铝合金水射流参数对淬火界面传热行为的影响

采用末端淬火试验装置,以6082铝合金圆棒试样为对象,对水射流淬火过程中界面的传热行为进行了研究。通过反传热法求解了不同试验参数条件下的界面热流密度(q)和界面传热系数(h),并分析了试样淬火初始温度、试样表面流量密度和表面粗糙度对界面传热的影响规律。结果表明:铝合金水射流淬火过程中,q和h随试样表面温度减小先增大后减小。试样淬火初始温度越高,q和h及其峰值qmax和hmax越大,过渡沸腾阶段平均淬火冷却速率也越大。试样表面流量密度对过渡沸腾传热与核沸腾传热均有显著影响,且其值越高,平均淬火冷却速率越大,qmax和hmax也越大。在过渡沸腾阶段,表面粗糙度对界面传热几乎没有影响;在核沸腾阶段,表面粗糙度对界面传热有明显影响,且当表面温度低于170℃时,随表面粗糙度增大,q、h和hmax先减小后增大,这可能与成核位置密度随表面粗糙度增大的变化规律有关。     

EW组合近似模型在概念铝车架断面轻量化设计中的应用

首先提出一种组合近似模型的建立方法——EW法,并将其用于铝合金车架弯、扭刚度和弯、扭模态性能的预测中,对比其与另外3种单一近似模型Kriging、RBF、RSM以及两种组合近似模型EI、EG的预测性优劣,结果表明,采用EW法建立的近似模型在组合近似模型中有最高的预测精度与预测稳定性,且与单一近似模型RBF在具有相近预测稳定性的情况下比较,弯曲刚度、扭转刚度、弯曲模态及扭转模态预测精度R 2的均值分别高出1.33%、0.50%、1.76%和4.97%,RMAE的均值分别减小56.3%、58.0%、41.0%和25.6%。基于上述分析,选择预测能力最强的EW法建立组合近似模型,采用退火算法对概念铝车架断面尺寸进行轻量化设计,结果表明,在弯曲刚度和扭转刚度分别提升1.79%、2.67%,弯曲模态和扭转模态分别提升3.47%、1.04%的情况下,质量降低4.98 kg,轻量化效果明显。     

铝合金空心型材挤压截面内凹变形有限元分析及模具结构优化设计

截面变形是复杂空心型材挤压过程中经常遇到的难题,实际生产中需通过反复试模、修模才能得到合格的产品。针对6063铝合金空心型材截面内凹问题,采用数值模拟方法获得了挤压过程中不同方向上的金属流速及模具焊合室内不同高度的压力分布,分析与讨论了产生缺陷的原因,并优化了模具结构。模拟仿真结果表明,添加阻流块后挤压过程中型材不同位置和不同方向上的流动速度更加均匀,挤出型材向内凹的现象得到改善。实测结果显示,采用改进后的模具结构,挤压型材最大内凹量减小为0.15 mm,可以满足实际应用要求。     

铝合金喷雾淬火界面换热系数的反分析求解

喷雾淬火数值模拟过程中,界面换热系数的准确性直接影响到模拟精度。以6082铝合金喷雾淬火试验为基础,采用反分析法求解了界面热流密度和界面换热系数,并验证了反求结果的可靠性。结果表明:铝合金喷雾淬火过程中,界面换热经历了过渡沸腾、核沸腾和单相对流3个阶段,但不存在膜沸腾阶段;过渡沸腾阶段,随表面温度降低,界面热流密度迅速增大,界面换热系数近似呈线性增大;核沸腾阶段,随表面温度降低,界面热流密度缓慢减小,而界面换热系数迅速增大。     

基于响应面模型的白车身多目标轻量化设计

基于MSC/NASTRAN软件平台建立了某多用途汽车（MPV）白车身有限元模型。首先,利用相对灵敏度分析方法选取了19个白车身零部件壁厚作为轻量化设计变量;然后,采用拉丁超立方试验方法和一阶响应面模型方法建立白车身质量、弯扭刚度、一阶弯扭模态的近似模型,模型的复相关系值R2都接近1.0,模型精度高;最后,以白车身质量最小和扭转刚度最大为优化目标函数,弯曲刚度和一阶弯扭模态为约束条件,采用非支配排序遗传算法对白车身进行多目标优化。优化结果表明,轻量化后的白车身弯扭刚度、一阶变扭模态变化均小于1.0%,且在不改变用材的前提下,实现白车身减重6.4kg。     

