电站锅炉过热器出口集箱应力计算及分析

本文利用ANSYS有限元分析软件，结合工程示范，对复杂应力状态下的高温集箱进行温度场和应力场的有限元分析计算，得出冷态启动、热态启动和甩负荷等危险工况下集箱热应力和内压应力的数值计算结果，并对热应力和内压应力进行了应力耦合，得到了集箱筒体三向主应力的实际分布状况和数值计算结果。本文研究成果为高温集箱安全状态评估和寿命预测提供了应力分析基础，为电站锅炉长周期运行安全保障关键技术及工程示范提供了强有力的技术支持。     

4 mm单层浮法玻璃全尺寸火灾实验研究

在ISO9705标准燃烧室内,对普通4 mm厚浮法玻璃的火灾特性进行了实验研究.完成了4组单层玻璃窗暴露于室中央不同规模油池火的全尺寸火灾实验,给出了包括热释放速率、热辐射通量、室内和玻璃附近气体温度分布、玻璃暴露表面温度、玻璃遮蔽表面温度、玻璃首次破裂时间和破裂模式等实验数据,为性能化防火设计中,评估单层玻璃发生破裂和失效提供参考.     

大厚度树脂基复合材料的热风箱加热固化研究

为研究某通航飞机典型树脂基复合材料热风箱加热固化过程中的热应力，建立了包括流固耦合、树脂固化放热的多物理场动量、热量输运模型和热应力模型，并通过实验验证了计算模型和方法的正确性。数值计算了不同厚度的层合板热风箱加热固化过程中的热空气流场，温度场以及层合板热应力场，并与热补仪加热固化过程中的对应参数进行对比。数值计算结果表明：热风箱在层合板周围能形成较高且稳定的温度环境，随着厚度的增大，层合板内温度分布更加均匀，层合板内部的热应力降低，且在固化过程中的热应力波动幅度减小。研究结果还表明，热风箱加热固化的板内热应力值在整个固化过程中均明显低于热补仪加热固化的热应力值，在升温阶段低幅达6%，在降温阶段低幅达10%。对于本文所研究的大厚度树脂基复合材料，热风箱加热固化具有较明显的优势。     

转炉炉衬温度场的有限元分析

炉衬耐火材料的损坏与热负载引起的温度热应力有关,炉衬温度场是求解其热应力的基础,由于结构上的原因,用实测的方法很难得到炉衬的温度场。应用有限元数值计算软件,对转炉炉衬的温度场进行了数值模拟,仿真结果对进一步分析炉衬材料的热应力提供了坚实的理论基础。     

火灾中木耳燃烧特性及数值模拟

从基础研究角度出发,针对湖南衡阳“11．3”特大火灾事故的重要可燃物木耳,应用符合ISO 9705标准的ISO ROOM装置对其进行全尺寸实验研究,并测量包括热释放速率、质量损失速率、房间内温度场、组分浓度等多个参量．同时对该过程进行了计算机数值模拟,计算结果与实验数据具有较好的一致性,为下一步对衡阳“11．3”整个火灾场景进行数值模拟研究提供了基础．     

燃气轮机叶片热裂缺陷的应力形成及演化研究

为揭示精铸过程中应力对热裂缺陷的影响,选取某重型燃气轮机透平导向叶片作为研究对象,采用熔模精密铸造工艺成型该叶片.通过观测叶片热裂的宏观和微观形貌,结合数值模拟软件Procast计算叶片不同位置凝固过程的应力,研究了应力的形成及演化过程,对比了铸件变形的数值计算结果与实测值.结果 表明:数值计算结果与实测值吻合较好;热...     

燃天然气浮法玻璃窑炉的三维数值模拟

建立了具有实用意义的浮法玻璃熔窑三维数学模型,将火焰空间燃烧模型、配合料熔化模型、玻璃液流动模型进行耦合计算,求解出玻璃熔窑火焰空间、玻璃液流的温度场、速度场分布及配合料堆的长度分布。以日产400t的燃天然气浮法玻璃熔窑为对象研究了其火焰空间内气体、窑池内玻璃液的流动情况及各自的温度场分布。从模拟结果可以看出,该三维耦合数学模型能够比较客观地反应燃天然气浮法玻璃熔窑的速度场和温度场的分布规律,对燃天然气浮法玻璃熔窑的设计和运行具有一定的实用价值。     

