UUV特种发动机活塞的热-固耦合分析

为了研究温度载荷和机械载荷对活塞应力应变的影响,基于有限元方法,采用UG和ANSYS Workbench软件,建立了无人水下航行器(UUV)特种发动机活塞3D有限元模型。在ANSYS Workbench中对活塞进行了热分析、静力学分析及热-固耦合分析,得到了活塞温度场、应力场及应变的分布。结果表明,受温度场的影响,热-固耦合中活塞的应力、应变明显比静力学分析中的大,且出现的位置也不尽相同。同时,在活塞结构的应力应变分析中,活塞头部易产生裂纹。仿真分析结果与试验测试结果有较好的一致性,为活塞的设计和优化提供了理论依据和参考。     

柴油机活塞在复杂载荷条件下的强度研究

采用有限元分析手段,研究某型号柴油机活塞分别在热负荷、机械负荷作用下,以及热-机械负荷共同作用下的强度变化规律和变形规律,找出了机械应力、热应力在活塞应力与活塞变形中所作的贡献.将原方案和改进后的方案进行比较,结果表明改进后活塞第一环槽内的温度明显降低,证明了改进设计的有效性.     

动态图像差分法在热裂纹提取上的应用

模拟、自动试验技术在活塞热冲击可靠性的研究上已得到充分应用,但热裂纹的观测仍靠人工进行,因而不能及时、准确获取裂纹扩展情况。通过在现有的试验台架上安装图像监控系统,自动保存热冲击过程各循环活塞顶部图片,采用基于联合灰度级分布图的动态图像差分法,有效避免了光照的影响,自动提取出活塞顶部裂纹,为热损伤的量化分析提供了途径。     

超声速全动翼面热颤振特性分析

使用热刚度计算理论,进行了不同温度场和不同结构材料的热颤振特性研究．通过热应力分析理论,获得结构在不同温度场作用下的热模态,应用Van Dyke活塞理论计算高超声速非定常气动力,采用p-k法进行颤振求解．通过对相同结构形式、不同温度场和不同材料的翼面结构进行热颤振特性对比,得出热应力对结构的影响．     

超声速全动翼面热颤振特性分析

使用热刚度计算理论,进行了不同温度场和不同结构材料的热颤振特性研究.通过热应力分析理论,获得结构在不同温度场作用下的热模态,应用Van Dyke活塞理论计算高超声速非定常气动力,采用p-k法进行颤振求解.通过对相同结构形式、不同温度场和不同材料的翼面结构进行热颤振特性对比,得出热应力对结构的影响.     

高强化柴油机活塞加速热疲劳与等效寿命评估方法

针对高强化柴油机中的活塞在实机状况下热疲劳寿命难预测的问题,提出采用加速热疲劳方法的部件模拟试验寿命来预测活塞的实机寿命。基于临界面法,循环计算得到活塞在实机工作条件下和部件模拟条件下的仿真寿命结果,并运用活塞加速热疲劳试验数据对仿真的寿命数据进行验证,得到的寿命仿真计算值与试验值一致性较好,验证了临界面法的精确性;通过损伤等效分析,确定活塞实机标定工况下的寿命与台架寿命之间的关系;采用非线性拟合的方法,得到部件模拟条件试验条件下循环寿命与加载时间、最高温度之间的关联式。研究结果表明：在实机工况和部件模拟试验条件下,仿真计算得到活塞最先发生疲劳破坏的位置为喉口区域,说明二者的失效区域和失效特征具有一致性;在活塞喉口最高温度为408.6 ℃时,得到活塞实机标定工况下的寿命是部件模拟条件下的21.2倍;在活塞部件模拟条件下,最高温度相同时,活塞寿命随加热时间的减小而减小;加热时间相同时,活塞寿命随最高温度的增加而减小;根据拟合的关联式,得到活塞发生破坏时的活化能为61.5 kJ/mol。     

对置式凸轮发动机活塞热分析

在进行发动机的开发和技术改进时,对活塞热负荷进行分析可为其强度分析与结构优化设计提供理论依据.文中利用有限元方法对对置式凸轮发动机活塞进行了热分析,通过建立有限元模型和确定模拟边界条件得到了活塞的数值模拟温度场.分析结果表明,整个活塞温度偏高,应对此发动机活塞进行结构参数优化,以提高活塞耐久性,发挥对置式发动机的结构优点.     

电子设备热设计与分析

从电子设备热设计的要求、冷却方法的选择、电子元器件的热特性、冷却方式以及热分析等几方面阐述电子设备的热设计与分析.     

铝硅合金热疲劳过程的研究

研究表明,铝硅类活塞合金热疲劳过程分为三个阶段:过渡阶段、稳定增长阶段和快速增长阶段。当热疲劳循环周次超过临界值N_C后,裂纹由萌生阶段发展到连续扩展阶段。微孔面积稳定增长速率b是衡量材料抗热疲劳性能的重要指标。     

CZ-2C/SD火箭热环境分析及试验

介绍了火箭发射卫星过程中星箭热耦合分析和热真空试验两种设计方法,具体介绍了综合应用计算和试验两种方法完成CZ－2C／SD火箭发射铱星任务的热环境和控设计工作。首先,采用网络分析法进行星／箭热耦合分析,对上面级及卫星各点温度进行预测。其闪,描述在我国首次进行的火箭上面级热真空试验。热分析和热真空试验相结合,圆满完成了CZ－2C／SD火箭的热环境设计任务。     