纳米添加剂对镍氢电池正极电化学性能的影响

采用制备的纳米氧化锌(均匀沉淀法)和碳纳米管(化学气相沉积法)作为正极添加剂,掺杂制备两种不同正极极片。研究了正极中添加不同含量在不同放电制度下对MH-Ni电池电化学性能的影响。结果表明,在30 mA/g恒电流密度放电条件下,添加纳米氧化锌(ZnO)的模拟电池有助于提高放电性能,第80次循环时添加量为2%的放电比容量最高为259.2 mAh/g;但在60 mA/g恒电流密度放电条件下,模拟电池中添加碳纳米管(CNTs)的作用比较明显,添加量为1%CNTs的在第80次循环时放电比容量为260.3 mAh/g,而且放电平台比较平稳。     

硒纳米线的合成及表征

采用对环境友好的绿色合成方法,在碱性条件下,利用氧化还原体系把高价硒还原成灰黑色的三方相硒.以蔗糖、葡聚糖为软模板和形态导向剂,制备出了尺寸均匀、形态不同的硒纳米线.并用XRD、SEM等分析手段对产物的形貌和结构进行了表征,并对它们的成线机理做了相应的分析和解释.结果表明,两种不同的糖对硒纳米线生长的影响不同,在蔗糖条...     

基于二次优化法的铝合金车架可靠优化设计研究

针对基于可靠性的多目标优化过程中,解收敛过早且计算效率低下的问题,提出了基于可靠性的二次优化法。根据Pareto前沿解单位法向量来计算多个优化目标的权系数,使用序列二次规划法对多目标优化结果进行了二次优化,并通过矩方法进行了可靠性分析;以某铝合金新能源汽车车架为例,结合试验设计、近似建模、二次优化法和矩方法,以零件壁厚为设计变量,一阶弯扭模态频率和弯曲刚度为约束,铝合金车架质量和扭转刚度作为优化目标,进行了多目标可靠性优化设计。研究结果表明:二次优化法使最优解落在约束边界,解决了基于可靠性的多目标收敛过早的问题;矩方法在保证可靠性优化精度的同时提高了优化效率;与原设计相比,优化后的铝合金车架扭转刚度提高12.96%,车架总质量减小5.41 kg。     

基于模态理论的白车身静刚度计算方法

以线性系统的模态理论为基础,将简单矩形框架的弹性体模态与静刚度之间的关联性推广到白车身,推导出了具体的数学表达式,再以此为依据,通过有限元分析直接提取各阶弹性体模态参数,从而获取车身静刚度,改变了以往依靠柔度矩阵和大型试验来计算静刚度的方法。研究结果表明,模态理论方法和传统静力学方法所得到的静刚度相差在10%以内,说明白车身的整体静态柔度可以用模态柔度贡献量之和表达,且这种计算方法具有较高精度,能为低阶模态和刚度性能的目标设定提供参考。同时,各阶模态的柔度贡献量的大小可以作为低阶模态识别的重要依据。最后将有限元计算结果与白车身静刚度试验结果作对比,其误差控制在8%以内,其中由模态方法计算的扭转刚度误差低于3%,因此说明此次有限元分析是可靠的。     

安全带固定点强度仿真精度分析及过法规优化

针对GB14167—2013下,座椅安全带固定点试验过法规困难且增重较多的现象,对安全带固定点有限元模型的仿真精度进行探究,旨在以提高仿真精度的方式来指导过法规优化方案的制定。探究了卷收器建模方式、单元积分类型及分布对仿真精度的影响,并建立了可信度较高的某商用车安全带固定点强度分析有限元模型。通过对传统模型中单元类型及分布进行优化,在保证计算效率的同时,使仿真精度得到较大提高。最终,基于座椅的薄弱部件进行结构优化,使其满足国家法规要求,且仿真结果与试验结果基本吻合。