铝合金大铸锭半连铸过程的热应力数值模拟

利用大型有限元软件MSC. MARC建立了直径为550 mm的7050铝合金大铸锭的半连续铸造热一力耦合有限元模型,考虑了凝固时结晶潜热的影响,给出了半连铸过程复杂的边界条件,分别对不同铸造速度和铸造温度下的温度场、应力场进行了模拟分析.结果表明:半连续铸造过程中,铝圆锭外层受压应力、心部受拉应力;铸造速度对应力影响较大;提高铸造速度与铸造温度使铝锭产生裂纹的倾向性增大.     

多因素下氧化石墨烯无石棉垫片应力场数值模拟

针对氧化石墨烯无石棉垫片的实际工作情况,建立螺栓法兰系统三维有限元模型,并运用Abaqus软件研究螺栓预紧力、介质内压及垫片尺寸3种因素对氧化石墨烯无石棉垫片应力场的影响;采用稳态温度场对不同介质温度因素进行研究,模拟实际工况下垫片的温度场及应力场分布。结果表明：垫片应力随着螺栓预紧力增大而增大,随着内压载荷及垫片宽度增大而减小;最高温度存在于垫片内侧,且随着介质温度升高,垫片内外侧温度差逐渐的增大;垫片应力沿径向由内到外呈现递增趋势,随着介质温度升高,垫片应力减小;垫片应力沿外侧周向分布不均匀,呈45°为一个周期变化。     

不同载荷下六孔束腰型叠片联轴器有限元应力仿真研究

叠片联轴器工作时经常会受到转矩、离心力、轴向位移和角向位移的作用,对叠片联轴器在以上各种载荷下的应力分析,能够为动力装置的安全运行提供可靠保证.建立了考虑叠片之间接触影响的六孔束腰型叠片联轴器有限元模型,分析了联轴器在转矩、离心力、轴向位移和角向位移单独作用下的叠片应力大小和分布特征,并通过改变螺栓的预紧力和叠片间的摩擦因数,研究了它们对联轴器应力特性的影响.结果表明,增大螺栓预紧力和摩擦因数会导致联轴器在转矩、轴向位移和角向位移作用下最外层叠片的最大等效应力值增大,但对离心力作用下的应力影响不大.     

双螺杆捏合机螺杆转子多场耦合特性数值模拟

以某新型双螺杆捏合机螺杆转子为研究对象,采用间接耦合以及弱耦合方法实现转子温度场和应力场、流场和应力场的耦合特性的数值模拟。将温度场作为体载荷施加在流固耦合结果上,实现螺杆转子温度场-流场-应力场的多物理场耦合特性数值模拟,以研究不同工况下在流场温度、流体压力和不同扭矩对双螺杆转子的综合应力和综合变形的多场耦合作用机理,并对螺杆转子在各物理场单独作用及耦合作用下的应力和变形情况进行对比分析。研究结果表明:与流场对转子产生的变形与应力相比,热变形是导致转子实际变形的主要因素,螺杆转子热变形的变化趋势与其实际综合变形的变化趋势基本一致,而由温度场导致的转子热应力值较小,远小于转子受到流场以及扭矩产生的应力值。根据分析结果可以确定双螺杆捏合机中对转子强度、刚度起主要影响作用的因素,以及确定转子合理工作间隙。研究结果对转子微观形貌的主动反演设计以及工作间隙的合理选择提供理论依据。     

轻型商用车少片钢板弹簧疲劳裂纹扩展研究

通过商用车实车道路试验,对少片钢板弹簧型疲劳裂纹扩展进行研究.经减速带冲击工况试验得到板簧应力和疲劳裂纹扩展速率最大处,用此位置和距中心螺栓孔16mm处粘贴的应变片实时采集板簧应力,同时使用位移传感器实时采集中心螺栓孔相对车架位移.基于裂纹尖端附近应力场及应力强度因子的方法对数据进行分析,最终完成7种工况的实车道路试验.结果表明:距中心螺栓孔116mm处的疲劳裂纹扩展速率较大,与此类钢板弹簧容易发生疲劳故障的位置吻合.通过理论分析与试验验证此方法可以应用于板簧裂纹扩展速率预测.     

