爆破片与易熔塞组合泄放装置在气瓶上的适用性探讨

安全泄压装置是气瓶的重要附件之一,在意外情况下能够发生动作从而保护气瓶安全。针对目前普通气瓶上安全泄压装置问题,探讨了爆破片与易熔塞组合泄放装置在普通气瓶上的适用性。针对典型高压气瓶,通过计算流体力学软件FLUENT模拟了火灾情况下气瓶的热响应,获得了火灾环境的温度场、热流密度分布,和气瓶温度及内部压力随时间的变化关系,结合安全组合泄放装置的动作原理,对目前使用的两种爆破片-易熔塞串联组合泄放装置应用在普通气瓶上的安全性作出了判断。     

175FMI活塞热耦合分析

详细阐述了汽油机活塞从热边界确定到热耦合分析的整个过程,从AVLBoost软件中获得第三类边界条件,并在活塞,活塞销接触分析中叠加温度场获得热耦合分析效果。从温度分布、热应力、机械应力、活塞应变等方面考察活塞结构,为活塞的结构改进和优化提供了经验和理论依据。建立了活塞三维有限元模型,通过理论计算某发动机活塞热边界条件,对其进行温度场分析计算,得到活塞的三维温度场分布特征,对活塞的结构改进和优化具有一定的研究价值。     

退火炉底板热结构耦合的有限元分析

利用ANSYS有限元软件并采用间接耦合法对环形退火炉炉底板构件进行热应力分析,为了进一步较为准确地揭示在热处理过程中炉底板的温度和应力场分布规律,关键点主要是考虑对流换热因素的边界条件。首先,编辑对流环境温度函数以及施加对流换热系数模拟炉底板温度场。然后,在温度场的基础上,采用热—结构耦合的方法,实现温度场与外载荷的热结构耦合分析,得到炉底板的应力变化分布规律。分析结果结合炉底板实际工作环境来分析失效的原因,可以对提高炉底板的使用寿命有着重要的理论指导作用。     

热力耦合作用下水下井口连接器密封特性*

为研究海底高温高压复杂工况下金属密封圈在井口连接器中的密封性能，根据传热学理论建立传热学和热力耦合数学模型，运用ANSYS建立井口连接器温度场有限元模型；在温度场数值模拟的基础上，进行稳态和瞬态热结构耦合数值模拟分析，得到油气介质压力及温度对水下井口连接器密封性能的影响。结果表明：油气介质温度越高，密封圈内部的温度梯度越大，在温度冲击影响下，连接器各零部件和密封圈之间的温差波动要大于匀速变温及瞬间变温下产生的温差波动。稳态热-结构耦合分析表明，金属密封圈会因温度升高而产生膨胀变形，并且该变形大于不施加温度载荷时的变形，说明温度载荷在特定条件下将直接影响连接器的密封特性；瞬态热-结构耦合分析表明，油气介质温度的快速变化，导致密封圈中接触面受热产生的线膨胀比外圈的线膨胀大，从而导致密封圈内部的不协调变形，因此在实际工作环境中应避免温度升高速度过快的现象发生。     

法向压力对销-盘在电磁场环境下耦合温度场的影响

利用ANSYS有限元软件对销-盘式摩擦机中销、盘摩擦磨损耦合的温度场进行模拟分析,研究模型在电磁场环境下,不同法向压力对摩擦热和磁场热耦合温度的影响。结果表明:对于销-盘摩擦副,在相对位移、速度和法向压力一定的条件下,有磁场条件下摩擦副试样的温度高于无磁场条件下的温度;在一定的磁场强度和速度下,耦合最高温度随着法向压力的增大先缓慢后快速地升高;在相对滑动位移和磁场强度一定时,最高耦合温度随着相对运动速度的增大而降低。     

边界效应对导弹头罩流场热环境数值仿真影响

针对边界效应对超声速导弹头罩热力环境数值仿真准确度产生影响的问题，采用流-热-固多场耦合分区求解方法，建立了导弹头罩数值仿真模型，对其流场与结构温度场进行数值模拟，实现导弹头罩流场热环境精确仿真计算和边界效应对导弹头罩热力环境数值仿真影响分析。结果表明：随着边界远离头罩驻点，温度场的边界效应逐渐减弱；边界距离头罩驻点的远近对压力场无影响；热环境分析时需要考虑边界效应，流场分析时可以忽略此效应；此研究对导弹头罩热力环境预示数值仿真计算具有指导意义。     

