (29)5总结 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录 (35)附录Ⅰ (35)附录Ⅱ (36)1绪论1.1物流分拣系统简介物流分拣系统分为：人工物流分拣系统和物流自动分拣系统两种。

Buck变换器滑模控制的研究与实现

(2) 参考电压 Uf=12 V，负载电阻 R=10 Ω 不变，输入电压在 14 V≤Ui≤26 V 范围变化，测试了 7 种情况输出电压的稳态值如表 3 所示。输出电压最大稳态误差为 0.11 V，只偏离了参考电压值的 0.92%，整体来看输出电压对输入电压的变化率(dUo/dUi)平均约为 14.17 mV/V。
S (t ) = C (α e + e )
(9)
仍选取 α =1/RC，由式(4)、 (9)可得：
S (t ) =
1 (U − U ) + CU R
(10)
相应控制量变为：
(6)
u=
1 [U − Lε sgn( S (t )) − LKS (t )] kU
(11)
式中： ε =5 000， K=50 000。
图１控制系统结构图Ｆｉｇ．１Ｄｉａｇｒａｍｏｆｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ
的输入电压、输出电压、输出参考电压、滑模控制器的输出。 Buck 变换器对输出的传递函数为:
G (s ) =
式中： R, L, C 为电路参数,如系统结构图所示， d 为 PWM 脉冲占空比。PWM 调制器的传动函数为：
参考文献：
[1] 李乔，蔡丽娟，周桂． DC／DC 变换器的变结构控制应用现状 [J]．电力电子技术， 2002(4)： 75-78． [2] GUPTA P, PATRA A.Hybrid sliding mode control of DC-DC power converter circuits[J]. IEEE, 2003, 1: 259-263. [3] TAN S C, LAI Y M, TSE C K.General design issues of sliding-mode controllers in DC-DC converters [J]. IEEE Trans Power Electron, 2005, 20(2): ４Ｎｏ．２

基于KBE叶片快速设计方法的研究与实现

分类号：Ｐ９Ｔ３１文献标识码：Ａ文章编号：０１８４２０）２００－３１０．８（０７０－１６０５
ＲｓａｈａｄＲａｚｔｎｏＢＢｓｄＱｉｅｉｅｏｆｈｌｅｅｅｒｎｅｌａｏｎＫＥ— ａｅｕｋＤｓｎＭｔｄｏｔｅａｃｉｉｃｇｈＢｄ
设计；按照叶片设计中气动、强度要求，实现叶片设计与分析的自动优化。以汽轮机某型号叶片为例，自行开发在的叶片快速设计系统上验证本文提出的方法，果表明，结叶片设计效率得到很大的提高，出的叶片快速设计方法提
有效可行。关键词：叶片；速设计；快特征设计；相关设计
（１北京航空航天大学，北京１０８；００３２哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，尔滨１０４）哈５０６
摘要：复杂产品设计过程是不断迭代反复的过程。为解决汽轮机叶片设计效率低，从汽轮机叶片结构及设计过程出发，定义叶片设计过程向导；提供自动处理叶片型线方法，实现叶身的快速设计；根据叶片结构特点，采用特征设计技术，快速定义叶根、筋、拉围带；基于动静叶片依赖关系，实现动静叶片之间、叶身、叶根、中间体之间的相关性
维普资讯
第４９卷第２期
２００７年４月
汽
轮
机
技
术
Ｖｏ．９Ｎｏ２１４．
ＴＵＲＢＩ பைடு நூலகம் ＮＥＴＥＣＨＮ０Ｌ０ＧＹ
Ａｐ．０７ｒ２０
基于ＫＥ叶片快速设计方法的研究与实现Ｂ

基于KBE的壳体内部管路设计系统

基于KBE的壳体内部管路设计系统1. 系统概述基于知识工程的（KBE）壳体内部管路设计系统是一种通过计算机辅助设计和信息处理技术，将公司的设计知识和经验转化为计算机模型，实现内壳体管路的自动设计、分析和优化的系统。

该系统集成了各种先进的算法和模型，支持用户进行设计、分析、仿真和优化，可快速生成多种设计方案，为企业用户提供了可靠的技术工具，能够极大地提高设计和开发效率，降低成本和风险。

2. 系统架构2.1 系统结构基于KBE的壳体内部管路设计系统主要由以下几个模块组成：•知识库模块：存储了设计规范、设计经验、工艺技术等企业内部的专有知识和技能，通过离线或在线方式提供给系统使用。

•CAD模型管理模块：应用PLM（Product Lifecycle Management）的概念，管理各种模型设计数据，包括管路、设备等，支持模型导入、导出、复制、粘贴和版本控制等功能。

•设计模块：基于AI算法和知识库建立的管路自动设计系统，实现流体动力学计算、管路优化等需求。

设计可以通过交互式方式进行，以及自动生成多种设计方案。

•分析模块：针对设计结果进行各种管路分析，包括流量分析、压力分析、阻力分析等，对设计进行优化。

•仿真模块：可进行三维流场仿真、流动可视化，以及其他多种仿真分析。

•优化模块：基于元启发式优化算法对设计参数进行优化及缺陷检测，提高管路系统的性能，达到更好的设计目标。

2.2 技术实现该系统基于计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助工程（CAE）、CAD/CAM、知识工程（KBE）、计算流体力学（CFD）等技术，采用Java、Python等编程语言进行实现，可支持多平台使用。