基于UG的汽车覆盖件检具基座结构分析

为了提高汽车覆盖件精度,解决检具基座的变形问题,对检具基座进行了结构分析。在采集现场检具基座变形数据的基础上,利用UG建模模块进行基座实体建模。结合检具的实际工况给出边界条件,划分有限元网格和加载载荷,进行结构分析并获得了基座的位移和应力云图,反映出了检具在实际工况中的应力场分布规律。     

某型无人机挂伞座的结构改进和分析

基于结构有限元法,针对某型无人机挂伞座进行了结构改进和分析。通过挂伞座底座安装螺栓孔布局的调整和座底厚度的增加,使挂伞座和安装螺栓的受力得到较好地改善,但是只有部分安装螺栓得到充分利用和发挥;通过载荷传递路径的改进,不仅使挂伞座和安装螺栓的受力得到较好的改善,而且使所有安装螺栓得到充分利用和发挥。计算结果说明,结构改进后,在结构质量基本不变的情况下,挂伞座最大应力值减小76.9%;安装螺栓应力值减小了52.7%,受力改善显著。     

热固耦合下三螺杆泵转子的结构特性研究

三螺杆泵在工作中产生的高温流体会导致螺杆转子产生形变,针对这一问题,对不同工况下螺杆转子的变形和应力进行了研究。基于有限体积法数值求解了N-S方程,得到了螺杆泵的温度场,通过对比模拟数据与实验数据确保了流场求解的准确性;采用了CFD/CSD耦合求解技术,将温度场数值插值到转子的结构网格上,以作为转子热分析的外载荷,进而通过求解螺杆转子结构的静平衡方程得到了转子的位移场和应力场;最后分析了螺杆泵产生的温度场对螺杆转子变形和应力的影响规律。研究结果表明:螺杆泵出口位置温度较大,进口位置温度较低;随出口压力的增大,主从螺杆转子的最大变形和最大应力都逐渐增大;从螺杆泵的进口到出口,随着转子轴向长度的增加,主从动转子的变形逐渐增大。     

高温下螺栓法兰联接密封结构三维数值分析

采用有限元法对高温下螺栓法兰联接密封结构进行三维数值分析。分析结果表明,在稳态温度场下,螺栓法兰联接密封结构在内压作用下垫片应力降低,随着温度的升高,法兰转角增大,垫片应力持续减小;在螺栓预紧力、内压以及温度载荷的作用下,螺栓法兰联接密封结构的螺栓应力、垫片平均应力以及法兰转角基本呈线性变化。     

基于FEM-DEM耦合法的转运站料仓壁面受力仿真分析

为探究转运站料仓在不同带式输送机输送速度下结构强度是否满足使用要求,基于离散元软件EDEM建立3种不同形状煤块模型,利用FEM-DEM耦合法仿真得到4种不同带式输送机输送速度下煤块对料仓壁面最大作用力,分析得到料仓壁面最大变形量、最大应变及最大应力值。经验证该转运站在带式输送机额定输送速度及额定喂入量下料仓工作强度满足使用要求。     

工控系统现场级信息安全保护方案之探讨

对可能存在的现场级IT-安全的危险及其影响,从现场级的性能与边界条件出发,引出防止发生这类危险的方案。     

振动力场作用下聚合物熔体流场的理论研究

介绍了聚合物电磁动态成型加工的特点，推导出振动力场作用下简单剪切流动中聚合物熔体的速度、剪切速率和剪切应力的计算公式，通过对动态流场的理论计算与分析表明，振动力场对于提高聚合物成型加工的综合性能具有显著效果。     

某榴弹发射器枪管瞬态热结构耦合分析

为了提高自动武器的使用性能,寻求降低膛壁温度的方法,简介了传热机理,并运用ANSYS软件建立了枪管二维轴对称有限元模型,确定枪管的边界条件,得到了单发时枪管的温度分布和连发时的温度及应力分布,并对枪管的温度场和应力进行了研究。然后对枪管在温度场、耦合场及膛压作用下的应力进行了比较。研究结果对枪管设计有一定的参考价值。     

