计及外流场的子午线轮胎温度场建模方法

为了准确模拟轮胎使用过程中温度场分布情况,提出了一种计及外流场的子午线轮胎温度场建模方法。以某205/55R16型轿车子午线轮胎为研究对象,使用ABAQUS以及ANSYS软件建立轮胎自由滚动力学模型以及轮胎温度场模型,并通过轮胎测温试验验证了仿真模型的可靠性。以热对流、热辐射、热传导3个方面考虑轮胎温度场分布,同时考虑了轮胎实际运行中外部流场的影响。结果表明,新的轮胎温度场建模方法能够更加合理准确的模拟轮胎内部以及外部的温度场与流场分布,对于轮胎性能研究有着十分重要的意义。     

基于Abaqus二次开发的聚氨酯实心轮胎温度场分析

聚氨酯轮胎以其优良的特性被应用于低速重载领域,但行驶过程中的温升严重影响了其使用寿命,对聚氨酯轮胎进行温度场分析并以此为依据对其进行结构优化有着重要的意义。为简化聚氨酯实心轮胎温度场的有限元分析过程,对Abaqus进行了二次开发;对聚氨酯实心轮胎进行了温度场有限元分析和里程测温试验,得到了其温度场分布规律,为聚氨酯实心轮胎的结构优化提供了思路。     

基于多物理场耦合的高温掺合阀温度场数值模拟研究

为了研究柱塞式高温掺合阀在实际生产中流体域内温度场、速度场、压力场及阀耦合温度场的分布规律,分别采用理论计算方法和基于ANSYS的有限元方法对实际生产工况条件下该阀的流场、温度场进行耦合计算.给出了理论计算过程,为模拟分析提供依据,给出了流体域内温度场、速度场、压力场及阀耦合温度场的计算过程和结果.结果表明:阀内流体域...     

高温铸锻件内部温度场电磁超声重构方法研究

针对高温严苛条件下铸锻件内部温度场非接触测量困难这一问题,提出了基于弯曲效应和三角形前向展开法的高温铸锻件温度场非接触电磁超声斜入射横波重构方法。结合数值仿真和730℃电磁超声检测实验,对直入射横波的三角形追踪数学模型进行了验证,并研究了声束入射角、温度梯度对斜入射横波的传播路径和渡越时间的影响,比较了不同入射角的斜入射横波的温度灵敏度系数。结果表明:基于三角形前向展开法的高温锻件温度场直入射横波重建误差在3%以内。当采用斜入射横波时,声线传播路径受温度梯度、入射角度的影响较大,且对温度梯度的变化更加敏感,无论使用横波渡越时间还是横波出射点位置偏移量均可重构高温铸锻件的内部温度场。     

高速高精度数控车床主轴系统三维稳态温度场的数值分析

基于高速高精度数控车床主轴系统内部热源的分析,在ANSYS／Themal模块中建立了主轴系统三维温度场有限元模型,计算了温度场,并预测各部件热平衡时的温度场分布和温升。通过拟合得到主轴和箱体最高温升与转速关系曲线,该曲线可以用来预测主轴和箱体在主轴不同转速下的稳态最高温升,对主轴系统结构改进提供技术支持。     

某型航空发动机测量装置温度场分析

航空发动机测量装置用于测量发动机某特定部位的温度、压力等参数。基于ANSYS分析软件对某型航空发动机测量装置在发动机工作时的高温条件下进行数据采集时的温度场进行了模拟,分析了测量装置的温度场变化规律,提取了测量装置上特征点的温度变化曲线,为测量装置结构优化提供了依据。     

场协同理论在硫化机热板上的应用

介绍了轮胎硫化机热板的发展现状和在流-固耦合状态下温度场数值模拟的方法。为了研究轮胎硫化机热板工作表面的温度分布均匀性,对47"轮胎硫化机上热板进行温度场和内部蒸汽速度场的数值模拟,通过分析热板温度场和速度场的模拟结果得出引起热板温度分布不均匀的主要因素是热板内蒸汽的流速不均匀。再从对流换热的本质出发,运用场协同理论对热板内热量传递过程进行分析,针对热板内蒸汽速度场与温度梯度场协同性较差和热板表面的温度分布不均匀现象,在热板的低温处布置三角形翅结构的涡发生器,利用二次表面产生使速度场和温度梯度场协同性提高的二次流强化低温处的对流换热,提出了改善热板温度分布均匀性的创新性方法。     

