液压管道在不同弯曲角度下流固耦合特性仿真研究

管道的弯曲角度影响流体流动特性与管道应力分布。利用有限元方法对不同曲率情况下管道的流固耦合特性进行了分析,研究了流固耦合作用下不同曲率管道的等效应力、位移变形和流体流动特性规律。结果表明:弯曲角度大于135°时对管道的固有频率影响较大;流体对弯曲管道壁面产生的作用力导致管道发生变形,管道的最大位移变形和管道内流体的最大流速随着弯曲角度的增加均先增加后减小。     

海浪冲击对Y形输液管道流固耦合振动的影响分析

为研究海浪的周期性冲击对深海中输液管道流固耦合振动的影响,采用FEA方法对内、外流体单独作用以及共同作用下Y形管道系统结构分支处的振动特性进行仿真分析。结果表明:海浪的周期性冲击载荷加剧了管道系统分支处内部流体的压力波动、增大了分支处结构振动的最大位移量和其所承受的最大等效应力;随着内流体压力波动的加剧,管道分支处振动的最大位移量和其所承受的最大等效应力均先减小到一定值再增大;海浪的冲击频率与内流体压力波动、管道分支处振动的最大位移量与其所承受的最大等效应力,均呈正比例关系。     

基于流固耦合的脱硫搅拌器振动特性分析

针对由流体引发的脱硫搅拌器振动问题，以常规三叶搅拌器为研究对象，采用基于单向流固耦合的模态分析方法，对流体作用下的搅拌器进行模态分析。通过分析搅拌器在流体作用下的应力和变形情况，对搅拌器最大等效应力部位进行谐响应分析。结果表明：铁水罐内最大流速位于搅拌头附近区域流体，最大速度为1.2 m/s；最小流速位于铁水罐内罐壁附近区域流体，最小速度为0.1 m/s；流固耦合作用下搅拌器最大等效应力出现在搅拌轴和搅拌叶片连接处，数值为 2 299.6 Pa；当激励频率为1阶和3阶固有频率时，搅拌头的振动响应分别达到峰值；当激励频率为260 Hz时， y、z方向的位移峰值分别达到0.001 6、0.000 3 mm；当激励频率为1 800 Hz时， y、z方向的位移峰值分别达到0.006 3 、0.002 2 mm。     

基于流固耦合的螺旋桨性能数值对比分析

为研究不同流固耦合方法对螺旋桨水动力及强度的影响。首先建立螺旋桨模型,对模型进行前处理,在Workbench平台中分别采用单向与双向流固耦合方法,对某型螺旋桨在不同进速下敞水性能、表面压力分布、等效应力和变形进行计算分析与比较,得到敞水性能对比曲线、不同截面处压力分布对比曲线以及应力和变形随桨叶半径变化的对比曲线。结果表明:在低进速系数下,双向流固耦合计算的敞水性能结果精确度高于单向流固耦合,随着进速系数增加,两种方法的计算值差距越来越小;单向流固耦合所得到的压力峰值高于双向流固耦合,但是采用双向流固耦合所得到的压力分布更均匀;单向流固耦合所得应力与变形峰值高于双向流固耦合,随着进速系数的增大,两种流固耦合方法计算值偏差有增大的趋势。     

基于流固耦合的供水管道的振动特性分析

铁路桥梁是列车运行线路的重要基础结构,列车在经过线路时会产生较大的振动,下穿铁路桥梁的供水管道会因为列车的经过而发生共振并造成管道破裂和腐蚀等恶劣后果.为此,基于流固耦合的分析方法,采用RNGκ-ε的湍流模型,分析管道的速度和压力分布;对比管道在自由状态下和单向流固耦合作用下的固有频率和振型.结果表明:管道内的水流速度...     

