基于有限元仿真的不同材质冰箱门体研究

目前对于冰箱门体的研究,主要集中在门体强度与变形改善等方面,门体厚度方向尺寸相对较大.门体厚度和材质的不同,与门体强度的相关性研究也较少.针对此类问题,以现有冰箱门体为研究对象,对不同材质面板的冰箱门体,按照同等幅度对厚度进行减薄,研究变形量的变化情况.通过仿真对比分析,门体减薄同样厚度后,彩板门体与玻璃门体的变形情况.并通过试验验证,彩板门体变形量明显比玻璃门体要小,符合仿真结果,进一步验证了门体面板采用彩板替代的可行性.     

基于有限元仿真的不同材质薄壁冰箱门体热变形研究

随着彩板镀膜技术水平不断提高,彩板可以替代玻璃,作为高端冰箱门体面板一种选择.随着冰箱门体面板使用彩板的占比逐渐增大,特别是碳中和时代到来,如何减少、节约用材,成为需要解决的技术课题.彩板替代的技术实现可行性研究,以及关于门体材质、节约耗材的相关研究较少.本文针对此类问题,以现有冰箱门体为研究对象,对引起门体变形的重要生产环节,即发泡过程中进行相关仿真,分析研究温度变化对门体变形影响.主要对两种主流材质的冰箱门体,按照同等幅度进行减薄,通过热-应力仿真,分析研究热变形变化情况.通过相关试验验证,发现门体减薄后,彩板门体变形量明显比玻璃门体要小,符合仿真分析结果,进一步验证高档冰箱彩板替代门体面板的可行性.     

基于FEA的冰箱门体变形解决方法

门体变形一直是困扰冰箱生产厂家的问题,其变形机理研究也是众多科研工作者的研究热点.本文论述门体变形的研究现状,介绍一种基于有限元研究门体变形的方法,以BD-230为例,利用MSC.MARC有限元软件研究门体变形机理,并成功找到解决冰箱门体变形的方法.试验证明该方法的有效性.     

利用CAE分析单门大冷冻箱门体变形问题

本文分析了单门大冷冻箱门体变形的原因,利用CAE分析软件对门体变形问题进行了模型分析,并验证了门体加强结构的改进方案。结果表明,分析模型能有效解决门体变形问题,提高产品质量。     

风冷冰箱门封漏冷特性研究

冰箱门封是连接门体和箱体的重要结构,门封的传热量是冰箱热负荷的重要组成部分。本文通过CFD仿真模拟和实验相结合的方法,研究了风冷冰箱门封及周边配合结构的传热传质特性,重点分析了风冷冰箱门封的传热途径及各传热途径漏冷占比,为风冷冰箱门封密封保温改进提供依据。结果表明:门封传热漏冷需要考虑门封传质漏冷和门封传热漏冷两方面,风冷冰箱门封传质漏冷受冰箱箱内压差影响,风冷冰箱门封传质漏冷占门封总漏冷的36%以上,箱内外压差是门封漏冷的一个重要影响因素。     

基于数值分析的冰箱门体结构优化

抑制门体变形、降低生产成本,是冰箱门体结构优化设计必须解决的难题。本文基于热力耦合的有限元方法,利用ABAQUS软件对冰箱BD-188W门体在较大内外温差载荷作用下产生变形的机理进行研究,并提出了抑制门体变形的最优化方案——内胆结构优化。试验证明,优化后的门体边侧最大变形为1.84mm,符合门体变形控制在2.5mm内的企业内控标准。     

基于Ansys Workbench的不同截面型式自力型触指/触头配合结构优化设计

采用Cu-Cr合金材料,利用Solidworks建立自力型触指的矩形和W型截面触指/触头配合结构三维模型;通过DOE分析选取设计变量;运用Ansys Workbench的参数目标驱动优化对其结构参数进行了优化仿真。2种不同截面配合结构的最大应力和最大变形量的对比显示:随着触头直径、触指厚度以及摩擦行程的增大,各响应变量与之成正比例关系,且触头直径与摩擦行程对响应变量的影响比触指厚度的变化对响应变量的影响更大。经过多目标驱动优化后,矩形触指的最大变形量为6.6 mm,而W型触指最大变形量为2.6 mm。因此,当触指的几何尺寸和材料均相同时,W型截面力学性能要优于矩形截面。     

用于精确预测SiC MOSFET开关特性的分析模型

为精确估算高频工作状态下SiC MOSFET的开关损耗及分析寄生参数对其开关特性的影响,提出了一种基于SiC MOSFET的精准分析模型。该模型考虑了寄生电感、SiC MOSFET非线性结电容及非线性跨导系数等参数。详细介绍了建立分析模型的原理,并给出了分析模型中各关键参数的提取方法。对比了基于分析模型计算得到的开关波形与实验测试结果,对比电压电流波形匹配度较高,证明了此分析模型的正确性。对比了分析模型的开关损耗与基于实验计算的开关损耗,对比结果显示两者存在偏差,而分析表明基于实验计算开关损耗的方法为不准确方法。最后基于所提出的分析模型分析了不同寄生参数对开关特性的影响,并为优化高频电路设计提出了建议。     