涡喷热融除冰流场数值模拟

涡喷发动机产生的高温高速尾气被导气罩引致喷嘴,以320m/s的喷射速度、873K的高温和102.4m3/s的流量喷射地面冰层,以清除重要和关键场所的路面薄冰层。使用计算流体力学方法,数值模拟分析了单相流形成的压力场、速度场和温度场,以及冰融后形成的水雾粒子在两相流场中的分布、速度和运移状态。数值模拟结果表明,高温高速喷射气流所形成流场的温度场,高温层与冰层直接接触,路面薄冰快速形成水雾;水雾与气流混合形成高密度固相梯度分布的高速移动两相流,瞬时移出计算域以外。涡喷除冰实践和数值模拟结果均验证了涡喷热融除冰的快速有效性。     

基于有限元法的湿式离合器摩擦界面温度场变化过程分析

应用ABAQUS软件建立湿式离合器单摩擦副有限元模型,采用直接耦合方法模拟单次接合过程,分析钢片接合面温度场在接合过程中的变化过程及热点与接触应力变化规律,探讨工作油压和相对转速的大小对温度场变化过程的影响。分析结果表明:钢片接触面温度场为非均匀分布且不对称,其分布状态与接触应力一致;相对转速达到极值时接触面开始出现高温点,并在之后的接合过程中表面温度极值位置不变,温度最高值出现在工作油压首次达到最大值;接触面热点数随工作油压的增加而增多,靠近外径边缘处最多;随着相对转速最大值的增加,钢片接合面终态压力场和应力场分布趋于均匀,但高温点总体数目增多,温度场整体分布较为不均匀;最大温度值的增加对最大相对速度较为敏感,高相对转速条件下易出现急剧温升,高工作油压下温升上升速率下降。     

高温热泵用螺杆压缩机电机流场的数值研究

为研究半封闭双螺杆压缩机应用于高温热泵时电机内部的温度分布状况,基于电机结构建立了电机内部制冷剂流道模型,通过CFD模拟了在高蒸发温度时电机内部的温度场与制冷剂R134a速度场。研究结果表明:当蒸发温度升高时,采用进气冷却电机效果减弱,电机内部温度升高,在制冷剂流速较小的区域出现超过100℃的高温点。该研究提供了高进气温度时电机内部温度分布情况,为高温热泵用螺杆压缩机的电机冷却方案提供了思路,同时为压缩机优化设计提供了依据。     

基于滚动状态轮胎温度场的稳态热分析

首先阐述了轮胎温升机理 ,即轮胎应力、应变与温度的关系 ,然后以试验数据为基础 ,分析了基于滚动状态轮胎稳态热状况 ,应用回归技术对试验数据进行了回归分析 ,建立了稳态时轮胎表面温升与工作条件 (速度、载荷、胎压及环境温度 )单因素变化回归方程 ,并分析了稳态时轮胎内部温度场分布 ;应用多元回归技术建立了轮胎表面稳态温度与工作条件多因素变化回归方程 ,并对其进行了F分布检验 ,表明所建回归方程可信度很高。回归方程可用于初步预测轮胎温升及指导轮胎设计 ,同时 ,为研究轮胎爆裂机理及提出预防措施奠定了基础     

多道焊温度场数值模拟及其分布规律的研究

采用单元"死活"的方法进行了三维状态下低碳钢多层多道焊温度场的数值模拟,实现了模拟过程中焊接材料的逐步填充,计算结果与试验结果十分吻合。在此方法的基础上进行了厚板LY16高强铝合金多层多道焊的数值模拟,对其温度场分布规律进行分析,研究了焊道间隔时间对温度场分布的影响,通过计算每一焊道节点的最大温度升高值做出了节点最大温升一节点距焊道中心线距离关系曲线,根据此曲线可在实际焊接中方便地预测构件焊后不同部位的组织和性能。     

难加工材料铣削加工中刀具温度场的计算与试验

本文应用高速钢组织结构法对铣削加工时刀具温度场的分布进行了试验研究。并使用有限差分的方法对铣削加工区的三元非稳定的温度场进行了计算,在计算中对其边值条件的确定、差分格式的选用以及解的稳定性等问题进行了讨论。在选用适当的边值条件后,试验结果能够与计算结果较好地吻合。本研究揭示了在难加工材料的铣削加工中,刀具的后刀面貌类似于前刀面上的月牙形的温度分布,而且随着后刀面磨损带的扩大,这种后刀面的月牙形温度分布趋于更加明显。它也是造铣削难加工材料时后刀面磨损的主要原因。本研究对切削参数的选择、刀具的设计及加工表面质量的控制有一定的指导意义。     