3. 系统特色3.1 自动化设计该系统可以实现管路的自动化设计功能，无需人工干预。

设计模块使用AI算法和知识库建立自动设计系统，实现了流体动力学计算和管路优化等需求，并通过交互式方式和自动生成多种设计方案等方式进行设计。

3.2 高精度分析该系统具有高精度的管路分析功能，对设计结果进行各种管路分析。

管壳式换热器管程消声性能分析

第48卷第12期 2020年12月华中科技大学学报（自然科学版）J. H u a z h o n g Univ. of Sci. &Tech. (Natural Science Edition)Vol.48 N o. 12Dec. 2020D O I：10.13245/j.hust.201210管壳式换热器管程消声性能分析龚京风1江致远1袁兴军2宣领宽2(1.武汉科技大学汽车与交通工程学院，湖北武汉430065;2.中国舰船研究设计中心船舶振动噪声重点实验室，湖北武汉430064)摘要为了分析利用换热器管程降低上游流噪声的可行性，试验分析管壳式换热器的消声性能，基于频域有限元法建立了管壳式换热器管程声学性能数值预报方法.对比基于纯声场模型和声-结构耦合模型计算得到的结果，分析换热器管程传递损失及声-结构耦合效应的影响，通过在进口设置插入管尝试改善换热器管程消声性能.结果表明：管壳式换热器管程具备消声能力，在1阶通过频率前消声量较小，在1阶通过频率后具有明显的消声效果；声-结构耦合效应使得传递损失曲线向低频方向移动；通过合理设置插入管长度，可以有效提高1阶和2阶通过频率处的消声量.关键词换热器；水管路；消声性能；声-结构耦合；仿真分析中图分类号T B535文献标志码A文章编号1671-4512(2020)12-0055-06Analysis of acoustic attenuation performance of shell and tube heat exchangers GONG Jingfeng' JIANG Zhiyuan YUAN Xingjun2XUAN Lingkuan2(1. School of A u t o m o b i l e a nd Traffic Engineering, W u h a n University of Science a nd Technology, W u h a n430065，C h i n a；2. State K e y Laboratory of Ship Vibration and Noise, C h i n a Ship D e v e l o p m e n t a nd Design Center, W u h a n430064, China)Abstract In order to analyze the feasibility of reducing upstream l o w frequency flow noise using the tube side of heat exchangers, the acoustical performance of shell a nd tube heat exchanger w a s studied experimentally, a nd numerical prediction m e t h o d s based on frequency d o m a i n finite element m e t h o d were established. B y c o m p aring the results obtained from the pressure acoustic physics m o d u l e and the acoustic-structure interaction physics m odule, the transmission loss (TL) in the tube side of heat exchanger w a s analyzed, and the effects of the acoustic-structural coupling w e r e discussed. T h e influences of inserted tubes on the T L were studied. I t i s found that the pipe side of the shell and tube type heat exchanger has the capability of noise elimination, a nd the tube side of heat exchanger is of small noise attenuation before the first passing frequency, while has obvious noise reduction after the first passing frequency in the calculated frequency band. T h e acoustic-structure coupling m a k e s the T L curve m o v e to the lower frequency band. B y designing a n d arranging an appropriated inserted tube, the noise attenuation can be increased at the first and the second passing frequencies.K e y w o r d s heat e x c h anger；tube；acoustic attenuation performance；acoustic-structure interaction；simulation analysis水管路系统是船舶设备的重要组成部分，其中泵是水管路系统的主要噪声源[1],泵产生的流噪声能量集中在低、中频段.因水中声速较空气中大，使得良好效果的水消声器尺寸相对较大，但船舶空间有限，难以安装大尺寸水消声器.