太阳电池板结构应力-应变状态分析

多层胶接是太阳电池板的结构特点,由于不同材料的弹性模量、热膨胀系数和泊松比不同,在温度场 作用下会产生热应力应变,在多次热交变过程中热应力．应变累积最后导致结构层间剥离,因此研究温度场作用 下太阳电池板结构应力应变状态具有非常重要的实际意义。本文推导了模拟太阳电池板结构应力-应变状态的一 维模型,该模型同样适用于分析多层胶接结构应力应变状态。     

CFD-FE耦合计算分析某汽油机排气歧管热负荷

为了在开发设计过程中预测排气歧管的热负荷,采用了计算流体力学-有限元(CFD-FE)耦合计算分析方法.首先用计算流体力学(CFD)软件计算了排气歧管的瞬态内流场和稳态外流场,得到了排气歧管内外壁面的热边界条件.再以此为边界条件,使用有限元软件计算了排气歧管的温度场,并以此温度场为边界条件,计箅了其热应力和热变形.结果表明,在只有热负荷作用时,排气歧管外壁面存在着较大拉应力,最大值为80.4 MPa;最大热变形出现在和排气后处理器相连的法兰盘前端突台上,其值为1.08 mm.     

10 mm钢化玻璃全尺寸火灾实验

在ISO 9705标准燃烧室内,位于室中央,采用不同规模的油池火,对常用的厚10mm钢化玻璃窗的火灾特性进行了全尺寸火灾实验研究,完成了8组实验.给出了包括热释放速率、热辐射通量、室内和玻璃附近气体温度分布、玻璃暴露表面温度、玻璃遮蔽表面温度、玻璃首次破裂时间和破裂模式等实验数据.分析了玻璃破裂与其表面温度分布等参数的关系,研究结果可为性能化防火设计中评估钢化玻璃发生破裂和失效提供参考.     

室内沙发燃烧的全尺寸实验和数值模拟

在ISO9705标准的全尺寸燃烧间(3.6m×2.4m×2.4m)内对单人沙发进行全尺寸火灾实验模拟,测量了沙发燃烧的热释放速率、室内烟气温度分布等火灾参数,分析比较了它们之间的关系,同时也用数值模拟的方法对聚氨酯(PUF)材料燃烧占支配地位的沙发燃烧过程进行了模拟,计算得到了沙发燃烧的热释放速率、室内温度场分布和烟气中性面高度.结果表明,计算得到的热释放速率、温度分布和烟气中性面高度与实验测得的结果比较吻合.     

六角形玻璃电熔窑内部流动与传热特性数值模拟

采用内热源结合固定电极壁温的方法替代实际电熔窑交变电场焦耳热的产生,通过数值求解基于雷诺时均的三维定常黏性N-S方程及能量方程,对某实际运行的六角形玻璃电熔窑内部的流场、温度场进行了数值模拟研究。通过与物理模拟试验结果相比对,验证了提出的内热源结合固定电极壁温方法的正确性,运用该方法对玻璃电熔窑内温度场及流场开展模拟研究,获得了其内部温度分布特点、涡系结构及流场细节,为玻璃电熔窑的设计及优化提供了一定参考。     

柴油机缸盖热-机耦合应力分析

采用有限元分析软件ANSYS,分析了某型柴油机缸盖的温度场分布和缸盖热应力以及缸盖在机械载荷作用下的应力场,然后运用热-机顺序耦合的方法,将热分析结果和机械载荷同时加载于缸盖,研究其在多种载荷作用下的应力场和变形情况.研究结果表明：缸盖温度最高点和热应力最大值出现在火力面鼻梁区;热-机耦合应力作用下,缸盖的最大应力点分布于缸盖螺钉头与螺孔的交界处以及火力面鼻梁区,缸盖承受的最大拉应力未超过材料的许容拉应力;热-机耦合应力作用下,缸盖的变形量很小,对其它零件的装配影响小,缸盖的整体变形呈现出对称性.     

