盘式制动器压力分布状态研究

针对盘式制动器在制动过程中存在的变形和高温的问题,将界面摩擦热流和材料热弹变形引入计算模型,以盘式制动器为研究对象,运用数值分析方法,研究盘式制动器在不同工作条件下压力分布特性的变化规律。分析结果表明:制动一定时间后,制动达到稳定状态,压力分布将为固定状态,但由于摩擦材料表面在高温下产生变化,各表面的压力分布情况将不同;通过多次反复制动,接触面的接触压力在接触的过程中径向上发生变化,制动盘两侧压力分布在温度和热变形的作用下差异较大,但在摩擦盘中部差异较小;热流及材料热弹性能对于摩擦材料实际接触面积与名义面积之比将会对产生重要影响,从而影响压力分布。     

复杂多接触面托圈热-机械耦合三维有限元分析

转炉托圈是一个重型的复杂空间焊接结构,在使用中承受机械载荷以及长期温度载荷.托圈所承受的机械载荷经由多个复杂的接触面接触传递,所承受的热负荷是经由热辐射和接触面热传导形成的温度载荷.为了分析托圈结构的强度和变形,文中建立含多个复杂接触面的托圈三维热弹性有限元模型,利用建立的模型完成托圈温度场、应力场和变形场的计算分析,分析结果应用于实际托圈结构的优化设计和制造.实践表明,计算分析结果可以作为结构强度评估和结构优化设计的可靠依据,为大型托圈结构的安全可靠性分析提供依据.     

基于微元法的高速制动盘瞬态温度场仿真分析

高速列车制动时,制动盘摩擦表面的温度场直接影响制动盘表面磨损、相变、热裂纹及其使用寿命。以某型高速列车基础制动装置现役锻钢制动盘为研究对象,建立热载荷模型:考虑制动闸片几何形状和分布对热流密度的影响,建立了基于微元法的摩擦面热流密度计算模型;由于热辐射计算的非线性求解特性,将热辐射系数折算成等效对流换热系数,建立了对流换热模型与辐射换热模型相结合的综合换热模型。考虑到制动盘面和散热筋几何截面的突变性,建立了由盘面和散热筋六面体网格与接触部位过渡网格构成的制动盘热分析有限元模型。对高速列车在200km/h速度下紧急制动时制动盘瞬态温度场进行仿真分析。得到制动盘温度分布规律和温度变化曲线,为制动盘选材及结构优化提供相应理论参考。     

盘式制动器热传导、接触压力和瞬变振动的综合分析

本文采用瞬变分析法研究了汽车盘式制动器的尖叫声,并首次试图综合热传导分析、接触分析和盘式制动器尖叫声的瞬变分析,计算了盘和衬片的接合面上的接触压力,采用该数据确定了摩擦导致的热流,再进一步分析了热传导,最后考虑由于制动器衬片表面的粗糙度和热变形对接触压力分布的作用,对发生尖叫声的影响进行瞬变分析。得出有热的的影响和没有热量影响的动态响应之间是明显不同的结果。     

湿式多片摩擦离合器接排过程热结构耦合分析

针对船用齿轮箱湿式多片摩擦离合器,考虑摩擦片与摩擦片座外花键、对偶片与离合器齿轮内花键间摩擦力作用,分析了摩擦片副间的正压力和花键齿间摩擦力的分布规律,并计算了摩擦片副的热流密度及对流换热系数;利用ANSYS建立了多对摩擦片副的热弹接触有限元分析模型,通过瞬态热结构耦合分析,得出接排过程中摩擦片副间温度云图及温度沿径向、轴向分布规律,同时分析了摩擦片的热弹变形及片间接触压力。     

热连轧工作辊热辊型的研究

在考虑水冷、空冷以及工作辊与轧件接触热传导和热辐射的条件下,利用大型有限元软件ANSYS建立了三维模型,并利用该模型对其温度场产生的热变形及应力场产生的弹性变形进行模拟,然后进行叠加得到了工作辊的变形情况.     