管壳式换热器作为水管路系统重要元器件之一，其结构具有抗性消声器的特点，具有消声潜质.本研宄分析管壳式换热器管程的消声性能，利用管壳式换热器消除上收稿日期2020-05-16.作者简介袭京风(1986-)，女，讲师，E-mail: n s m p f_w u s t@163.c o m.基金项目国家自然科学基金资助项目（51909197);湖北省自然科学基金资助项目（2019C F B I36);武汉科技大学2019年度国防预研基金资助项目(GF201911).• 56 •华中科技大学学报（自然科学版)第48卷游低频流噪声的可行性，为降低管路系统水噪声、节约船舶空间提供参考.关于管壳式换热器的振动噪声研究主要集中于流致振动问题[2]，由此引起的噪声问题得到的关注相对较少[3]，而针对管壳式换热器本身的声传递特性研宄鲜见报道[4].文献[4]利用场协同理论分析管壳式换热器中声传递特性，发现当速度流与声波传播一致时，声场协同角随速度的增加而减小，消声效果增强，但该研究是利用简单膨胀腔消声器代替实际的管壳式换热器进行数值分析.管壳式换热器具有抗性消声器的结构特点，可以借鉴抗性水消声器的研宄[5_8].文献[5]采用三维时域计算流体力学(CFD)法和频域有限元法(FEM)计算水消声器传递损失(i T)，计算结果符合良好.文献[6]采用集中参数法研究了结构弹性对充水亥姆霍兹共振器声学特性的影响，结果表明声-结构耦合效应会使亥姆霍兹共振器消声频率向低频方向移动.文献P-8]使用频域法探究了水消声器不同位置壁厚对声学性能的影响，发现壁厚减小会导致结构声耦合效应变强，消声器的通过频率会向低频移动.文献还研究了声-结构耦合效应对亥姆霍兹共振器消声性能的影响.以上研宄表明水与结构的耦合效应对装置消声性能的影响不能忽略.改善抗性水消声器消声性能的方法可参考空气消声器的方法.文献[9]利用插入管方法克服了简单膨胀腔周期性通过频率处消声量为零的缺点，文献 [10]通过合理串联不同长度扩张室达到了消除通过频率的目的.目前常用的消声方法还有插入微穿孔板结构[11]，通过设置适当参数的微穿孔板提高低频的消声效果.与频域FEM相比，解析方法能够给出精确解，且能够快速分析声-结构的耦合机制，探讨规律性的内在联系，但难以应用于复杂工程问题；三维时域C F D方法能够考虑介质的流动及黏滞性带来的影响[5]，但计算耗时长，进一步考虑流固耦合时其计算量将大幅增加.因此，本研宄采用三维频域FEM,建立管壳式换热器管程声学模型和声- 结构耦合模型.构建了管壳式换热器声学性能测试台架，利用试验数据验证管壳式换热器具备消声能力；利用声传递特性评价管壳式换热器声学性能，分析声-结构耦合效应的影响；利用插入管改善其消声性能，为换热器声学性能优化设计提供理论支撑.1试验与模拟消声元件的声学性能可采用消声量来评价，通常消声量有[12]噪声衰减量(如)、插入损失％)和传递损失(i T).实际工程中噪声衰减量常用于初步判断消声元件的消声性能，插入损失常用于评价消声元件的消声性能，传递损失常在设计过程中采用.1.1研究对象本研宄的换热器结构如图1所示，换热器总长为1284 mm,壳体外径为273 mm,管程壁厚为8 mm,壳程壁厚为6 mm.壳程进出口外径为57 mm,壁厚为4 mm.管程进出口长为156 mm,外径为135 mm,壁厚为5 mm.换热器共有3块折流板，间距为90 mm;107根换热管束，换热管内径为14 mm，外径为16 mm;4根拉杆直径为16 mm,端板厚为图1换热器结构示意图1.2试验装置图2为换热器声学性能试验台架示意图，该试验台由离心泵、管路流体参数测量系统、声学参数测量系统、换热器及水罐组成.水泵作为声源，流量为80 t/h,额定转速为2 940 r/min,轴频为49 Hz,叶频为294 Hz;管路流体参数测量系统用来测量管路内流量、压力等参数；声学参数测试系统由8103 型水听器(B&K)、多通道数据采集分析仪(B&K 3660C)、12通道模块(B&K3053)组成，用于采集管路中的水声信号，信号采用B&K分析软件Labshop 处理；水罐用于为水循环系统提供水源，并且两个水罐可以起到膨胀腔消声器的功能，减弱水泵进出口流噪声之间的相互影响.换热器声压测点W,和 W2距离换热器进出口 0.5 m,8103型水听器位于测试管路的下方，平齐安装于管路的内表面[13].换热器的噪声衰减量可表示为[12]尺N =乙W,—厶\¥2，式中LW l和I W2为测点W,和w2处测得的水噪声声压级，水噪声参考级为IX10 6Pa•换热器的插入损失可表示为[12]A =Av2—*式中U2为将换热器用等长直管段代替时w2处测得的水噪声声压级.第12期龚京风，等：管壳式换热器管程消声性能分析•57 •图2换热器声学性能试验台架1.3数值模拟数值计算中采用传递损失评价换热器的声学性能，可表示为[7]L^lOlg%//^)，式中匕和/^分别为进口处的入射声功率和出口处的透射声功率.1.3.1几何模型本研宄中主要采用三类几何模型开展数值模拟：模型A是管程纯声场模型，仅考虑管程内部流体区域；模型B和模型C是声-结构耦合模型，模型B同时考虑了管程内部水介质、换热器结构、壳程内部水介质等3个计算域的耦合，模型C在模型 B的基础上忽略壳程流域.1.3.2网格模型平面波理论可用于预测消声器的声学性能[14]，管壳式换热器进出口管路截止频率[7]/一= 3.832c/(nD)’式中：£»为进出口管内径，管程为125 mm，壳程为49 mm;c为声速.计算管程截止频率为14.637 kHz,壳程截止频率为37.358 kHz,均大于研究上限频率2 000 Hz,故进出口可使用平面波辐射边界条件.水泵是管路系统的主要噪声源，其水噪声能量主要集中于1 000 H z以内[15],换热器的分析频率应覆盖1 000 Hz,本研究选取管壳式换热器的声学分析频率上限/m ax为2 000 Hz.在一个波长内包含10 个空间步长的前提下，计算模型的最大网格尺寸[7]=c/(l〇/max)=75mm.因为换热器几何结构复杂，所以采用四面体单元进行网格划分.