火灾环境下液化气球罐力学响应的有限元分析与安全评价

火灾环境下液化气球罐受热辐射的作用引起热响应，即罐内介质温度和压力发生变化，罐体温度也发生变化。本文基于火灾环境下液化气球罐的瞬态热响应的有限元分析，采用ANASYS的热—结构耦合有限元分析方法，研究火灾中不同温度和压力的作用下球罐的应力分布。根据应力分类方法，进行强度计算，评价高温环境下球罐的安全性。研究表明400℃环境下均匀受热的液化气球罐在气液相交界处由于压力和温度的变化而不能满足强度条件，会导致球罐在该部位破裂。     

硅橡胶模具与LOM原型的热耦合温度场数值模拟

分析了硅橡胶模具在热硫化成型过程中与LOM原型的热边界条件，介绍了硅橡胶模具与LOM原型热耦合温度场的数值模拟方法，并详述了其实施步骤，进而设计了该热耦合温度场的有限元模拟软件，并计算了一典型算例的边界热耦合情况。     

高速滑动轴承流固耦合传热及流场分析

通过建立高速滑动轴承的轴瓦-润滑油-轴颈的流固耦合传热系统,将单个传热外边界条件变成内边界,采用计算流体动力学(CFD)方法求解该耦合系统的连续性方程、能量方程和Navier-Stokes方程组,得到耦合系统的温度场、流场和流固界面传热量,解决轴瓦、润滑油、轴颈之间的流固界面的温度和换热系数等传热边界条件难以确定的问题。结果表明:高速滑动轴承油膜压力随着供油压力的增加、轴颈转速的提高而增大;随着轴颈转速提高,油膜将发生破裂,提高供油压力可以抑制油膜破裂的发生;提高供油压力、轴颈转速,加剧润滑介质的流动,均能一定程度地降低轴颈的温度;轴瓦与油膜之间的传热大于轴颈与油膜之间的传热,轴颈、轴瓦与润滑介质之间的传热与润滑介质温度相关。     

基于ANSYS Workbench的盘式制动器热-机耦合分析

为进一步研究盘式制动器在制动过程中的行为,在建立盘式制动器热-机耦合简化计算模型的基础上,考虑温度变化对材料物理性能和摩擦因数的影响,运用ANSYS Workbench模拟分析不同制动初速度与不同制动压力下制动盘的热-机耦合特性,并从制动盘径向、周向、轴向等维度对其温度场与应力场进行了研究。结果表明：盘式制动器在紧急制动过程中,温度和应力的最大值与制动初速度和制动压力成正相关;制动初速度和制动压力对制动盘温度场和应力场有较大的影响,其中制动压力对制动盘温度和应力最大值的影响比制动初速度更加明显;制动盘温度与等效应力在圆周上都呈环带状分布,二者具有一致性,制动盘达到温度最大值早于达到应力最大值,二者之间具有耦合特性;制动盘温度在径向和轴向上存在较大的温度梯度,从而引起较大的应力变化。研究结果为探索制动盘温度场、应力场分布规律和制动盘在不同工作状态下的热-机耦合特性提供了参考。     

活塞压缩机气缸内气体的数值模拟

气缸内气体完成一个循环需要经历膨胀、吸气、压缩、排气4个过程,在工作过程中气体在气缸内的压力和温度是变化的.采用了SIMPLC算法,应用FLUENT软件对气缸内气体进行数值模拟,得出吸气和排气阶段气缸内气体的压力和温度的分布规律,为气缸的设计和维修提供了有效理论依据.     

300MWe级核电站主泵流固耦合传热研究

反应堆冷却剂泵的流动、传热问题涉及计算流体力学和固体传热有限元学,流、固传热系统在交界面处边界条件的确定是一个重点。利用分区求解、边界耦合的方法将流体和固体作为一个整体研究,在交界面上先假定一个初始温度,再进行迭代计算。通过对计算结果进行分析,从而得到主泵实体及流体的温度分布与流体流动状态有密切关系,叶片温度受流动状态影响较大,轮毂处相对较小,叶轮叶片表面高温区类似涡状。为研究主泵流场、温度场和应力场的三场耦合问题,提供了依据。     

气缸散热片对压缩机温度场影响的试验研究

以传热学和空气动力学的研究成果为基础,应用正交法设计气缸散热片,并且对空压机以及气缸、气缸盖等温度进行了试验与测量;确认了不同的气缸散热片设计对压缩机的排气温度、气缸盖温度场、气缸温度场以及曲轴箱润滑油温度等各个部分温度的影响是各不相同的;该试验还证实了勃拉休斯关于附面层方程解的科学性。     

车用压缩天然气无缝钢瓶的设计

车用压缩天然气无缝钢瓶作为汽车动力燃料的盛装容器,是清洁能源型汽车必不可少的一部分,它的制造生产将促进以气代油作为车用燃料的发展.通过对CNG20 - 80 - 279A车用压缩天然气钢制无缝气瓶进行受力分析和设计计算,确定了瓶体筒身厚度、底部中心厚度、筒身长度等结构参数,并利用ANSYS软件对钢瓶进行强度分析,验证钢瓶各参数的正确性.     