40Cr/QCr0.5固态焊中的等效压缩变形与应力应变

对表面经激光淬火的40Cr与QCr0.5的固态压接的升温、保温过程中存在的等效压缩变形现象及其产生进行了阐述,并在试验基础上对伴随等效压缩变形的应力应变进行了分析。结果表明:等效塑性压缩变形是焊件在升温、保温过程中受约束压力作用不能胀大而产生的塑性变形的累积,它提供了形成固相焊接接头所必需的塑性变形。等效压缩变形使焊件在被约束方向上的尺寸保持恒定,而约束压力则在试样屈服极限的变化和应力松弛的综合作用下发生增大、持平、快速减小直至缓慢减小的变化。     

基于特征线—快速傅里叶变换法的轴向柱塞泵流固耦合振动特性研究

轴向柱塞泵为流固耦合机械设备。工作时,振动特性较为复杂。使用特征线—快速傅里叶变换法（ MOC-FFT）对柱塞泵中由流固耦合所引起的振动特性进行了研究。利用特征线法求解流固耦合振动偏微分方程（1）,得到时域信号,再使用快速傅里叶变换法,可得到管道系统的固有频率。该方法既拥有特征线法针对耦合振动建模清晰,计算简便等特点;又利用快速傅里叶变换法将振动特征转换至频域中。通过对频域振动特性的研究,得出A10V型柱塞泵工作中应避开的工作振动频率成份,以及斜盘摆角、压力、转速对柱塞泵由流固耦合引起的高频振动谱线影响变化规律。     

基于特征线—快速傅里叶变换法的轴向柱塞泵流固耦合振动特性研究（英文）

轴向柱塞泵为流固耦合机械设备。工作时,振动特性较为复杂。使用特征线—快速傅里叶变换法(MOC-FFT)对柱塞泵中由流固耦合所引起的振动特性进行了研究。利用特征线法求解流固耦合振动偏微分方程(1),得到时域信号,再使用快速傅里叶变换法,可得到管道系统的固有频率。该方法既拥有特征线法针对耦合振动建模清晰,计算简便等特点;又利用快速傅里叶变换法将振动特征转换至频域中。通过对频域振动特性的研究,得出A10V型柱塞泵工作中应避开的工作振动频率成份,以及斜盘摆角、压力、转速对柱塞泵由流固耦合引起的高频振动谱线影响变化规律。     

40Cr/QCr0.5固态焊中的等效压缩变形与应力应变

对表面经激光淬火的40Ct与QCr0．5的固态压接的升温、保温过程中存在的等效压缩变形现象及其产生进行了阐述，并在试验基础上对伴随等效压缩变形的应力应变进行了分析。结果表明：等效塑性压缩变形是焊件在升温、保温过程中受约束压力作用不能胀大而产生的塑性变形的累积，它提供了形成固相焊接接头所必需的塑性变形。等效压缩变形使焊件在被约束方向上的尺寸保持恒定，而约束压力则在试样屈服极限的变化和应力松弛的综合作用下发生增大、持平、快速减小直至缓慢减小的变化。     

大型煤气调节阀流固耦合分析

根据循环发电工程中大型煤气压力调节阀的实际结构和工作条件,建立调节阀流固耦合系统动力学模型,对调节阀中流体与阀芯的流固耦合问题进行研究。分析不同开度下流固耦合对流体速度和漩涡形成的影响,探讨在大流量煤气压力作用下的阀芯和阀杆的等效应力分布以及变形情况,揭示流固耦合对流场作用于阀芯压力的影响。从流固耦合问题出发研究大型煤气压力调节阀,实现调节阀在流固耦合作用下的结构优化设计,对于提高我国大型调节阀的设计研究水平,具有重要的生产实际意义。     

快锻油压机高压管道的振动分析

针对80kN快锻压机管系振动问题,分析了压力管道振动原因,采用有限元方法,重点对高压管段进行了模态分析与谐响应分析;为避免管道结构共振,分析了增加管夹支承及改变支撑性质对管道振动频率、应力、应变的影响.同时考虑了存在预应力管道的模态分析,得出预应力的存在会使管道固有振动频率略微增加.通过对高压管道进行了流场分析与单向流固耦合作用下动力学分析,获得了管道中流体速度、压力的分布规律与应力、应变云图,得到管道动态力作用下的危险部位,分析结果对快锻压机管道结构设计具有一定理论与实践意义.     