粗糙表面基于G-W接触的三维瞬态热结构耦合

工程表面是粗糙的,其对磨损有较大影响.为了研究磨损过程的热动力学,文中基于G-W (Greenwood-Williamson)接触模型,将两个粗糙表面简化为一规则形状微凸体与一理想平面,分析在移动热源作用下接触面的边界条件,着重考虑摩擦滑动过程中两物体的弹性变形以及摩擦接触温度与接触区域应力的耦合问题,利用热-结构顺序耦合建立三维瞬态有限元计算模型.从而揭示粗糙表面滑动摩擦副的温度和热应力分布规律,为进一步研究热-机械失效问题及磨损机理奠定理论基础.     

基于接触热阻的磨齿机电主轴热特性分析

大规格数控成形磨齿机高速电主轴系统在加工过程中产生大量热量,导致砂轮主轴产生相应热变形,影响加工精度。针对这一现象,提出了一种考虑接触热阻的瞬态热-结构耦合分析方法。该方法基于分形理论,利用W-M分形函数表征结合面接触状态,使用均方根测度法对分形参数进行识别。结合基体热阻和收缩热阻的影响计算结合面间总接触热阻,并计算热源发热量及各部件的对流换热系数,建立了综合考虑内部热源、边界条件和接触热阻的综合有限元模型,获得热误差仿真结果。分析电主轴温度及热变形在是否考虑接触热阻情况下变化差异。最后建立电主轴系统热误差测量试验平台,通过试验验证了该方法的准确性和可靠性。通过仿真得到温度及热位移量与实验值基本一致。     

考虑热传导和热辐射时6063铝合金在中等应变速率下热压缩温升的修正

采用Gleeble-1500型热模拟试验机对6063铝合金进行了变形温度为400~520℃、应变速率为0.01~10s-1的热压缩试验,研究了热压缩过程的温升,在考虑了热传导和热辐射的作用后,探究了变形温度、应变速率和应变量等对绝热校正因子的影响,优化了材料变形的温升方程,对中等应变速率下热压缩的温升进行了修正。结果表明:绝热校正因子随着应变量的增大而降低,且变形温度越高,应变速率越大,则绝热校正因子就越大;热传导和热辐射对合金变形过程的温升具有显著的影响,修正后的温升与应变呈非线性关系,计算得到的温度变化曲线与实际所测得的基本一致,平均误差值小于3%。     

考虑热弹耦合的斜齿轮接触特性及修形研究

利用ANSYS-APDL参数化建模,建立可以考虑不同齿顶修缘量的斜齿轮啮合模型。通过赫兹接触理论和摩擦学原理,计算有限元模型的边界条件和载荷,得到齿轮副本体温度场的分布。将齿轮本体温度场作为体载荷施加在啮合齿轮副上,分别对齿轮系统进行结构分析、热变形分析以及热弹耦合分析。通过对比结构分析和热弹耦合分析结果中齿轮变形和应力分布以及传动误差的分布,研究齿轮系统温度场对齿轮接触特性的影响,确定考虑齿轮系统热变形的齿廓修形参数。将修形前后齿面温度场的分布结果以及热弹耦合分析结果进行对比。结果表明轮齿热变形对啮合性能影响显著,因此修行时应考虑齿轮热变形影响。     

某信号控制与处理设备的热设计及结构优化

热设计是器件、设备和系统可靠性设计的一项主要内容。文中介绍了某信号控制与处理设备的热设计过程。从单机、模块层面,分别进行了相关热设计。强迫风冷是常用的冷却方式。在多风机的情况下,风道的构建、隔离都是需要考虑的方面。使用Flotherm软件对单机模型进行了热仿真。热仿真对结构设计可起到指导作用,可以优化结构,使单机结构更加合理,散热更加有效,提高了单机的可靠性。     

VPX架构下高热流密度电子设备热设计

随着电子设备的国产化、小型化以及各种功能的进一步集成,其热流密度不断增大,对电子设备的热设计提出了更高的要求.文中基于VITA48.2定义的VPX模块进行电子设备整机热设计,提出了一种满足高热流密度VPX模块散热要求的整机结构形式,分析了该种散热结构的热阻网络,并通过6sigma软件进行了热仿真分析,根据仿真结果优化热...     