为保证网格质量和计算速度，纯声场和声-结构耦合分析时分别选择最大网格尺寸为25 mm和50 mm，网格模型不意图见图3,网格信息见表1.1.3.3物性参数及边界条件流体介质为水，假设为理想流体，且无声扰动下是静止均匀的，其密度为1〇〇〇kg/m3,c=l500 m/s.结构材料为20号钢，弹性模量为2.06X l〇n Pa,图3网格模型示意图表1网格信息表模型最大网格尺寸/m m单元总数/105节点总数/1〇5A25 1.290 42 2.551 03B5026.372 15 4.432 15C5016.949 61 3.643 27泊松比为0.3,密度为7.84x l〇3kg/m3.基于建立的模型分析换热器的声学性能，进出口给定平面波辐射边界条件，进口声压幅值为1Pa，采用多物理场仿真软件Comsol进行数值模拟.当进行纯声场计算时，换热器壁面设定为绝对硬反射边界，采用压力声学模型；当考虑声-结构耦合影响时，固定约束换热器进出口，水和换热器接触界面设为耦合边界，采用声-结构耦合模型.2结果及分析2.1试验结果分析图4所示为换热器声学性能试验得到的数据，图中：i sp为声压级；/为频率.水泵的水噪声能量主要集中于1 000 H z以下，除低频段外，在中频段的能量主要集中于3阶叶频882 H z处(高达156 (18),当达到1 500出时，、1和心2与背景噪声(约 90 dB)比较接近，与882 H z处的能量峰值相差30 dB 以上.图4也给出了换热器的噪声衰减量及插入损失，二者的趋势基本一致，但存在一定的差别，这与测点位置、管口反射等有关，是正常现象[121.在低频段换热器的消声效果较差，甚至出现放大的现象，这与换热器产生的流噪声有关；在500〜1000 H z频段内有良好的消声效果.图4换热器声学性能试验数据• 58 •华中科技大学学报（自然科学版)第48卷2.2声传递特性分析采用商用软件Comso丨和b同时计算换热器管程IT曲线，验证本文模型的正确性，计算结果见图5. Com sol和b计算结果符合良好，后续计算均采用多物理场仿真软件Comsol.与纯声场(模型A)分析结果相比，声-结构耦合(模型B 和模型C)的iT曲线通过频率向低频方向移动，最大消声量增加.基于模型B和模型C的计算结果在 1 700 H z以下差别不大，但在540 H z附近出现1个突出的峰值，因此为了计算的准确性，后续计算采用模型B考虑3个计算域间的耦合.换热器结构类似于两级串联膨胀腔消声器，图5也表明换热器ZT 曲线与两级串联膨胀腔消声器LT曲线规律一致[14],在1阶通过频率前消声量较小，在1阶通过频率后消声效果明显提升，在500〜1200 H z内具有良好的消声效果，这与试验结果基本一致.网格A:----纯声场-Comsol;•纯声场b;网格B:声-结构稱合-Comsol;■声-结构稱合b;网格C: ••••声结构稱合-Comsol.图5换热器管程Z T曲线2.3消声性能改进分析LT曲线通过频率处的消声量为零，这不利于管路噪声的降低，本研究尝试通过改变管壳式换热器结构以改善通过频率处消声量的方法.根据抗性消声器消声原理，可通过改变膨胀比、腔室长度、采用插入管等方法改善通过频率处的消声性能.采用插入管方法对换热器换热性能及空间占用影响较小，结合声-结构耦合模型，讨论消除换热器 410 H z及1 430 H z处通过频率所需插入管长度.单级简单膨胀腔消声器传递损失及通过频率按下式计算，Lj=101g{l+ [(w-l/w)2sin2(/:/)]/4} ；(1) /m i n=wc/(2/)(« = 〇>1>"-)> (2)式中：m为膨胀比；/为膨胀腔长度；yt为波数.当插入管长度为//4时，可消除《为偶数的通过频率：当插入管长度为//2时，可消除《为奇数的通过频率[9].上述公式都不考虑声-结构耦合效应，基于单级膨胀腔消声器得到.当不考虑声-结构耦合的影响时，两级串联膨胀腔消声器（两级膨胀腔参数一致）h的偶数阶通过频率等于相应单级膨胀腔消声器各阶通过频率[16]，因此消除两级膨胀腔消声器传递损失通过频率所需插入管的长度与对应单级消声器相等.将曲线通过频率/…i n代入式(2)求得对应的单级消声器膨胀腔长度/以确定插入管长度.但实际上声-结构耦合效应会使插入管方法消除的通过频率向低频移动[7],因此选取/m n的值须大于其欲消除的通过频率.为了消除换热器410 H z和1 430 H z处通过频率，分别取/mini=937 H z, /_2=2 070 Hz,按式(2)计算得对应的单级消声器膨胀腔长度.为使插入管对换热器的影响尽量小，应使插入管长度最短，故取/?=1, 求出对应单级消声器膨胀腔长度/m i n l=800 _，/m i n2=362 m m.为了消除对应通过频率，分别需要 400 m m和181 m m插入管.400 m m插入管过长，原管壳式换热器结构不允许.适当改变长度比可以错开两级消声器的通过频率，拓宽整体消声频带，故保持总长不变，将换热器内部结构向出口一端移动，使进口端膨胀腔长度变为/,=404 m m,出口端膨胀腔长度变为/2=68 m m,几何模型如图6模型I 所7K.在模型I的基础上进口布置400 m m的插入管得到模型II;在原换热器的基础上，进口布置181 m m的插入管得到模型I I I，如图6所示.(C)模型IU图6新换热器模型考虑声-结构耦合效应，基于不同模型计算得到的LT曲线对比见图7,在水泵前3阶叶频位置的心r第12期龚京风，等：管壳式换热器管程消声性能分析•59 •见表2.结果表明：随膨胀腔长度比的改变，原通过频率发生改变，1阶叶频处消声量提高，但40〜520H z范围内的消声量仍低于5 dB,540 H z之后的消声性能恶化，因此后续分析不考虑模型I.采用400mm插入管后，原1阶通过频率410 H z处消声量明显增加，2阶叶频处消声量明显改善，但760 H z后消声性能恶化.//H z--原换热器；…模型1;模型I I:—模型m.图7原换热器与新换热器传递损失曲线对比表2前3阶水泵叶频处消声量消声量/dB叮观/W「原换热器模型I模型I I模型I I I1 1.94 3.40 3.95 1.8727.59 4.8922.17 6.47314.7410.1011.0316.77当膨胀腔长度接近声波波长的1/4时，声波反射能力最强，透射能力最差[17]，因此带插入管的模型II对610 H z声波构成了滤波作用.610 H z处声压等值面云图如图8所示，可以看出出口声压量级很小，这是曲线在该频率附近出现峰值的原因.