基于磁热耦合仿真的筒式永磁调速器散热研究

针对筒式永磁调速器长时间运转发热严重的问题,利用磁热耦合分析方法,建立磁场、温度场分析的数学模型和有限元模型,通过Maxwell 3D和Steady-State Thermal模块联合仿真,得到铜环、永磁体温度场分布情况。通过对散热片进行优化仿真,显著降低了铜环和永磁体的最高温度。     

基于流固耦合传热的摩托车发动机冷却水套优化设计

建立了摩托车发动机缸体与水套流固耦合传热仿真模型,进行了流体与固体之间的共轭传热仿真。结果表明,水套对缸体的散热效果基本满足散热要求;但缸体缸套区域水套内的冷却水流速分布较差,存在比较大范围的漩涡和流动死区,导致缸套局部过热,周向温差过大,为此对分水孔进行了优化设计,基本消除了流动死区,显著提高了水套冷却效能,缸体主要区域的温度显著减低,缸套局部过热也得到很大缓解。     

基于流固耦合柴油机气缸盖温度场的分析

随着柴油机性能的不断强化,气缸盖的传热与热负荷成为一个非常重要的研究方向。首先利用Pro/E软件建立了柴油机气缸盖的几何模型,并对其进行了必要的简化处理;然后利用Hypermesh8.0对气缸盖进行网格划分,利用流固耦合的方法得到三维热边界条件;最后通过ABAQUS软件对柴油机整个冷却系统进行一维冷却计算分析,得出气缸盖火力面的温度场云图。     

氦气介质干气密封热-流固耦合建模及性能分析

以氦气介质螺旋槽干气密封为研究对象,考虑密封环温度分布、变形与气体性质、膜厚、生热等因素之间的相互作用关系,将流体域和固体域方程耦合,根据密封结构特征设置力、热边界条件,建立用于干气密封性能分析的热-流固耦合计算模型。基于该模型对氦气干气密封进行热-流固耦合分析,探讨不同转速及槽深对密封性能及其他参数的影响规律。结果表明:在研究的参数范围内密封环存在明显的热变形与力变形,会造成间隙形状的明显变化,从而强烈影响密封的泄漏等性能;工况参数和几何参数变化同时影响流场、传热和变形特征,通过各物理场的耦合作用影响密封的性能。建立的该多物理场耦合模型可用于氦气及其他气体介质干气密封的性能预测和辅助结构设计。     

高压高转速螺旋槽干气密封浮环变形研究

柱面螺旋槽干气密封被应用于高参数工况时,由于浮环容易发生变形,影响密封系统的运行和性能。根据柱面干气密封的结构特点,建立考虑流固耦合下的旋转环和浮环的模型;绘制柱面气膜计算域,利用独有block映射技术的ICEM软件对气膜模型进行跨尺度网格划分;采用Fluent对气膜流场进行模拟计算,提取浮环表面所受气膜承载力的变化函数;结合ANSYS Workbench将变化的气膜压力耦合到浮环固体表面上进行力变形求解,讨论介质压力、转速对变形的影响规律。结果表明:浮环的变形主要表现为沿径向的挤压变形,浮环外边缘处产生最大压缩位移,且最大变形量超过了密封时的平均气膜厚度,说明流场的变化对浮环的变形有一定的影响;浮环的最大变形量及应力值与介质压力、转速呈线性关系增加,其中介质压力起主引导作用。     

Fluent在焊接模拟中的应用

以TIG焊为研究对象，对使用Fluent进行三维温度场和熔池流场数值模拟中遇到的诸如模型的建立、热源的处理、相变潜热以及熔池对流等问题的处理进行了阐述。结果表明，Fluent可以很方便的对焊接工艺过程进行模拟，其输出的计算结果可以直观的揭示各种驱动力对于焊接过程的影响。Fluent软件的成功应用对于研究焊接过程和指导焊接的生产实践有着积极的意义。