振动工况下压铸模锁模力的分析

采用动态工况与液固耦合技术对振动工况下压铸模所需最小锁模力进行模拟分析,结果表明:金属液充型过程中型腔壁面最大等效应力节点都集中型腔边缘处的相同位置,上模芯和下模芯的反作用力分别为31.344N和34.012N,最小锁模力为65.356N,同时振动工况会导致锁模力增大。模拟分析结果可为压铸生产获得合理的工艺参数提供参考。     

基于正交设计和灰色关联的硅通孔互连结构随机振动优化设计

建立了硅通孔（TSV,through silicon vias）互连结构三维有限元分析模型,对该模型进行了随机振动分析.以TSV互连结构的最大等效应力、最大等效应变、一阶固有频率、二阶固有频率为目标函数,选取TSV高度、TSV直径、微凸点高度和微凸点直径四个结构参数为设计变量进行多目标正交优化设计,结合灰色关联分析法获得了优化设计的最优参数组合,使TSV互连结构的最大等效应力降低4.59%,最大等效应变降低22.56%,并且一阶固有频率增加了4.91%,二阶固有频率增加了4.46%.研究表明,可以将正交试验法与灰色关联分析法相结合应用于TSV互连结构优化设计,对提高TSV互连结构在随机振动条件下的综合性能具有较高的实用性.     

流固耦合下金属波纹管应变及模态分析

以S形金属焊接波纹管为研究对象,针对密封腔流体及预应力耦合激励诱发波纹管振动失效问题,建立了机械密封的耦合模型;对比分析流体和预应力对波纹管模态的影响,得到了波纹管在不同工况下的振型、自振频率和等效应变。结果表明:波纹管模态在外部流场作用下变化较明显,预应力几乎不影响波纹管固有频率;流场压力恒定时,增大转速和预应力,波纹管等效应变减小;随着流体进口压力增大,波纹管的最大等效应变和应力增大。研究结果为机械密封失效机制和波纹管结构优化设计提供了理论依据。     

卡箍对L形航空液压管道振动影响研究

利用ANSYS对L形航空液压管道进行仿真分析,研究装配不同数量卡箍及卡箍约束不同位置对L形管道固有频率的影响.分析添加不同数量卡箍后管道在脉动流体作用下最大范式应力的变化.结果表明:在管道长度一定的情况下,适当增加卡箍数量以及改变卡箍的约束位置对于管道频率有明显的提高效果;随卡箍数量的增加,管道在脉动流体作用下的最大范式应力逐渐减小,但卡箍约束对管道流体脉动最大应力的影响幅值降低.     

基于刚度矩阵单元的斜齿轮传动系统耦合振动有限元分析

推导了斜齿轮传动系统的轮齿啮合刚度矩阵;以及传动轴及支承的弹性变形,利用有限元法建立了考虑轮齿啮合刚度的斜齿轮传动系统的弯-扭-轴-摆耦合振动模型;计算了系统的耦合振动固有模态,并分析了轮齿啮合刚度及轴承支承刚度对系统动态特性的影响。     

超声滚压加工对X80管线钢焊接残余应力的影响

建立超声表面滚压加工（ultrasonic surface rolling process,USRP）的三维有限元模型,开发了模拟焊接的移动双椭球热源子程序,利用有限元软件ABAQUS模拟了X80管线钢焊缝不同方向的焊接残余应力,在此基础上叠加USRP的超声振动与静载荷的综合作用,模拟了表面塑形变形、应力和应变,耦合后分析了USRP前后残余应力的变化规律.结果表明,经过USRP处理,X80管线钢表面焊缝区由三向残余拉应力变为三向残余压应力,随着USRP次数的增加,残余压应力数值不断增大,残余应力σ_x,σ_y,σ_z变化规律基本相同.     

节块延伸结构金刚石圆锯片的有限元分析

本文对节块向基体内延伸的金刚石圆锯片进行了有限元应力、变形和模态分析，并与普通锯片比较，研究了不同长度和周向分布数量的延伸节块对锯片变形、应力、模态及固有频率的影响效果。研究表明，合理结构参数的延伸节块锯片，不仅减小了锯片的应力变形，改善了其应力集中状况，提高了锯片的刚度，同时也减小了锯片发生强烈振动的几率，并使同阶模态的固有频率下降，噪声辐射效率降低，起到降噪减振的作用。