LPG公交客车发动机舱结构与散热特性分析

针对广州液化石油气公交客车在恶劣工况下行驶时发动机舱内温度和冷却水温过高的问题,采用计算流体动力学的方法,对发动机舱空气流场和温度场进行了数值求解,并分析了其与发动机舱内结构布局影响关系。其中,计算所需的舱内高温部件温度边界条件,通过采用红外热像仪对台架上的发动机进行了温度成像的方法获得。仿真计算发现:该发动机舱在中冷器、散热器后端区域存在部分空气流动受阻,热量累积形成高温区域等问题。为此,对散热器、中冷器及风扇的布置形式进行了改进设计,并进行了仿真验证。对比分析表明:结构改进后,发动机舱内的温度普遍降低,发动机舱散热不良,水温过高的现象得到了改善。     

LPG公交客车发动机舱散热特性的CFD分析

针对液化石油气公交客车在高温环境下低速行驶时发动机舱温度过高的问题,利用计算流体动力学和传热学,研究公交客车发动机舱内空气对流传热基本规律.为了定量分析在恶劣工况下的发动机舱内空气流动速度场和温度场特性,在UG中建立了发动机舱的几何模型,并利用FLUENT软件对发动机舱的散热特性进行了数值仿真,通过仿真与分析,获取了在选定工况下的发动机舱内空气气流速度场和温度场,可知发动机舱内的不合理布局是引起发动机舱温过高的主要因素之一,同时对发动机舱的合理布局提出了建议.     

某推土机发动机舱热管理性能分析及优化

本文计算了一款推土机的发动机舱内空气流动,发现设计中存在着风量较小,散热器散热量不足的问题,针对发现的问题,提出了移动风扇,改变风扇旋转方向,增加导风罩三种优化方案。在三种优化方案中,可以看到改变风扇的旋转方向可以有效的增加发动机舱的流量,但是对散热器散热效果提升不明显,增加导风罩会使得机舱空气流量变小,但是能有效地增加散热器散热。     

弹载电子设备相变热沉装置散热性能研究

文中介绍了一种用于弹载电子设备的相变热沉装置的设计方法及试验研究。通过实验对比了电子模块在采用相变热沉装置、铝块和无热沉3种情况下的工作温度曲线,同时对比分析了相变热沉装置在不同热流密度下的工作特性。结果表明,当热源热流密度较小时,相变热沉装置具有明显的减缓热源升温的作用,对比铝块热沉具有明显的散热功效。而随着热流密度的增加,其散热优势逐渐减弱。同时,填料相变温度点的选取和导热增强体的设计,对相变热沉装置的散热性能有很大的影响。     

卡车发动机舱流场分析与散热性能研究

针对某卡车发动机舱热环境较差,应用CFD分析软件对发动机舱的流场和温度场进行数值仿真,充分考虑对流,换热和辐射的换热影响,模拟冷却模块和高温原件的散热量,分析发动机舱内的流动和散热情况。结果表明:发动机舱产生热回流,导致循环加热,散热器、中冷器等前端冷却模块的散热性能无法达到工况要求。通过添加阻风板和密封板,增大导流板面积等措施改进前端冷却模块的结构,有效阻止了回流,提高了冷却模块的散热性能,改善了发动机舱内的热环境。     

启动发电一体化车辆发动机舱的优化改进

针对一种新型电源车在驻车发电时发动机舱内温度过高的问题,利用计算流体动力学的方法和CFD软件FLUENT对发动机舱空气流场和温度场进行数值模拟,得出发动机舱内部的流场和温度分布。模拟计算发现:该发动机舱的部分区域存在由于空气流动速度低导致热量累积的问题。针对出现的问题提出改进方案,并通过数值模拟对改进效果进行了验证,改进后发动机舱的散热效果得到了明显改善,验证了优化方案的可行性。     

基于CFD的卡车机舱热环境分析与控制

针对某长头卡车驾驶室底钣金地板过热问题,基于传热学理论,建立汽车机舱模型并设定边界条件。运用CFD分析软件对发动机舱的流场和温度场进行数值仿真,分析发动机舱内的流体流动和散热情况,得到驾驶室底钣金地板过热的主要影响因素,提出相应的解决方案,通过仿真和试验进行验证。结果证明,对热源采取隔热措施,可有效抑制辐射和降低驾驶室底钣金地板温度。     

微型汽车冷却系统进风效率优化研究

针对某微型汽车在极限工况下,散热器的实际进风量小于散热所需的理论空气量,以及在各种工况下,发动机舱的实际进风量只有约(35~60)%通过散热器等问题,采用计算空气动力学数值模拟方法,分析了发动机舱内空气流场。并分别对进气格栅的进风角度,上下进气格栅间的结构,和散热器的阻流板等,进行了优化研究。进而提出了通过加装导流板的方式来优化冷却系统进风效率的方案,并通过室内环境模拟实验对改进效果进行了验证,各工况下的进风效率平均增加了20%,提高了冷却系统的散热能力。     