基于有限元法的湿式磨削温度场分析

运用有限元法建立了湿式磨削温度场的数学模型,并借助于计算机对磨削温度场进行了仿真,得出了湿式磨削温度场的等温图。与解析解相比,有限元法具有更高的精度,更少的计算量及更广的应用范围。     

NUMERICAL SIMULATION AND EXPERIMENTAL VALIDATION OF THE TEMPERATURE FIELD IN SURFACE GRINDING

Three-dimensional numerical simulations are carried out to investigate the temperature field in the contact zone due to the thermal loading of the workpiece in surface grinding. This technique considers that the thermophysical properties of the workpiece material are non-linear according to temperature, the contact zone between the wheel and the workpiece is assumed as an arc surface, and the heat flux entering the workpiece is assumed as proportional to the local undeformed chip thickness. A good agreement is found between the simulated results and the experimental observations. The high grinding temperature leads to the thermal expansion of the workpiece material, which causes the thickness of the actual material removal layer to be larger than the cutting depth. The grinding temperature at the central portion is higher than that on the side of the workpiece during the wet grinding, thus the material removal layer in the central zone is thicker than that on the side zone, and the workpiece surface is concave across the grinding width.     

HFCVD衬底三维温度场有限元法模拟

热丝化学气相沉积(Hot filament chemical vapor deposition,HFCVD)方法制备金刚石薄膜设备简单,成本低廉,适合大面积金刚石膜的产业化生产,其中衬底温度是沉积高质量CVD金刚石膜的重要参数之一.基于此,首先分析大面积HFCVD系统的热交换过程,建立大面积HFCVD系统衬底温度场的三维有限元模型.与传统纯热辐射模型相比,本模型更加接近实际系统,并较好符合试验测定的结果.根据三维有限元模型开展对大面积HFCVD系统衬底温度场的有限元仿真研究,得到HFCVD系统衬底温度场的三维分布规律,并讨论热丝直径、热丝温度、热丝根数、热丝-衬底距离和水冷散热系数等对衬底温度大小及均匀性的影响.仿真结果表明,在适宜金刚石膜生长的参数范围内,热丝参数和衬底接触热阻对衬底温度大小有显著影响,由于衬底内部的三维热传导使得衬底温度场更加均匀,各参数对衬底温度场的均匀性影响不大.研究结果为高质量制备金刚石膜提供理论基础.     

冰面和干燥路面上轮胎侧偏特性的试验研究

采用自行研制开发的平台往复式轮胎力学静特性试验机,研究了两条规格和胶料性能相同但胎面花纹不同的子午线轮胎在干燥路面和冰面上的侧偏特性,并进行了对比分析。重点讨论了冰面温度、轮胎负荷、轮胎气压和胎面花纹等因素对侧偏特性的影响规律。结果表明:低温冰面上轮胎的侧偏特性与干燥路面上的轮胎相似,但胎面花纹对冰面轮胎的侧偏特性产生更明显影响;在允许范围内适当降低气压有利于轮胎的操纵稳定性。     

铝合金点焊前期温度场特征的研究

铝合金点焊是一个高度非线性的力、热、电相耦合的复杂过程,其接触电阻同时具有分布上的随机性和变化上的高度非线性双重特征。在深入分析铝合金点焊电接触特点的基础上建立了一种新的接触电阻数学模型,并利用该模型对其点焊加热前期的温度场进行了数值模拟。结果表明,在通电的第一个1/4周波内,温度场分布极不均匀,电极的烧损与飞溅等缺陷主要发生在这一阶段;在第一个半波内,熔核已经基本形成;结果还表明,在铝合金的点焊中,电极的局部烧损与粘连是很难避免的。     

高温下小区域变形长时测量方法的研究及其应用

对于高温下服役的构件，焊缝区域较为狭小，焊缝以及热影响区（HAZ）的高温变形难以用传统的方法测量。文中利用石英光纤和数字图象处理技术，研究开发一种能在高温下长时测量局部变形的新方法和测量系统，分析讨论了测量精度，并用HK40炉管焊缝长时蠕变变形的测量，分析比较了焊缝和母材的蠕变性能差异。     

合金化提高碳化物高温化学稳定性的研究

对含不同合金元素Mo、W和B的高Cr-Ni铸铁在大气中进行了800℃及950℃的恒量氧化试验。结果表明,经Mo、W和B适量合金化后的碳化物在高温下的化学稳定性有不同程度的提高。从原子间结合力和合金热力学的角度讨论了合金元素对（Cr,Fe）7C3型碳化物高温化学稳定性的影响。