采用181 mm插入管后，750 H z后消声量得到提高,3阶叶频处消声量提高,2阶通过频率1 430 Hz 被消除，iT曲线峰值产生原因与模型II类似.10 3Pa图8模型11610 H z声压等值面云图考虑声-结构耦合效应，基于不同模型计算的出口声压级对比见图9,可见模型II降低了 190〜800 H z出口声压级，但800 H z后的消声性能恶化，与图7结果相符；模型I I I降低540〜1220 H z和1340〜1 600 H z出口声压级.模型II通过改变膨胀腔长度比，错开两级消声器的通过频率，拓宽消声频带，可以改善消声效果.合适长度插入管的消声器会产生滤波作用，模型1丨和模型I I I利用插入管结构改善消声性能，并通过计算控制滤波频率，分别提高换热器低频(1，2阶叶频)和高频消声量，改善换热器消声效果.仿真结果表明：模型II可提高管壳式换热器丨，2阶叶频的消声量，模型I I I可提高管壳式换热器高频消声量，也验证了前述定量设计的正确性.//H z图9出口声压级对比以上分析表明：插入管方法适用于改善管壳式换热器管程消声性能，但针对低频消声量的改善措施对管壳式换热器结构改动较大，在今后的工作中有必要进一步推导插入管管长计算公式.3结论本研究以充水管壳式换热器为对象，通过试验与数值分析研究其管程声学性能，得到以下结论.a.换热器噪声衰减量及插入损失的测试结果表明，该换热器管程在500〜1000 H z频段内均具有良好的消声效果.b.在声-结构耦合计算中应同时考虑管程内部水介质、换热器结构、壳程内部水介质3个计算域的耦合，声-结构耦合效应使得T L曲线向低频移动，换热器管程的T L曲线分布特点与两级串联膨胀腔消声器类似，1阶通过频率前消声效果不明显，1阶通过频率后具有较好的消声性能，在500〜1200H z内具有良好的消声效果，与试验结果一致.c.通过理论计算设计，提出两种带插入管模型，模型II可提高管壳式换热器1，2阶叶频的消声量，模型I I I可提高管壳式换热器高频消声量，因此在尽可能减少对换热器性能和尺寸改变条件下，插入管方法可用于改善管壳式换热器的消声量.参考文献[1]戴俊，苏胜利.舰船通海管路低频消声技术的研究进• 60 •华中科技大学学报（自然科学版）第48卷展[J].舰船科学技术，2016，38(5): 7-11.[2]连华英.管壳式换热器振动的预测[J].炼油设备设计，1984 (4)：10-16.[3]周国成.管束流致振动与噪声特性研宄[D].哈尔滨：哈尔滨工程大学图书馆，2010.[4] C A O Y P,K E H B,L I N Y S,etal. Investigation o n theflow noise propagation m e c h a n i s m in pipelines ofshell-and-tube heat exchangers based o n synergy principleof flow a n d s o und fields[J].Applied T h e r m a l E n g ineering, 2017, 122：339-349.[5]苏胜利，王强勇.水管路消声器声学性能的时域计算及分析[J].舰船科学技术，2016，38(2): 65-68.[6]周城光，刘碧龙，李晓东，等.腔壁弹性对充水亥姆霍兹共振器声学特性的影响：圆柱形腔等效集中参数模型[J].声学学报，2007，32(5): 426-434.P]龚京风，宣领宽，周健，等.结构声耦合对膨胀腔水消声器声学性能的影响m.哈尔滨工业大学学报，2018, 50(10)：189-193.[8] X U A N L K,L I U Y,G O N G J F,etal. A time-domainfinite v o l u m e m e t h o d for the prediction of water mufflertransmission loss considering elastic walls[J]. A d v a n c e sin Mechanical Engineering, 2017, 9 (2)：1-9.[9]黄继嗣.内燃机排气消声器声学和阻力特性研宂[D].哈尔滨：哈尔滨工程大学图书馆，2006: 15-20.[10]袁启慧.基于V i r t u a L L a b的汽车排气消声器性能仿真研究[D].重庆：重庆交通大学图书馆，2013: 35-44. [11]周振威，吴家鸣.双层板内插微穿孔板的隔声性能[J].华中科技大学学报(自然科学版)，2018，46(10):57-62.[12]马大猷.噪声与振动控制工程手册[M].北京：机械工业出版社，2002: 377.[13] D U T, LI S Y,L I U J T, et al. Acoustic performance ofa water muffler[J].Noise Control Engineering Journal,2015, 63(3)：239-248.[14] C H A N G Y C,C H I U M C,H U A N G S E. Numericalanalysis of circular straight mufflers equipped with threechambers at high-order-modes[J].Applied Acoustics,2019, 155：167-179.[15]孙玉东，钟荣，王锁泉，等.基于双端口声源特性测试方法的离心泵水动力噪声试验研究[J].船舶力学，2016, 20(1/2)：198-205.[16]韩雷，季宏丽，裘进浩，等.两级串联扩张腔式消声器声学特性的分析[J].应用力学学报，2018, 35(1):60-64.[17]杜功焕，朱哲民，龚秀芬.声学基础[M]. 3版.南京：南京大学出版社，2012.。