火焰温度场分布的光学测量原理

测量火焰和燃气的温度及温度分布对于深入研究燃烧机理和指导工程设计有十分重要的作用。本文介绍了近十年来光学法测量温度及其分布的各种方法,包括接触式测量法和非接触式测量法,局部测量法和变换测量法。这些方法为在不同场合,不同要求的火焰温度的测量提供了有力的工具。     

车轮踏面制动的热-机耦合数值模拟

重载列车车轮踏面制动是一个复杂的动态接触热-机耦合问题,介绍了热-机耦合问题的求解方法,并利用有限元分析软件ANSYS对提速货车的单闸瓦踏面制动过程进行了紧急制动工况的数值仿真,定量地给出了车轮踏面温度和应力随时间的变化规律,为研究车轮踏面热疲劳提供了理论依据.     

复杂组合结构温度场及应力有限元分析

基于ADINAT编制了具有通用性的一般微机上三维温度场有限元分析软件 ,并对三维复杂组合结构实例进行了分析计算 ,有限元分析的结果是令人满意的 ,此软件可应用于三维复杂组合结构的温度场分析 ,在工程实践中具有一定的推广价值     

交变磁场测量系统数值仿真分析

利用有限元分析软件，建立了交变磁场测量系统的数值仿真模型。基于这个模型，分析了检测位置对确定缺陷大小和分布的影响，发现检测路径离裂纹中心越近，检测到的磁场分布信号越好；检测平面与工件表面间隔越小，Bz曲线越准确，但过小的间隔却可能增大Bz曲线的噪声。同时研究了缺陷几何尺寸与表面磁场分布的对应关系，进一步验证了表面磁场曲线极值间隔与缺陷长度的对应关系；以及在确定缺陷长度的基础上，缺陷深度与Bz曲线极小值之间的一一对应。以上结论为识别缺陷特征专家系统的实现提供了理论依据．     

Photo-enhanced field emission study of TiO2 nanotubes array

Aligned TiO₂ nanotubes were synthesized by simple anodization of the Ti foil surface. The as-anodized product is further characterized by SEM, XRD, and PL. The tube inner diameter is found to be ≈60-80 nm with the average wall thickness ≈30 nm and areal density ≈15×10⁶/ cm². FE studies of the aligned TiO₂ nanotubes are carried out at base pressure of ≈1×10⁻⁸ mbar. The turn-on field observed for an emission current density of ≈10 μA/cm² is found to be ≈1.7 V/μm and current density of ≈44 μA/cm² is obtained at an applied field of ≈2.3 V/μm. Photo-enhanced FE study is carried out by shining visible and UV light on the cathode. The aligned TiO₂ nanotubes show sensitivity to both the light sources. The FE current shows fast switching response to the visible light. The increment in the preset current upon UV illumination can be attributed to the band edge excitation of the electrons. The free excitons associated with band gap of the TiO₂ nanotubes array may be responsible for the visible light sensitivity. TiO₂ nanotubes are also grown on the Ti wire and exhibit similar photo-enhanced behavior. The FE and photo-enhanced FE properties demonstrate the applicability of the aligned TiO₂ nanotubes in the FE based micro/nanoelectronic devices.     

盾构机刀盘牛腿焊接过程的三维仿真

盾构机刀盘上牛腿部位在掘进过程中的焊缝及其周围部位的开裂及断裂直接影响施工效率和成本。在ANSYS有限元软件二次开发环境下建立了盾构机刀盘牛腿焊接三维模型,并采用双椭球热源模型建立了多层多道焊模型。采用"单元生死"技术数值模拟了牛腿焊接过程中的温度场和应力场分布及其变化规律,结果表明焊缝以及焊缝附近区域的应力水平较高,焊缝处的残余应力为较大的拉应力,其中纵向残余应力要远大于横向残余应力,远离焊缝的区域的应力主要由残余压应力组成,该结果为研究盾构机刀盘牛腿部位的焊接工艺提供了理论依据。     

场式时栅位移传感器研究

根据作者前期提出的“时空坐标转换理论”和基于旋转机械的“单齿式时栅”，再提出基于运动场的“行波磁场式时栅”方案，可克服机械式时栅的缺点，使时栅的商品化应用成为可能，并将研究领域扩展到直线测量。