乘用车发动机前舱温度场优化

为了分析某整车发动机舱温度场试验开发过程中出现的传动轴油封和蓄电池表面局部温度超标现象的原因,建立了发动机舱CFD流动与传热三维分析模型,结合试验获得舱内主要发热部件壁面温度边界条件,并考虑辐射换热的影响,求解了试验工况前舱内流场分布和温度超标部件表面温度。计算结果表明:传动轴油封表面温度偏高的主要原因是其离高温热源近而附近流速很小;蓄电池壁面温度超标的原因是经散热器和风扇的冷却气流因回流被循环加热后直接吹向蓄电池表面。为此,在传动轴油封和蓄电池附近分别增加了冷风导流和隔热导流结构,并进行模拟优化和试验验证。试验结果表明:传动轴油封和蓄电池表面的温度均显著下降,有效解决了发动机前舱温度过高的问题。     

卡车发动机舱内流动和散热特性数值分析

针对某卡车发动机舱热回流现象,建立整车有限元模型,选择最大扭矩和额定功率为危险工况,进行发动机舱流场和温度场的分析。不考虑辐射散热影响,根据流场分析,确定热回流位置;考虑辐射散热影响,根据温度分析,得出前舱温度明显高于环境温度,发动机前舱存在严重的热回流。据此,采用中冷器底部添加导流板和车架内侧增加阻流板的改进设计,仿真结果表明:改进设计增加了冷却系统的进气量,改善了发动机舱空气的流动和温度分布。最后,通过试验验证了计算方法和模型的正确性。     

轧制力动态特性影响下的轧机辊系振动行为研究

考虑受辊系振动影响时轧制力的动态特性,建立了板带轧机辊系非线性振动模型。采用平均法求解得到振动系统的幅频响应,分析不同轧制速度和外激励幅值对幅频特性的影响规律。运用奇异性理论分析振动系统静态分岔行为,得到系统分岔的转迁集以及出现不同振动形态的临界条件。以轧制速度为分岔参数,研究轧机辊系振动系统动态分岔特性。结果表明：轧机辊系振动行为对轧制速度变化十分敏感,振动幅值随着外激励幅值和轧制速度增大而增大,系统不稳定频率范围随着轧制速度提高而减小,随外激励幅值增大而增大;系统随轧制速度变化出现阵发性混沌运动,结合最大Lyapunov指数曲线得到稳定轧制时的速度范围。研究结果为抑制轧机振动和保障轧机稳定运行提供了理论参考。     

高速数控加工中NURBS曲线拟合及插补技术的研究

通过分析现代数控系统中自由曲面插补算法的特点,提出了基于最小二乘法的NURBS曲线拟合算法和基于弧长参数补偿的NURBS插补技术。采用最小二乘法拟合NURBS曲线,能获得光滑的刀具加工路径,并且在一定范围内能复原曲线的设计轮廓。参数补偿的NURBS插补方法,以泰勒展开法得到的插补参数作为临时插补点,利用该插补法能显著减小速度波动,可将速度控制在理想的范围内,可进一步提高加工精度并减小数控机床的振动。仿真实验表明：该算法简明高效、易于实现,能够满足现代数控系统的要求。     

热流固耦合下增压器涡壳多目标优化

以某型增压器涡壳为研究对象,采用热流固耦合分析方法,建立涡壳热流固耦合的有限元模型,对增压器涡壳热结构进行分析,获得涡壳的热塑性应变分布,确定涡壳产生热结构破坏的部位,并与涡壳热循环试验结果相比较,验证了涡壳热流固耦合分析模型的正确性。选取涡壳三个危险部位的热塑性应变为优化目标,采用响应面方法,构建了以涡壳危险部位结构尺寸参数为设计变量,以增压器涡壳的热塑性应变为优化目标的结构优化近似模型,采用基于响应面方法和遗传算法的多目标优化方法获得涡壳最优结构参数组合,并通过了热流固耦合仿真的验证。涡壳三个危险部位的热塑性应变分别从原来的3.3%、3.2%、2.6%降为0.66%、0.8%、1.03%,表明该优化方法改善了涡壳的热结构强度,降低了涡壳产生热裂纹的风险,提高了涡壳的热结构稳定性与可靠性。     

中型卡车胀压成形桥壳预成形管坯的设计及成形分析

基于圆形管坯压制成异型截面的变形分析,提出了中型卡车胀压成形桥壳预成形管坯的设计准则。针对载重5t卡车桥壳,介绍了胀压成形的工艺过程,设计30组前盖半径、后盖半径不同的预成形管坯,使用ABAQUS软件进行整个成形过程的有限元模拟。通过对预成形管坯液压胀形过程和压制成形过程的成形性分析,确定了前盖系数Km、后盖系数Kn的取值范围。选取基准回转体及一种典型的非对称预成形管坯,分别进行胀压成形实验,结果表明：前者压制成形阶段后盖处胀裂,后者成功地试制出样件,成形状况好,而且成形过程中管坯壁厚值与模拟值基本吻合。     

