小湾水电站弧形工作闸门轴铰接触分析

针对三维有初始间隙的弹性摩擦接触问题,采用新的接触算法——有限元混合法对小湾水电站底孔弧形工作闸门支铰进行接触分析。计算结果表明,虽然支铰个别点的最大压应力超过了局部承压容许应力,但由于该处基本处于三向受压状态,最大剪应力小于抗剪容许应力并不会导致屈服破坏,因此小湾水电站底孔弧形工作闸门支铰的强度满足要求。     

某发电机前联轴器与轴连接结构的弹塑性应力分析

用弹塑性有限元程序计算某600MW发电机前联轴器与轴过盈联接结构体应力。探讨了面接触结构问题中影响弹塑性应力计算结果的接触刚度系数的选取,给出了接触刚度系数选取参考。计算并分析了典型载荷工况应力状况,将弹塑性与线弹性应力计算结果作了比较,表明弹塑性计算结果符合结构的实际应力状态。可供此类结构设计与机组运行参考。     

镀铬活塞环表面层工作应力及剥离的数值分析

为避免活塞环表面镀铬层的剥落，有必要了解活塞环表面层的应力分布。以新发展的变分法和非线性优化方法求解能量泛函，研究活塞环-气缸套表面摩擦力下的接触问题，对计算结果进行了讨论。计算结果显示：表面镀层和摩擦力对应力分布有重大影响，随着镀铬层的变薄，接触应力分布越来越集中在镀层区内．且最大应力值也随之上升。     

摩擦和常温蠕变对风电螺栓预紧力松弛的敏感性分析

针对风力发电机螺栓由于预紧力松弛而导致的疲劳断裂问题,以风电塔筒环形法兰连接单段模型为研究对象,采用有限元的方法进行摩擦和常温蠕变对预紧力松弛的敏感性分析。结果表明：摩擦系数降低时螺纹最大应力降低了8.04%,平均应力增大了16.4%,且材料蠕变特性较低和屈服应力较高时预紧力仅分别减小了15.74%和6.37%。因此,当螺纹接触处和外部接触表面的摩擦较低,且螺栓材料具有较低蠕变特性和较高屈服强度时,螺栓抗蠕变性能较好且不易发生预紧力松弛现象。此时螺栓连接状态和预紧力分布较好,螺纹最大应力较小,且法兰间的接触压强和夹紧力较高,有效减小了预紧力松弛。研究结果为解决风电螺栓预紧力松弛问题提供了理论依据。     

汽轮机叶根轮缘弹塑性接触有限元应力分析

为提高汽轮机叶根结构的安全性，提出采用弹塑性接触有限元方法对叶根轮缘进行精细的应力分析。文中以一菌型叶根为对象，分析了界面摩擦系数和初始间隙对接触力分布、载荷分配及最大应力的影响。另外，对叉型叶根，文中提出了一种简化的接触模型，并根据计算结果给出更合理的销钉孔载荷分布拟合公式。     

堆石坝面板表面裂缝影响因素的有限元数值分析

利用有限元计算法分析了膨胀剂、表面覆盖、水泥水化热、浇筑温度以及接触传热等因素对堆石坝面板表面应力的影响，详细阐述了混凝土表面应力的产生机理，为有效抑制表面裂缝的产生应加强保温保温措施。     

微型燃气轮机原表面回热器应力有限元分析

本文通过建立微型燃气轮机CW(Cross Wavy)原表面回热器热-结构耦合有限元分析模型,对其在设计工况下运行后的应力进行了有限元分析,验证了回热器所选材料的可靠性,并分析了压比和燃气入口温度对回热器的应力影响。分析结果表明:不考虑热应力,只计及压力时,回热器燃气出口侧最大应力和应变高于燃气进口侧最大应力和应变;与之相反,计及热应力时,在压力和温度耦合作用下,回热器燃气进口侧最大应力和应变高于燃气出口侧最大应力和应变;无论是计及热应力还是不考虑热应力,空气通道的波谷处应力最大,并且应力沿波谷处左右对称分布,计及热应力后,其最大应力增长较大,对应各处增幅最高达到34.1%;回热器空气通道向燃气通道侧变形,空气通道变大,燃气通道减小;随着空气侧和燃气侧压比的增加,回热器通道的最大应力也随之增加,当压比增加到8.4时,已达到换热片材料的强度极限;当燃气与空气出口温度不变、回热度减小时,随着燃气入口温度增加,最大应力随之增加,燃气入口温度每增加50 K,回热器最大应力增加约2.3 MPa。研究结果为回热器的设计提供了一定的参考依据。     

280型柴油机活塞接触压应力及磨损分析

研究280型柴油机活塞的接触压应力分布规律及磨损模式,为在设计阶段采取减小活塞磨损、提高活塞运行稳定性的措施提供依据.在确定活塞的机械负荷、换热系数和温度等边界条件的基础上,使用Abaqus软件计算得出280型柴油机活塞主推力面、次推力面以及支撑面的接触压应力及磨损模式.仿真结果表明:活塞各部位最大接触压应力都在材料强...     