一种新型超大容积直冷冷藏箱的开发

当前,节能已成为国内众多冰箱制造商的一个重大竞点和卖点。超大直冷冷藏箱具有巨大的市场潜力,但其开发存在两个技术难题:由于温度分布不均造成的能耗超标,以及因门体超大而造成的较大门体变形。科龙公司通过采用一种新的直冷冰箱风道系统以及对冰箱门体结构进行优化,成功解决了这两个技术难题,开发出一种新型的超大容积直冷冷藏箱。     

Moldflow软件在冰箱结构优化中的应用

本文主要介绍Moldflow软件在冰箱零部件设计中的应用,包括冰箱抽屉翘曲变形分析和冰箱门端盖熔接痕分析两个案例。针对冰箱抽屉翘曲案例,优化了浇口位置,流道系统和保压过程。优化仿真结果表明,总翘曲变形由7.975mm减小到3.008mm,翘曲总变形减小了62.28%。针对冰箱门端盖案例,浇口数量对制品熔接痕影响不明显,门端盖后墙厚度由1.5mm增加到2mm时,制品质量得到明显的改善。     

基于柔性体理论和瞬态动力学方法的中压直流快速操作机构结构强度分析

中压直流断路器快速操作机构的结构强度分析一直是机构设计和优化中的难点问题。笔者基于柔性体理论和瞬态动力学方法建立了适用于中压直流断路器快速操作机构结构强度分析的全柔性体动力学模型。相比于传统的仿真模型,提出了机构斥力盘分布式载荷的施加方法,并且考虑了机构高速运动过程的洛伦兹力和惯性力耦合作用,可以更精确地求解运动部件的应力分布。文中利用该模型分析了机构高速分闸过程可动部件的结构强度,获得了关键部件的动态应力应变分布并且与实验结果进行了比对,验证了仿真模型的有效性,为高速机构结构强度优化提供了指导和依据。     

冰箱门封导热性能及影响因素的CAE分析

由于冰箱门封对于节能非常重要,本文利用CAE仿真技术,采用二维平面模型对多款冰箱门封进行仿真研究,为冰箱门封和冰箱的性能设计和优化提供理论依据。通过对典型冰箱门封导热性能的分析,找出影响门封导热性能的因素,同时,以某型号冰箱为例,研究门封对冰箱漏冷量的影响。仿真结果表明,门封结构及磁条是门封导热性能的重要因素;门封等效导热系数约为0.05W/(m·K);冰箱门封漏冷占冰箱总漏冷约8%;门封高度从10mm减小为7mm时,冰箱门封漏冷比率减小约2.3%。     

多风速段下低风阻导线抗风能力实验分析及 导线截面结构参数优化

低风阻导线具有能降低导线所受风载荷、减小输电线路杆塔所受风压的优点。前期研究发现改变低风阻导线截面凹槽参数会对导线抗风能力造成一定影响,但针对具体的导线截面结构优化并无深入研究。以四种不同截面形状的低风阻导线为研究对象,在风洞试验条件下探究了导线风阻系数在不同风速段中的变化规律,并利用基于最小二乘的多项式曲面拟合对风阻系数与截面结构参数之间的相关性进行回归分析。研究结果表明：在低风速10~20 m/s区间内,导线风阻系数随导线截面粗糙度增加而线性递增。在中高风速20~60 m/s区间内,导线风阻系数由截面凹槽数量与凹槽半径构成的双变量二次函数决定。通过求解函数最小值可以获得低风阻导线的优化截面结构参数。基于纳维-斯托克斯方程在COMSOL有限元软件中模拟了优化导线模型与普通低风阻导线模型在多风速段中的流场变化情况,验证了本次拟合结果的有效性。     

非接触变压器磁路模型及结构优化

非接触变压器是感应电能传输系统中的核心结构,其耦合系数直接影响系统的电能传递效率,因此对其结构优化一直是研究的重点。本文针对一种应用于轨道交通领域的原、副边结构不对称的非接触变压器,根据线性系统的磁场叠加原理,分析了非接触变压器在副边开路和原边开路时其周围的磁场分布,建立了磁路模型,并推导得到原、副边电感及耦合系数的近似计算公式。基于该计算公式对磁路结构进行定性优化,有限元仿真证明了所提磁路模型和参数计算的正确性。在此基础上,利用该磁路模型,优化非接触变压器的结构,提出梯形绕组截面的绕组布置方式,以提高耦合系数;并对原、副边绕组匝数关系进行优化计算,使系统效率最优。根据以上优化,制作非接触变压器实验样机,在48mm气隙下,非接触变压器的耦合系数达到0.45,30k W非接触供电系统在满载时传输效率达到85.3%。     