高级驾驶辅助系统热仿真

文中对某高级驾驶辅助系统(Advanced Driving Assistance System,ADAS)硬件做了详细的热仿真.首先对前视摄像头、美化罩及乘员舱做了大空间自然对流简化,同时根据流动轨迹确定了美化罩最优的进风孔和出风孔开孔方式,然后根据主动安全域控制器的仿真结果得到了域控制器最优的安装位置和安装空间.介绍...     

热仿真技术在笔记本电脑测试中的应用探讨

以一个笔记本为原型,通过实验测温与红外成像技术的应用相结合,得出笔记本各关键点,包括各种芯片,笔记本表面温度的第一原始资料,再利用Flomefics公司最新的Flotherm V4．1中的热分析模块,进行相应的建模,计算分析及后处理,将得到的模拟温度与实际测试温度进行了对比,为今后热仿真技术在笔记本设计中的应用。提供了经验。     

基于Flotherm的遥测发射机热设计

以遥测发射机为研究对象,建立了其热模型,并利用Flotherm软件进行了多种工况下的热仿真,从热传导、热对流、热辐射三个方面对影响遥测发射机热环境的各因素进行了分析,得到了有效的遥测发射机热设计方案.     

基于Icepak软件的变频器的散热优化设计

变频器在热环境下,内部温度过高会影响正常工作。在建立变频器模型的基础上,采用专业的电子设备热分析软件对变频器进行热分析,提出了对其散热结构形式改进的措施。利用Icepak的优化功能和仿真结果,得到了优化方案。从而有效降低了变频器机器内温度,保证了机器稳定可靠工作。     

一种雷达双路波导交连的设计

双路波导交连主要是将两路矩形波导变换成两路同轴波导再变换回两路矩形波导。文中主要论述了某双波段相控阵雷达波导交连的关键技术及实现方法。借助微波电磁仿真软件HFSS,对Ku波段和C波段双路交连进行了仿真设计,理论上拓宽了双路交连的工作带宽。通过热设计仿真手段,得到交连内部的温度场、最高温度及其所在位置,验证了交连工作过程中不会出现高温打火失效情况。对试制样机进行了实验测试,结果表明电性能满足设计要求。     

某水下电子设备的热设计及仿真

某电子设备为水下密闭长期使用,维护不便,要求其具有极高的可靠性,对该设备的热设计提出了很高的要求.以该设备为研究对象,通过热仿真分析,预测设备在最高25℃海水条件下的内部温度分布,并进行优化设计.首先,根据结构设计方案以及器件参数建立热仿真模型,并进行仿真和设计优化.然后,对实际样机进行回归测试,验证和进一步优化仿真模型和参数,提高仿真的精确度.     

某直升机载接收机的热设计

海上作业直升机载接收机必须采用密封机箱。机载设备的小型化和轻型化要求使其体积缩小,而功率要求不降反升,从而导致热流密度急剧上升。详细介绍了某直升机载接收机的热设计方法,并进行了热仿真和试验验证。通过优化热设计,为良好的热设计及提高其可靠性和使用寿命提供了保证。     

基于数值模拟的便携式机箱热仿真分析和设计

随着便携式机箱应用越来越广泛,其小型化和高集成度成为趋势,结构设计问题也随之而来,尤其是散热问题成为其能否可靠工作的关键因素。文中首先介绍了热仿真分析在当今电子设备设计中的重要性,利用数值模拟软件对某便携式机箱进行热仿真分析,采用强迫风冷的散热形式,对仿真分析模型进行合理的参数设置及网格划分,通过改变进风口的结构布局,使其主要功耗器件的温度低于85 ℃,满足了机箱的热设计要求,为其他类似电子设备机箱热仿真分析和设计提供了参考。