基于ADINA的浆砌石重力坝三维有限元分析

针对坝体不规则断面及其交界处的网格剖分难题,自编并改进了有限元网格剖分程序,采用广义胡克定律表示本构关系,利用大型有限元计算软件ADINA对威整水库主坝进行了三维有限元数值模拟,计算分析了不同工况下溢流坝段和非溢流坝段的应力及其变形规律。结果表明,非溢流坝段的最大压应力一般出现在坝基底部,溢流坝段的最大压应力一般出现在下游坝址处;而最大拉应力出现在非溢流坝段的上游坝踵处或溢流坝段的挑坎处。水平最大位移和竖向最大沉降量均出现在校核水位的溢流坝段处,且非溢流坝段的沉降幅度大于溢流坝段的沉降幅度。坝体的应力变形整体上符合重力坝的一般规律,但在上游溢流坝段出现了较大的拉应力区,应注意适当增加防渗设施。     

基于Mooney-Rivlin模型的充水式橡胶坝工作性态研究

鉴于坝高、内压比是橡胶坝最重要的参数,考虑材料非线性和几何非线性,基于Mooney-Rivlin模型,建立了不同坝高、内压比的橡胶坝有限元模型,计算其应力和位移,分析了坝高、内压比对橡胶坝工作性态的影响。结果表明,在设计工况下,坝体最大应力位于坝袋与底板锚固处,最大位移位于坝顶偏下游侧;坝高越高、内压比越大,坝体最大有效应力及最大位移也越大。可见在满足需要的情况下,应选择较小的内压比及较低的坝高。     

高强化机车柴油机组合活塞热弹性接触分析

零件之间的接触与配合问题在内燃机零件强度和可靠性设计中是一个迫切需要解决的重要问题。本文以机车柴油机钢顶铝裙组合活塞为对象，建立组合活塞钢顶-铝裙-连接螺栓-活塞销的四体接触计算模型。采用该模型对组合活塞在预紧工况、最大惯性力工况、最大气体爆发压力工况下进行了三维热弹性接触有限元分析，根据Von—Mises屈服条件对活塞疲劳强度进行分析，以确定组合活塞的受力薄弱环节，从而改进组合活塞的结构设计，为改进其设计工艺和提高其工作可靠性提供理论依据。     

轮轨非对称接触及形面损伤问题分析

随着列车运行速度的提高,车轮形面损伤问题也日益严重。车轮形面损伤分为踏面剥离、车轮失圆和轮缘磨耗等类型。车轮形面损伤后会导致车辆的不平稳运行,使车辆一方面产生低频、中频和高频的振动,影响车辆的运行平稳性和乘坐舒适性,另一方面会引起车辆内部的噪声,车轮损伤严重时甚至会直接导致车辆脱轨事故的发生。车轮损伤问题是由轮轨接触非对称现象所引起的,轮轨非对称接触分为对称踏面与非对称钢轨的接触、非对称踏面与对称钢轨的接触以及非对称踏面与非对称钢轨的接触三种类型。当车轮形面或钢轨损伤后,就会导致轮轨非对称接触的发生,而轮轨非对称接触又会加剧车轮形面的损伤。为了提高车辆的动力学性能和运行稳定性,必须避免轮轨强非对称接触的发生。     

端齿盘在高速转向架空心轴传动中的应用

介绍了端齿联接机构在六轴交流高速转向架空心轴传动中的应用情况,对其主要参数选择原则、最小预紧力的确定、齿形强度计算和齿副接触应力等进行了阐述。指出梯形收缩齿形是端齿盘的首选齿形。建立了端齿盘的三维有限元模型。通过对接触应力的变化曲线进行分析,得出内齿尖处的接触应力最大的结论。     