含能材料多孔颗粒床中致密波分析

本文采用一维两相流模型模拟了活塞驱动多孔颗粒床这一动态过程。用线方法 ( MOL)对该方程组求数值解。计算表明 ,经过短暂的非稳态过程 ,颗粒床中形成一稳态致密波 ,分析了致密波的结构以及活塞速度边界条件对致密波结构的影响规律。     

二级活塞式弹射机构动态仿真与分析

运用经典内弹道和气体动力学理论，建立了二级活塞式抛放弹弹射机构的数值计算模型，对某型号二级活塞式弹射机构工作的全过程进行了模拟计算，分析了不同参数对其弹射效果的影响，计算结果与实验结果相符，为该类型系统的进一步优化设计提供了理论依据。     

气缸——活塞组瞬态摩擦力的分布与计算

在发动机功率损失中,摩擦损失占相当大的比例。掌握摩擦力的分布规律是降低摩擦损失、提高发动机燃油经济性的基础。本文通过实验分析,得到了气缸——活塞组瞬态摩擦力,并按摩擦力特点进行分解,求得一个表征气缸——活塞组摩擦力分布的计算公式,为研究发动机气缸——活塞组摩擦力分布,提供了一个方便工具。     

等流量凸轮式轴向柱塞泵设计与特性分析

针对鱼雷斜盘式轴向柱塞泵的振动噪声问题,设计了凸轮式轴向柱塞泵这一新型结构的鱼雷燃料泵。通过分析其瞬态流量建立了等流量变分方程,求解方程得到凸轮型线。分析其动力学,得出柱塞与凸轮之间无硬冲击或软冲击,且柱塞组可以达到惯性力平衡和惯性力矩平衡。凸轮式轴向柱塞泵的以上特性从原理上保证了其具有低振动噪声水平,可用作未来的鱼雷燃料泵。     

柴油机活塞用水溶芯的研制

研制了柴油机活塞成型冷却油道的新型水溶芯。这种水溶芯强度高，表面光洁，水溶性好，性能稳定，成本低。用这种水溶芯铸出的冷却油道位置准确，轮廓清晰，其表面粗糙度可达到Ｒａ３．２～６．３μｍ。     

间隙元在活塞有限元分析中的应用

该文使用间隙元模拟活塞的实际工作状态 ,提出活塞的有限元接触模型 ,不仅可以得到活塞的应力和变形 ,还可以计算出活塞与活塞销之间的压力分布以及销的刚度、销与销座的间隙变化对接触区域的大小和压力分布的影响 .     

某轻型车辆液力减震器活塞杆断裂失效分析

对发生断裂失效的某型轻型车辆液力减震器活塞杆进行断口失效分析。为查找失效原因对活塞杆根部的加工状态进行分析,同时对活塞杆根部有无过渡圆角的两种情况进行有限元应力分析。结果表明,活塞杆的断裂属于高周疲劳断裂,引起早期疲劳断裂失效的主要原因是因为活塞杆根部过渡截面未加工过渡圆角所造成的。与未加工过渡圆角时相比,加工有R5的过渡圆时可以使活塞杆根部的最大轴向应力下降36%。     

对置活塞轴向发动机同步运动机构空间圆柱凸轮的设计与优化

针对对置活塞轴向气缸结构的二冲程发动机,开展了对置活塞空间圆柱凸轮同步机构优化设计研究。为提高对置活塞发动机的性能,建立空间圆柱凸轮模型,对压力角、空间圆柱凸轮型线进行优化设计,进而得到发动机活塞的最佳运动位移曲线。利用发动机性能仿真软件GT-power,计算了不同活塞位移曲线下发动机的性能参数,分析活塞运动位移曲线对发动机性能参数的影响规律。计算结果表明：优化设计后的空间圆柱凸轮型线可以改进活塞运动位移的变化规律,进而提高发动机动力经济性能;随着活塞运动位移曲线的变化方向,发动机的性能先有所提升,而后开始下降,得出对置活塞发动机同步运动机构圆柱凸轮的优化设计方法。     

多级活塞缸式发射装置结构安全性分析

多级活塞缸式发射装置作为新型冷发射方式之一,具有兼容不同弹径、免装填等优点。为研究多级活塞缸式发射装置的结构安全性,通过理论分析、数值仿真等方法对多级活塞缸式发射装置的运动过程进行了梳理,分析了多级活塞缸式发射装置中缓冲材料的吸能需求,并揭示了结构质量特性偏差、装配姿态偏差、燃气动力偏差、缓冲材料特性偏差等因素对导弹离台姿态的影响规律。多级活塞缸式发射装置的运动规律由各级缸筒的几何参数和被推动导弹的质量参数决定,对缓冲吸能的需求较高,多模块的多级活塞缸式发射装置中导弹的离台姿态更加稳定。研究结果可为多级活塞缸式发射装置安全性设计提供理论支撑,为多级活塞缸式发射武器系统提供指标分解依据。     

再生式液体药火炮内弹道过程的多维多相流数值模拟

建立了再生式液体药火炮内弹道过程的多维多相流模型，详细考虑了内弹道过程中多相流区域发生的各种行为，以３７ｍｍ再生式液体药火炮为对象，给出并分析了其内弹道性能参量及其时空分布的数值计算结果。