基于KBE技术的桥式起重机模块化设计系统

基于KBE技术的桥式起重机模块化设计系统
辛立娜;曹旭阳;许滨;裴韬
【期刊名称】《起重运输机械》
【年(卷),期】2013(000)004
【摘要】为了重用已有的设计经验和知识、缩短产品开发周期、降低产品成本,将知识工程技术与模块化技术相结合,开发了基于KBE技术的桥式起重机模块化设计系统.根据模块化设计原理,在功能分析的基础上划分桥式起重机的各级模块；利用知识工程技术建立了桥式起重机的知识库；以三维设计软件SolidWorks为开发平台,建立桥式起重机各级模块的三维参数化模型库和二维工程图库,并采用Excel数据库存放驱动三维模型所需的尺寸参数.在Visual 平台上利用VB语言调用SolidWorks的应用程序接口函数进行二次开发,从而实现不同模块的自动装配和模型尺寸的参数化驱动,即实现了产品的横系列和纵系列模块化设计.以卷筒模块为例,说明用户如何在系统界面的引导下完成模块选择、模块组合和设计计算等环节,实现基于KBE技术的卷筒模块化设计.
【总页数】5页(P30-34)
【作者】辛立娜;曹旭阳;许滨;裴韬
【作者单位】大连益利亚工程机械有限公司大连116085
【正文语种】中文
【中图分类】TH215
【相关文献】
1.基于KBE技术PCM产品集成设计系统的研究与开发 [J], 李炳田;袁清珂;王约庚;张珠文
2.基于KBE的桥式起重机桥架参数化设计技术 [J], 刘志更;侯志利;杨金刚;王宗彦;叶佩馨
3.基于KBE的桥式起重机桥架三维CAD设计系统 [J], 杨金刚;王宗彦
4.基于计算机辅助技术的球形储罐模块化设计系统的开发 [J],
5.基于C号的桥式起重机模块化参数化设计系统的实现 [J], 张辉; 于万成
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