液体润滑剂的黏度对边界滑移影响的实验研究

为了了解微纳米间隙中流体的流动特性,采用原子力显微镜对微纳米间隙中的固体和液体边界滑移进行了实验研究,主要研究了液体润滑剂的黏度对边界滑移的影响。实验中采用的固体样品为SiO2,液体样品为两种不同黏度的季戊四醇油酸酯,分子式为C77H140O8,黏度分别为32mm2/s和150mm2/s。采用相对速度法对实验数据进行了处理,结果表明,不同黏度的季戊四醇油酸酯和SiO2表面作用时都会发生边界滑移,黏度大,产生的滑移大。其原因是,随着黏度升高,邻近固体表面的液体分子与和固体表面相接触的液体分子之间的剪切力增大,可更加容易地克服固液界面间的作用力,更加容易产生边界滑移。     

基于硅模具的Zr基非晶合金微零件吸铸制备

基于硅模具提出了一种吸铸成形Zr基非晶合金微零件的方法。采用真空氩弧熔化吸铸炉进行了非晶合金微零件吸铸成形实验,用红外热像仪测量了合金熔液温度,发现合金熔液在1116℃下能够完全复制宽3μm、深3μm的硅方形微槽结构且具有较好的表面形貌。随后分别采用带有多型腔和双层型腔的硅模具进行了吸铸成形实验,成功制备了模数为50μm的非晶合金微齿轮零件,微零件的硬度及弹性模量分别为6.49GPa和94.9GPa。实验结果表明,基于硅模具吸铸成形Zr基非晶合金是一种制备高精度、高表面质量、高性能微零件的有效方法。     

旋转超声电解复合加工小孔流场仿真

为解决电解加工深小孔中电解液难以进入加工区和电解产物难以排出的问题,构建了内喷式旋转超声电解复合加工装置,进行了电解加工、旋转电解加工和旋转超声电解复合加工小孔的对比试验。试验结果表明,阴极旋转能明显提高孔的圆度,旋转超声电解复合加工具有最大的平均加工电流,所加工孔的直径、深度都为三者中最大,表明其材料去除率是最大的。在此基础上,利用有限元ANSYS CFX软件,建立了气液两相流三维气穴模型,分析了阴极旋转和阴极高频振动对电解加工流场、电场的影响。仿真结果表明：阴极旋转使得气泡在阴极表面聚集,不利于气泡的排出,阴极振动加速了电解液的运动,有利于气泡的排出,因此具有最大的材料去除率。     

基于单杆矢量的机构复合分离位置函数综合

提出用单杆相对运动差单元构建平面机构函数综合方程式。首先建立单杆的相对位置运动差及高阶运动差通用单杆矢量公式,再通过引入变量和增加单杆矢量附加方程,消除了方程式中非独立的未知角变量及未知高阶角变量。然后用单杆矢量及其附加方程直接建立有限分离、无限接近分离及复合分离位置函数综合的统一通用的多项式方程组,且方程总次数低。讨论了在平面铰链四杆机构函数综合中的复合五位置问题及复合四位置问题上的应用,用实例计算了“实现函数”与“预期函数”的误差并作出误差波动图,结果表明在无限分离精确点及无限接近分离点上可以精确实现预期函数,但按高阶运动特性要求设计的机构不一定能使“实现函数”在所有0阶位置上更逼近“预期函数”。该方法比双杆组、三杆组法简单,模块性非常好,便于计算机自动建模与求解。     

圆柱正弦活齿传动扭转振动系统刚度研究

针对圆柱正弦活齿传动过程中的受力情况,基于弹性小变形和变形协调假设,提出了理论状态下啮合作用力分析模型;根据赫兹理论和啮合副的几何关系,建立了啮合副的啮合刚度模型,推导出接触点处主曲率和啮合副啮合刚度计算公式;依据能量不变原理建立了系统扭转振动模型,给出了等效扭转刚度计算公式,形成了一套完整的系统刚度矩阵计算分析方法;结合具体实例进行了分析,发现该扭转振动是一个时变系统且系统刚度矩阵呈现周期分布的特点,求出了周期计算公式,并提出了两种简化求解该扭转振动系统固有频率的方法。分析结果可作为圆柱正弦活齿传动机构的结构设计、振动分析的基础。     

关节轴承摩擦温度场计算方法

以推力型关节轴承为研究对象,分析了轴向载荷下的接触应力,并根据试验所得摩擦力矩反推出了动态摩擦因数。结合接触应力及摩擦因数求出了摩擦热流率,并将其作为第二类边界条件进行了轴承非定常温度场有限元分析,最后利用红外热像仪拍摄了摩擦过程中轴承侧表面温度分布,检验仿真结果的可靠性。仿真与试验结果表明：该计算方法解决了球面摩擦副摩擦因数的精确计算和热流率的空间分配问题,建模时忽略球面间隙会直接影响接触应力分布并造成温度场分布出现较大误差,考虑球面间隙可以更精确地计算轴承摩擦温度场。