模拟柴油机气缸盖和气阀温度场时边界条件的计算与确定的特点

<正> 制造和使用现代强化柴油机的经验表明,为提高排气阀与气缸盖的可靠性和使用寿命,必须进一步改进结构以降低热应力。在使用数学模拟温度场与热应力的方法时,这些工作的有效性就颇为明显了。大家知道,在计算任何热负荷零件的应力之前,都必须计算温度场,而温度场的精确度又主要取决于所规定的热交换边界条件的可靠性。在模拟气阀与气缸盖的固定温度场时,确定边界条件的麻烦之处是这些零件有一些表面在工     

进口温度不均匀对涡轮叶片热应力的影响

针对航空涡轮叶片的温度场预测问题,采用CFD(computational fluid dynamics)软件和有限元计算理论与方法,以对流冷却叶片的温度场与热应力求解为例,分别计算了涡轮进口温度均匀和不均匀时叶片的温度场和热应力,分析了涡轮进口温度不均匀对叶片热应力的影响,其中叶片温度场的求解采用气热耦合的方法即直接应用CFD软件计算叶片温度场,再依据温度场进行了有限元热应力分析.结果表明,进口温度不均匀时比进口温度均匀时叶片的热应力增大10%左右.     

浮法玻璃熔窑熔化池底部横向宽度对熔化池温度场影响的研究

基于计算机数值模拟方法,以460 t/d浮法玻璃熔窑为模拟对象,分析研究了不同熔化池底部横向宽度对玻璃熔窑的生产能力以及熔窑内玻璃液温度场的影响。结果表明,适当减小熔化池底部横向宽度不会明显改变卡脖和冷却部的玻璃液状况,从而不影响熔窑的生产能力。但不同的熔化池底部横向宽度将导致熔化部玻璃液温度场发生改变,中轴面处玻璃液温度降低,而胸墙处玻璃液温度升高,导致窑内玻璃液横向温度梯度发生相应变化,加剧玻璃液横向对流,有助于玻璃液均化和澄清。     

胶合板室内火灾行为全尺寸实验研究与模拟分析

选择4种典型的胶合板作为研究对象,即三厘板、五厘板、九厘板和十二厘板,在ISO 9705标准的全尺寸燃烧间(3．6m×2．4m×2．4m)内对其进行全尺寸火灾实验模拟,从热释放速率方面研究了胶合板的火灾行为并获得了室内轰燃发生的时间,分析比较了材料厚度对于胶合板室内火灾过程的影响．同时将顺流(Wind-Aided)火蔓延的理论引入到室内墙角火蔓延中,对胶合板的表面火蔓延进行模拟,得到了胶合板室内火灾的热释放速率和轰燃发生时间．通过比较发现,五厘板、九厘板和十二厘板的计算结果与实验测量结果吻合得比较好,三厘板的计算结果与实验测量结果吻合得比较差些．     

某汽油机气缸盖热负荷分析

使用CFD软件通过建立的气缸盖、机体和冷却水套组成的耦合模型,采用直接流热耦合方法计算了某四气门汽油机气缸盖温度场。计算结果显示:气缸盖最高温度为234.1℃;气缸盖各缸燃烧室壁面温度分布不同,其中三缸燃烧室壁面温度较低。以此温度场为载荷,使用FEA软件计算了气缸盖热应力和热变形,结果表明,在只有热负荷作用时,气缸盖水孔附近存在着较大拉应力,最大值为90.0MPa;气缸盖最大热变形出现在各缸之间连接处,其值为0.386mm。     

全尺寸墙角火实验中木工板表面火蔓延研究

对木工板表面火蔓延进行了全尺寸墙角火实验研究，实验是在符合ISO9705标准的ISO ROOM全尺寸实验装置内进行．通过测量材料表面的温度来研究火蔓延的情况，同时还将火蔓延与火灾过程中的重要参数如热释放速率、热流密度和室内温度等进行了比较，分析了相互之间的关系．研究结果为火灾安全设计和计算机数值模拟提供了实验依据．     

室内火灾区域模拟烟气羽流模型的适用性

结合不同的烟气羽流模型与门口溢流模型,对室内火灾过程进行建模,利用区域模拟方法计算室内热烟气层厚度及温度随时间的变化情况.利用ISO 9705全尺寸标准火灾实验系统进行实验研究,通过计算结果与实验结果的比较,分析不同羽流模型的适用性.结果表明:Thomas模型与MeCaffrey模型预测的羽流流量值偏大,导致烟气温度计算值比实验值偏低,不适用于大功率火源的情况;Zukoski模型预测的羽流卷吸量偏低,其温度计算值比实验值偏高,适合于小功率火源的情况;Heskestad模型预测的羽流流量值较为稳定,区域模拟结果与实验符合得较好,可用于大功率火灾羽流的预测.