1979年, 第15卷, 第1期　
刊出日期：1979-01-01

  

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论文
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  使用非正交曲线座标和非正交速度分量的叶轮机械三元流动基本方程及其解法

  吴仲华

  . 1979, 15(1): 1-23.

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  本文使用张量方法推导了使用任意非正交曲线座标和非正交速度倒分量的叶轮机械内部三元流动的基本气动热力学方程，详细考虑了适用于S1和S2相对流面的各种座标的取法及其相应的方程。最后讨论了适用于反问题（设计问题）和正问题（分析、和变工况计算问题）的两类求解方法。第一类方法是作者以前提出的中心流线法的发展，属于流线推广法范畴。第二类方法是过去使用的矩阵法和迭代法的继续。这一套非正交曲线座标的方程组及其解法可以用来更准确地设计或计算分析具有任意弯曲通道和任意倾斜的以及具有任意前、后缘形状的叶片的叶轮机械内部三元流动。
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  在任意回转流面上设计轴流式叶轮机械叶栅——中心流线法的某些发展

  蔡睿贤

  . 1979, 15(1): 24-36.

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  本文把平面叶栅中心流线法解析解推广到任意回转流面上，得出比原来的数值解计算得更迅速与更准确的求解办法；文中列出了设计轴流式叶轮机械的推荐选用参量以及计算例子。通过数量级分析，还得出了一个论点：用平面叶栅假定不但对轴流式长叶片级不太合适（这点在压气机中比在透平中更为明显），即使对短叶片级，也有可能会引起一定的误差，因而当需要更精确计算时均应在任意回转流面上进行。本文所得公式与函数表还可以直接用于径流式与混流式叶轮机械。
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  高应变区裂纹张开位移分析

  蔡其巩;罗力更;陈宪禧;郑本和;陆祁初;张宝昌

  . 1979, 15(1): 37-51.

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  本文应用塑性变形理论方程和解的因次分析，和Hutchinson等对纯幂硬化材料给出的有限无结果的外推，得到了全塑性条件下，纯幂硬化材料中心裂纹拉伸板简单的裂纹张开位移表达式。通过COD的小范围屈服解答和纯幂硬化材料全塑性解答的内插，给出了弹塑性材料用标称应变计算COD的简单公式。应强调指出的是，应区分两类典型的屈服方式，即全面屈服和韧带屈服。对于这两类典型情况，存在显然不同的Φ≡S/（2πaε0）与ε/ε0的关系。对具有明显屈服平台的低碳锰钢，进行了缺口拉伸板的COD标定。当相对裂纹尺寸不够小时，则不满足真正的全面屈服条件。这时曲线上可以观察到四个阶段：（I）小范围屈服阶段，(ii)韧带屈服阶段。(iii)屈服平台扩展到其余部分的阶段，此时COD被冻结了，(iv)指数硬化的全面屈服阶段。一些宽板试验数据对Wells或Burdekin设计曲线向上或向下的偏离，现在可以解释为由于在具有不同y/（πa）值情况下，韧带屈服的影响。对于低碳锰钢，不同裂纹的几何形状因子Q2，可以通过测量全面屈服阶段Φ～ε/ε0曲线的斜率而得到。
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  论共轭齿面的法曲率关系及应用

  严志达

  . 1979, 15(1): 52-64.

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  本文齿轮啮合理论引起数学工作者的兴趣应追溯到Euler，他首先引进渐开线齿轮，在工业上起着重要的作用。随着近代工业发展，新型齿轮的出现，特别是锥齿轮和双典型齿轮的研制，所涉及的问题，这较过去为复杂。因此从数学的角度系统地讨论齿轮的啮合理论，引进适当的方法，以解决理论和实践方面的新问题，是很必要的。作者根据特殊矛盾应用特殊方法解决的原则，引用动标和相对微分（它是相对速度的推广）的概念系统地对啮合理论中的一些基本问题作了探讨。本文就是要介绍这个方法，以及得到的一些新的结果。首先是齿面啮合界限点的确定，得到两个基本不变量，界限函数。其次是共轭齿面在啮合点的法曲率间的关系，诱导法曲率公式，最后涉及上述公式的一些应用。本文另一个特点即论证完全是解析的，很少借助于直观。这样就使我们的方法便于掌握和应用。文内论证可能不是详细的，有些也未加证明，特别中与微分几何有关的部分。可参阅后面引述的论文。这些工作完成于1972年。1973年和1974年曾以油印本先后在上海和天津发表，其中后一油印本是为天津齿轮工作者所作报告的讲义。
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  共轭曲面原理

  陈志新

  . 1979, 15(1): 65-85.