管壳式换热器设计

管壳式换热器设计理工学院毕业设计学生姓名: 石静学号: 09L0503216 专业: 过程装备与控制工程题目: 气-液介质专用换热器设计指导教师: 郭彦书(教授) 评阅教师: 刘庆刚(副教授)2013年5月毕业设计中文摘要毕业设计外文摘要本科毕业设计目录1 引言 ................................................................. .............................................. (1)1.1 管壳式换热器的研究 ................................................................. .. (1)1.2 管壳式换热器的研究趋势 ................................................................. . (1)1.3 螺旋板式换热器的研———————————————————————————————————————————————究 ................................................................. .. (2)1.3.1 螺旋板式换热器国内研究进展 ................................................................. (2)1.3.2 螺旋板式换热器国外研究进展 ................................................................. (2)1.4 本课题的目的和意义 ................................................................. .. (2)2管壳式换热器的工艺计算 ................................................................. (3)2.2 确定管程软水的物性参数 ................................................................. . (3)2.2.1 定性温度 ................................................................. (3)2.2.2 热容 ................................................................. .. (4)2.2.3 黏度 ................................................................. .. (4)2.2.4 导热系数 ................................................................. (4)2.2.5 密———————————————————————————————————————————————度 ................................................................. .. (4)2.3 确定壳程气氨的物性参数 ................................................................. . (4)2.3.1 定性温度 ................................................................. (4)2.3.2 热容 ................................................................. .. (4)2.3.3 黏度 ................................................................. .. (4)2.3.4 导热系数 ................................................................. (4)2.3.5 密度 ................................................................. .. (4)2.4 估算传热面积 ................................................................. (4)2.4.1 热负荷Q按大的传热量 ................................................................. .. (4)2.4.2 平均有效温———————————————————————————————————————————————差?tm: ............................................................. . (5)2.4.3 传热面积 ................................................................. (5)2.5 工艺结构尺寸 ................................................................. (5)2.5.1 决定通入空间，确定管径 ................................................................. . (5)2.5.3 确定管程(数)、传热管数n、管长 L及壳体内径 (5)2.5.4 拉杆 ................................................................. .. (5)2.5.5 折流板 ................................................................. . (5)2.5.6 画布管图 ................................................................. (6)本科毕业设计2.5.7 接管 ................................................................. .. (6)2.6 换热器核算 ................................................................. ..............................................———————————————————————————————————————————————.. 72.6.1 传热能力的核算 ................................................................. (7)2.6.2 换热器内流体阻力计算 ................................................................. (9)3 管壳式换热器的结构设计及强度计算 ................................................................. .. (12)3.1 换热器筒体及封头的设计 ................................................................. .. (12)3.1.1 筒体设计 ................................................................. . (12)3.1.2 封头与管箱设计 ................................................................. . (12)3.2 换热器水压试验及其壳体应力校核 ................................................................. . (13)3.2.1 压力试验的目的 ................................................................. . (13)3.2.2 试验压力及应力校核 ................................................................. .. (13)3.3 开孔补强 ................................................................. (13)———————————————————————————————————————————————3.3.1 对?219?9mm管程接管的补强计算 (13)3.3.2对?480?10mm壳程接管的补强计算 (15)3.4 法兰的选用 ................................................................. .. (17)3.4.1 筒体法兰的选用 ................................................................. . (17)3.4.2 管法兰的选用 ................................................................. . (17)3.5 折流板设计 ................................................................. .. (17)3.6 管板设计 ................................................................. .. (17)3.6.1换热气的设计条件 ................................................................. (17)3.6.2结构尺寸参数 ................................................................. .. (17)3.6.3各元件材料及其设计数———————————————————————————————————————————————据 ................................................................. (19)3.6.4设计计算 ................................................................. . (19)3.7 支座形式的确定 ................................................................. (30)3.7.1 已知条件 ................................................................. . (30)3.7.2 校核 ................................................................. (31)3.7.3 计算支座承受的实际载荷Q .................................................................. . (31)3.7.4 计算支座处圆筒所受的支座弯矩ML (31)4 螺旋板式换热器的设计 ................................................................. .. (31)4.1 传热工艺计算 ................................................................. . (31)4.1.1 传热量计算 ................................................................. .. (32)4.1 .2 冷却水的出口温度 ................................................................. ...................... 32 ———————————————————————————————————————————————4.1.3 螺旋通道截面积与当量直径de的计算 (32)4.1.4 雷诺数Re和普朗特数Pr ................................................................. .. (32)本科毕业设计4.1.5 给热系数?的计算 ................................................................. (33)4.1.6 总传热系数K .................................................................. . (33)4.1.7 对数平均温差?tm .............................................................. . (34)4.1.8 换热器传热面积F .................................................................. (34)4.1.9 螺旋通道长度L .................................................................. (34)4.1.10 螺旋圈数n与螺旋体外径D0 ..................................................................344.2 流体压力降ΔP计算 ................................................................. .. (35)4.2.1 按直管压力降的计算公式 ................................................................. (35)4.2.2 按大连工学院等单位推荐的公式计———————————————————————————————————————————————算 (36)4.3 螺旋板的强度、挠度与校核 ................................................................. . (36)4.3.1 强度计算 ................................................................. . (36)4.3.2 螺旋板的挠度 ................................................................. .. (37)4.3.3 螺旋板式换热器的稳定性 ................................................................. (38)4.4 螺旋板式换热器的结构尺寸 ................................................................. . (38)4.4.1 密封结构 ................................................................. . (38)4.4.2 定距柱尺寸 ................................................................. (38)4.4.3 换热器外壳 ................................................................. (38)4.4.4 进出口接管直径 ................................................................. . (39)4.4.5 中心隔板的尺寸 ................................................................. . (39)4.4.6 水压试验时应力校———————————————————————————————————————————————核 ................................................................. .. (40)结束语 ................................................................. .............................................. (41)致谢 ................................................................. .............................................. (42)参考文献 ................................................................. .............................................. (43)本科毕业设计1 引言换热设备是化工、炼油、动力、能源、冶金、食品、机械、建筑工业中普遍应用的典型设备。

管壳式换热器壳程流体通道设计

管壳式换热器壳程流体通道设计王福新;王玉【摘要】管壳式换热器是目前应用最广泛和可靠的换热器,其壳程流体通道设计是工艺设计和设备设计的重要内容.文中论述了管壳式换热器壳程流道设计的主要类型、适用场合,对合理地选用和设计壳程结构具有一定的参考价值.【期刊名称】《管道技术与设备》【年(卷),期】2011(000)003【总页数】3页(P34-36)【关键词】管壳式换热器;壳程;流道设计【作者】王福新;王玉【作者单位】沈阳汇博热能设备有限公司,辽宁沈阳,110043;沈阳汇博热能设备有限公司,辽宁沈阳,110043【正文语种】中文【中图分类】TE965管壳式换热器优点是适用范围广，坚固耐用；缺点是消耗材料多，体积大，费用高，换热效率低。

但由于其具有高可靠性，技术成熟，目前仍是石化行业换热设备的首选产品。

为了适应各种工况和维护需要，管壳式换热器通常分为两类，管束可以拆卸的和不可拆卸的。

不可拆卸的主要以固定管板式为代表；可拆卸的主要类型有浮头式、U 形管式、填料函等类型。

管壳式换热器分管程、壳程。

管程的流速和流动阻力计算比较容易解决，通过改变管程数，即可达到调节两者的目的。

另外，通过选用管内强化换热管，如横槽换热管、缩放管、波纹管等都可以实现管内强化。

壳程结构一直沿用横向流结构，直到20世纪70年代至80年代情况才有所改变，发明了纵向流结构。

20世纪90年代，螺旋流结构也开始工业应用。

这些新结构的应用，解决了多年来管壳式换热器换热效率低、抗振效果差等问题，使管壳式换热器的效率和可靠性方面，又取得了实质性的进展。

目前有代表性的壳程结构，按壳程流体流动状态，将其分为横向流结构、纵向流结构、螺旋流结构。

传统的换热器壳程结构，多以单弓型为主，应用历史悠久，工艺计算结果精确。

经典的流路分析将弓形折流板形成的流路分为5种，即：A流路—折流板管孔和管子之间的泄漏流路；B流路—错流流路；C流路—管束外围和壳内壁之间的旁流流路；E流路—折流板与壳内壁之间的泄漏流路；F流路—管程分程隔板处的中间穿流流路(单管程换热器无此流路)。