考虑电动斥力的低压直流断路器动力学仿真及应力分析

以多体系统动力学为基础,建立低压直流断路器的动力学模型。将机械运动方程和电路、电磁场方程耦合求解,从而实现考虑电动斥力的断路器分断过程仿真。通过有限元分析软件Ansys与多体动力学分析软件ADAMS的协同仿真,建立断路器的刚一柔耦合动力学模型,完成关键零件在断路器短路故障分断过程中的强度分析,为断路器设计中关键零件的设计和优化提供一条有效的途径。     

基于多种群遗传算法的永磁涡流驱动器的多目标优化设计

为了优化永磁涡流驱动器的几个关键结构参数,研究了基于多种群遗传算法的多目标优化算法。首先,在磁场分析模型的基础上,推导出关键结构参数的解析表达式。以永磁体厚度、极弧系数和铜盘厚度为变量,以输出转矩、转动惯量和驱动器体积为优化目标,提出了基于熵值权重的永磁驱动器多目标优化函数,然后应用多种群遗传算法对永磁涡流驱动器进行优化。通过三维有限元仿真和实验验证了优化结果的准确性和可行性。最后,将计算结果与其他两种优化方法得到的结果进行了对比。结果表明,相比其他优化算法,该基于解析模型的多种群遗传算法在结构参数优化设计中有更好的计算效果。     

基于CFD的冰箱门体发泡过程模拟方法

为了验证聚氨酯是否能在冰箱门体内充满以及观察在各个时刻冰箱门体内聚氨酯的体积分数,建立了聚氨酯注塑充型流动的数学模型,运用计算流体力学知识,使用前处理软件对冰箱实际门体模型进行网格的划分,使用Fluent软件进行聚氨酯注塑数值模拟,进行纯流场分析。结果表明:随着填充的进行,聚氨酯的体积分数在不断增大,空气的体积分数逐渐被聚氨酯取代,当填充进行到61s左右时,聚氨酯的体积分数相对达到最大,即充满了整个冰箱门体的腔体内部,至此填充过程结束。     

碱性电解槽运行特性数字孪生模型构建及仿真

基于传感技术、物联网技术、仿真建模技术的数字孪生技术通过物理模型与数据驱动模型的融合,已成为一种实现物理实体的真实状态仿真比对与推演评估的先进且可行的新技术。碱性电解水制氢槽是电解水制氢系统中的关键设备,基于数字孪生技术构建碱性电解槽运行特性模型,实现其特性仿真与状态评估中的应用,对电解槽的信息化、数字化及对可再生能源发电制氢系统的整体优化具有重要意义。该文首先基于碱性电解槽相关试验及制氢机理,建立了碱性电解槽阻抗特性数字孪生模型;然后选择电解槽总电压、总电流及槽体温度等特性表征参数作为观测变量,融合数学驱动模型和电化学机理模型,构建碱性电解槽运行特性数字孪生体系统;最后基于Matlab/Simulink实现碱性电解槽数字孪生模型的仿真,主要包括温升特性仿真模型、功率调节仿真模型、产氢效率仿真模型和分离罐特性仿真模型。     

快速机械开关机械特性和结构强度研究

电磁斥力机构是快速机械开关的核心部件,在快速合闸和分闸过程中巨大的电磁驱动力会给电磁斥力机构和整个机械传动系统带来强烈的瞬态冲击。针对该问题,文中对电磁斥力机构在合闸和分闸全过程中的机械特性和结构强度进行了研究。采用LS-DYNA建立快速机械开关的有限元仿真计算模型,并求解得到合闸和分闸全过程各零部件的机械运动特性和瞬态冲击强度。采用激光测距对某单断口快速机械开关进行了实验测量,得到合闸和分闸过程的时间—行程特性曲线,实验测量结果和仿真计算结果匹配良好。最后对仿真计算模型进行参数优化,从而降低合闸弹跳、分闸过冲与反弹并减少零部件内部的瞬态冲击应力。文中的仿真计算方法和所获结果能为快速开关的运动特性分析、瞬态强度校核和设计参数优化提供指导。     

用于飞轮储能系统的轴向分相电机的电磁分析与优化设计

针对轴向分相电机参数优化问题,在分析电机基本电磁特性的基础上,探究一种关键结构参数提取及其优化设计方法。首先,通过有限元分析探究电机悬浮及转矩性能与结构参数间的一般规律,并基于所得各结构参数的变化曲线进行敏感度分析,获取待优化的关键结构参数。其次结合极限学习机学习速度快、建模精度高的优点,构建多目标统一优化模型。然后以改善平均悬浮力及转矩性能为优化目标,利用粒子群算法进行全局寻优以获得最优参数配置。有限元仿真结果表明,优化后电机的悬浮力和平均转矩分别提高了10.07%和6.67%,验证了所述优化方法的有效性。