汽车用涡轮增压柴油机高原性能的研究

针对高海拔地区特殊环境,分别在海拔20,2 200,3 800 m环境对涡轮增压柴油机进行了实地台架及道路试验,结果表明:随着海拔升高,涡轮增压柴油机的动力性、经济性、可靠性等指标都会恶化,但采取适当措施,可以明显减少恶化程度;把最大扭矩点置于增压器压气机最高效率区,而额定功率点效率应在66%左右,能够提高柴油机高原综合性能;提高压缩比和起动机功率是保证高原起动性能的有效办法。     

Thermal rectification between two thermoelastic solids with a periodic array of rough zones at the interface

An analysis of the effective thermal contact resistance between two semi-infinite solids in the presence of a periodic array of rough zones at the interface is carried out on the basis of a solution of the corresponding thermoelastic contact problem. The effect of the roughness is modeled by localized thermal contact resistances varying inversely with the contact pressure. The contact problem is reduced to a nonlinear singular integrodifferential equation, and an iterative procedure is proposed for its solving. The results demonstrate that the periodic array of rough zones between two semi-infinite solids exhibits thermal rectification. It is also found that the effective temperature jump and the effective thermal contact resistance are nonlinear functions of a far field heat flux.     

Parameters coupling designation of diesel free-piston linear alternator

This research presents a novel parameters coupling designation method of diesel free-piston linear alternator. The relationship between the main parameters of linear alternator and free-piston engine is built up based on the energy conservation relationship between these two devices. An iterative procedure is carried out among the zero-dimensional numerical simulation of the free-piston linear alternator, CFD calculation of the gas exchanging process and combustion process of the free-piston engine to define the main geometric dimensions of the free-piston engine. A starting method of using the resonance characteristics of free-piston engine is simulated with different relatively small constant thrust forces and the designed free-piston engine could be started by the linear alternator. The results indicate that the load of the linear alternator is primarily associated with the bore of the engine, and the maximum electromagnetic force is approximately proportional to the square of the bore; the effective stroke length is associated with the optimum working point of free-piston linear alternator which could be defined using the numerical simulation program.     

EXPERIMENTAL INVESTIGATION ON VARYING THE COMPRESSION RATIO OF SI ENGINE WORKING UNDER DIFFERENT ETHANOL–GASOLINE FUEL BLENDS

Using different ethanol–gasoline fuel blends, a VARICOMP engine was used to study the effect of varying the compression ratio on SI engine performance. The performance tests were carried out using different percentages of ethanol in gasoline fuel, up to 40%, under variable compression ratio conditions. The results show that the engine indicated power improves with the percentage addition of the ethanol in the fuel blend. The maximum improvement occurs at 10% ethanol–90% gasoline fuel blend. © 1997 by John Wiley & Sons, Ltd.     

变组分燃气发电增压内燃机工作过程的数值模拟研究

由于变组分燃气（如煤层气）的成分及热值波动较大,将其应用在柴油机改装的气体发动机上时,整机性能下降较多,相关参数出现不适应性问题,需要大范围调整,为此应用BOOST软件对某型变组分燃气发动机建立整机的工作过程数值模型;分析了5种组分燃气对发动机输出特性的影响;选用其中一种组分的燃料,在验证模型准确性的前提下分析了压缩比、点火提前角、配气正时、增压比和进气温度对发动机性能的影响,通过模拟确定了各参数的最佳范围。结果表明：应用BOOST软件所建立的一维模型能较准确地反映该变组分燃气发动机的真实性能,确定的最佳参数能使发动机综合性能得到较大的提升,可为设计和试验提供理论参考。     

Line‐pack storage in biogas infrastructures at regional scale,a model approach

Previously, we reported on a biogas transport model; the model assesses transport costs in a grid with fishbone and star layout collecting biogas. Biogas collection from several digesters to a hub supports the efficient use of resources. A dedicated grid, used for transport, can serve as a form of biogas storage as well. So a model was developed to evaluate line‐pack storage in a transport grid for different digester scale, number of digesters, region size, and grid type. Line‐pack storage does not require additional investments, and variable costs consist of extra compression costs. In both fishbone lay‐out and star lay‐out estimated line‐pack storage, costs are between 0.3 and 1.5 €ct m^‐3h^‐1. In a star lay‐out, line‐pack storage volume increases with region size. In a fishbone lay‐out, the maximum line‐pack storage volume is small in both a small size region and in a large region, as a result of pipeline volume and pressure restriction. A comparison of storage costs shows that line‐pack storage can compete on costs with pressureless storage, but pressurized pipes are preferred for seasonal storage. A method to describe enlargement of line‐pack storage by increased investment in pipelines depending on maximum transport pressure is presented. Such enlargement by applying larger pipe diameters could be financially sensible.