基于KBE的机械产品设计

基于KBE的机械产品设计
赵波
【期刊名称】《机械设计》
【年(卷),期】2004(21)7
【摘要】介绍了知识工程KBE技术及其使用方法。

知识溶接技术
UG/KnowledgeFusion是将KBE技术与UG系统集成的高级技术 ,论述了知识溶接技术 ,其关键技术是知识表示、知识利用和知识获取 ,以汽车轮毂设计为例 ,给出了应用实例。

【总页数】3页(P7-8)
【关键词】知识工程;知识溶接;知识驱动;机械产品;机械设计;KBE
【作者】赵波
【作者单位】上海工程技术大学汽车工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TH122
【相关文献】
1.基于KBE与ActiveX的机械产品异步式参数化设计研究 [J], 李玉林;王岩
2.基于KBE的智能件在航天产品设计制造中的应用 [J], 熊丹丹;杨海成;苟园捷
3.基于KBE的产品设计中广义知识库创建研究 [J], 郭涛;杨化林;童水光
4.基于KBE的机械故障仿真器配置研究 [J], 刘青;郑联语
5.基于KBE技术的机械产品数字化设计 [J], 刘英;蔡扬伟;张磊;赵元新
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

AKE-C03P-EMF系列电磁流量计使用说明书-新...

电磁流量计使用说明书
系统简介
电磁流量计使用说明书
一、概述
A K E - C O 3 P - E M F系列电磁流量计是基于法拉第电磁感应定律而设计的，专门用于对工业过程中各种导电液体的流量测量，如各种酸、碱、盐等腐蚀性介质，各种浆液流量测量。
5.2.10 安装管道实例
5
5 . 2 . 1 1液体导电率不要把电磁流量计安装在液体电导率极不均匀的地方。在仪表上游有化学物质注入容易
导致液体电导率不均匀，从而对仪表流量指示产生严重干扰。在这种情况下我们推荐在仪表下游注入化学物质；如果必须从仪表上游注入化学物质，则必须保证上游直管段最少有5倍管径，保证液体充分混合。 5 . 3 .流量计机械安装 5.3.1 流量计管道的安装 ( 1 )流量计安装之前，应先校正管路，保证仪表的通径与用户管道具有较好的同轴度。对5 0 m m 以下公称通径的传感器，其轴线偏高不超过1.5mm，65～300mm 公称通径不得超过2mm，350mm 及以上公称通径则不得超过4 m m。 ( 2 )新安装的管道一般有异物(如焊渣)。流量计安装之前应将杂物冲掉，这样不仅可以防止衬里受损坏而且可以防止在测量期间由于异物通过测量管而引起的测量误差。 5 . 3 . 2、注意事项 ( 1 )拆箱时要注意保护好仪表，运到安装地点前最好不要拆箱，以免损坏仪表。仪表吊起时使用安装环，切勿用棒或绳子穿过传感器测量管将仪表吊起。

动力与电气工程：核电考试题库

动力与电气工程：核电考试题库1、单选（）燃烧产生的二氧化硫和二氧化氮是形成酸雨的主要物质。

A、氢气B、煤和石油C、核燃料正确答案：B2、单选在相同能量的下列射线中，下列哪种射线的穿透力最强？（）A（江南博哥）、射线B、射线C、γ射线D、质子正确答案：C3、问答题核电厂安全状况监测--安全参数显示系统的作用？正确答案：监督核电厂安全运转的状况，帮助操纵员及时发现机组故障的征兆，为操纵员处理事故提供支持4、问答题列出稳压器每个电加热单元加热器组件数、每个组件的功率。

正确答案：田湾核电厂共有四组加热器，共28个组件，各组的组件数为3，3，8，14个，每个组件的功率为90千瓦。

5、问答题电气设备的倒闸操作原则是什么？正确答案：电气设备上的停、送电基本原则：1）停电拉闸操作：断路器→负荷侧隔离刀闸→母线侧隔离刀闸→合接地刀闸；2）送电操作：拉开接地刀闸→母线侧隔离刀闸→负荷侧隔离刀闸→断路器。

6、问答题固体放射性废物处理与贮存系统（KPA，KPE）的主要功能是什么？正确答案：KPA系统用于收集、分类、处理、包装和暂存核电厂在正常运行、检修及预期运行事件下产生的第1组、第2组固体放射性废物和水泥固化物。

KPE 系统用于暂存两台核电机组产生的第1组、第2组水泥固化物。

7、单选原子核由（）组成。

A、中子和质子B、中子和电子C、质子和电子D、质子、中子和电子正确答案：A8、问答题蒸汽发生器本体是由哪些部分组成的？正确答案：蒸汽发生器本体为单壳卧式、热交换面浸在水下的热交换装置，它由以下部件组成：1）容器；2）换热表面；3）一回路冷却剂集流管；4）主给水分配装置；5）应急给水分配装置；6）蒸汽分离孔板；7）水下均汽板。

9、问答题什么是一回路冷却剂系统的“可识别泄漏”和“不可识别泄漏”？什么是“总泄漏率”？正确答案：如果泄漏以原设计的方法引向某个容器，并且这个容器的总容量可以测量时，则这个泄漏称为可识别泄漏；除可识别泄漏以外的泄漏称为不可识别泄漏；不可识别泄漏率和可识别泄漏率之和称为总泄漏率。