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  本文简述了原理形成的背景，它的主要任务和主要特色，以及它的主要应用领域。概括性地阐述了原理所研究的问题。扼要地叙述了原理的一些基本要素，如向量绕定向轴的有限转角回转，工程微分几何学，共轭运动，共轭几何图形，接触传动问题以及PK制齿形。最后，列举了原理的两个应用示例。
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  叶轮机械三元流动流函数方程组——S1和S2流面的统一数学方程组

  吴文权

  . 1979, 15(1): 86-99.

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  随着计算机和计算技术的发展，直接求解叶轮机械三元流动成为新发展的一个问题。本文提出了直接求解叶轮机械三元流动的一个方法。在本文中引入了三元流动流函数。对吴仲华叶轮机械三元流动通用理论中的S1和S2相对流面理论作了统一的数学表达，进一步阐明了流面的意义，对流面理论中连续方程所引入的流片厚度τ作了一个严格的数学推导。所得的结果同流面理论中的结果，和其物理意义都是一致的。这样所得的流动图案是最一般的情况。而我们以往常常使用的任意回转面流动、圆柱面流动、轴对称流动等都是其中某些简化的特例。由所引入的三元流动流函数，从叶轮机械基本方程组，推导得出了包括S1和S2两族流面上流动的统一流函数方程组。由此可以明确看到S1和S2两族流面相互迭代计算的意义和途径。进一步讨论了方程组正问题求解的边界条件和求解方法，从而提出了直接求解三元流动的一种新的方法。在这方法是同时直接求解三元空间内计算节点上ψ1和ψ2两个流函数值。这两个ψ1和ψ2是通过两个联立的流函数方程组迭代求解而得的。解得两个流函数值后，从而再解出所有气动参数。这方法不同于其它直接解速度分量形式的三元流动方程。后者是求解三元空间内计算节点上三个或三个以上未知数。因此看来这个新方法有可能比其他直接解法更容易在计算机上求得完整的三元流动解。
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  气膜冷却壁面温度的计算方法和计算曲线

  王恒月;葛绍岩;刘登沄;杨雅贤

  . 1979, 15(1): 100-111.

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  用作图法求解了气膜冷却壁面的热平衡方程。计算方法中引用了本文作者最近做出的绝热壁面恢复温度的有效温比实验公式。算出了气膜冷却壁面的辐射热流量、气膜冷却热流量，外壁对流冷却和外壁辐射散热等。并用作图法求出了气膜冷却壁面的平衡温度和气膜冷却效率。有效温比、换热系数、气体黑度系数等都可用本文提供的图表直接查找。
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  铸铁凝固期间电阻率的变化

  舒光骥;何德玶

  . 1979, 15(1): 112-122.

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  作者们通过测量变压器式传感器中一次线圈内电流随时间的变化，研究了亚共晶白口铁、灰铸铁和稀土镁铸铁凝固期间电阻率的变化。发现，随着凝固行径和凝固过程中析出相的结晶构造不同，各种铸铁的电阻率变化特点也有很大差别。奥氏体和球状石墨的析出会造成试样电阻的降低或传播器一次线圈电流的升高，而莱氏体和片状石墨则引起相反的变化，在铸铁内所有的相和组成物中，石墨是决定电阻率变化的主要因素。作者们深信，本文所报导的实验结果有助于铸铁凝固机理的研究和生产过程的控制。
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  球铁轴的脆性断裂分析

  颜丽珊;张国臣;王维杰;杜永安;吴季直

  . 1979, 15(1): 123-130.

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  本文以铣床主轴的断裂为例，阐明断裂力学分析在球铁零件脆性断裂问题中的应用。根据传统强度计算，如果不存在缺陷，主轴强度是足够的，不应发生断裂事故。但断轴断口关键部位的观察表明了类裂纹缺陷的存在，所以补充了断裂力学分析。分析提出由于工作应力很低，即使存在某些铸造缺陷，主轴在额定扭矩以下稳定工作是可靠的，但由于不利的热处理残余应力和额外大的过载，使主轴关键部位的应力大幅度增加，从而引起裂纹失稳扩展而导致脆性断裂。根据上述分析，对热处理工艺进行了试验，结果指出降低原淬火-回火处理的奥氏体化温度或采用等温淬火处理，都可以使断裂韧度由76～94kg·mm(-3/2)提高到111～127kg·mm(-3/2)，并且获得有利的残余应力状态，从而基本上防止了断裂事故。