TRT蜗壳结构特性的有限元数值模拟

采用弹塑性有限元方法,对静力载荷及水压试验条件下的TRT焊接蜗壳的应力和变形进行了数值模拟。结果表明,在静力载荷作用下,机壳整体最大等效应力仅为19.1MPa,主要集中在法兰上施加约束的位置;最大合位移为0.0776mm,出现在下机壳支撑柱处。水压试验过程中,机壳整体的等效应力值大部分在40～85MPa之间,仅局部小范围达到382MPa;壳体的整体合位移最大值为1.511mm,出现在出口挡板处,而机壳本身的变形并不显著。     

轴流压缩机机壳稳态运行特性的数值模拟

通过有限元软件,对轴流压缩机机壳的静力及热稳态运行时的温度场、应力场和变形场进行了有限元分析。静力分析结果显示,机壳在静载作用下的变形及应力均不大,满足设计要求。热应力分析表明：机壳大部分区域等效应力较低,中腔到排气腔的过渡处及排气腔法兰处应力较高,最大应力值为922MPa,超过了材料的屈服强度;机壳在热膨胀的作用下,排气腔直径扩张19mm左右,并且,机壳有较大的轴向伸长,应加强机壳相应部位的强度及刚度,保证机壳安全可靠地运行。分析结果为轴流压缩机机壳的优化提供了参考。     

离心泵蜗壳内流场的数值模拟

对离心泵蜗壳内部三维不可压湍流流动进行了数值模拟，计算采用了修正了的标准κ—ε湍流模型和SIMPLEC算法。计算结果揭示了蜗壳内流道的压力及速度分布规律，为离心泵的性能预测及优化设计提供了依据。     

CFD数值模拟水轮机蜗壳三维设计

阐述了混流式水轮机蜗壳内部流道的光滑性对于整机稳定运行的重要影响。在水轮机金属蜗壳的设计过程中,以模型试验数据为依据,利用CATIA软件的创成式外形设计模块,构建了光滑的蜗壳三维流场模型。与此同时,采用精度较高的RNG(renormalization group)模型作为湍流计算模型,选用标准壁面函数处理近壁区,并选择六面体非结构化网络对整个流场进行网格划分。最后,通过CFD数值模拟分析结果表明,该蜗壳的效率较高,水力性能良好,符合设计要求。为产品的生产、加工奠定了理论基础。     

多层熔丝增材数值模拟及残余应力控制研究

在多层熔丝增材过程中,高度集中的瞬时热输入将引发相当大的残余应力和变形,因此,研究其残余应力演变规律将对增材工艺设计意义重大。通过植入可控移动焊接热源程序于ABAQUS中,建立了多层熔丝增材有限元模型,分析了熔丝过程中的温度场和残余应力的演变规律,并研究了各工艺参数对多层熔丝增材残余应力的影响规律。结果表明,在一定范围内,在较高的熔丝线能量、较低的熔丝速度和高的预热温度下,残余应力水平较低。     

蒸压釜齿啮式快开结构稳态温度场及应力场分析

为能够提供蒸压釜的准确温度场,有效地为应力分析做准备,对某在用蒸压釜快开结构进行温度测量,并采用Ansys有限元进行温度场数值模拟,将模拟结果与实测数据进行比较验证。结果表明,模拟结果与实际情况吻合较好。根据JB4732-1995对结构进行强度评定和疲劳寿命评定,评定结果满足要求。     

内圆磨削过程的有限元数值模拟

针对现有磨削零件的热损伤,以圆环内圆磨削为例,基于有限元分析方法,采用命令流方式建立了圆环传热的二维有限元分析模型,对磨削温度场、热变形过程进行了模拟仿真。计算结果得到工件的温度场基本上呈环状分布,周向基本均匀,磨削内圆进入了垫}生状态,磨削内圆时的热变形基本是对称的。分析结果合理可行,为实际切削奠定理论基础。     

多道焊三维残余应力场有限元模拟

运用大型有限元计算软件ABAQUS，对316L不锈钢平板多道焊接头的温度场和残余应力场进行模拟。有限元模型中选用三维实体单元，考虑材料物理性能随温度的变化和周边对流、辐射散热的影响。运用内生热的加载方法模拟焊接热源，运用单元激活技术模拟多道焊焊接过程。获得了三维多道焊焊接温度场和残余应力场，并对计算结果进行分析。     

离心泵蜗壳内非定常流动特性的数值模拟及分析

基于RNG k-ε湍流模型和Zwart-Gerber-Belamri空化模型,对离心泵内部非空化和空化工况下的非定常流动特性进行数值模拟,分析空化模型中凝结项经验系数对数值模拟结果的影响,并根据试验结果修正离心泵空化流动数值模拟中凝结项经验系数;数值模拟得到的离心泵扬程随有效空化余量的变化曲线与试验结果吻合较好,验证数值计算模型和方法的准确性和可靠性。数值模拟结果表明：离心泵非定常流动中,非空化、临界空化和充分发展空化工况下,蜗壳内监测点的压力脉动主频均为叶片通过频率;空化对离心泵蜗壳内压力脉动的影响较大,非空化时压力脉动最大幅值在蜗舌处,空化时压力脉动最大幅值在第1断面附近,其原因是离心泵出现空化时第1断面处旋涡强度增强,且随时间变化剧烈,对流动产生强烈扰动。     

基于SYSWELD软件的TC4电子束焊接过程的数值模拟

基于有限元软件SYSWELD对14mm厚TC4钛合金平板电子束焊接过程进行三维实时动态模拟的研究。通过对温度场、应力场以及变形的模拟计算，并结合相应的试验验证，提出了一种焊接过程数值模拟的分析方法，这种方法为掌握实际电子束焊接过程中温度和应力的变化规律提供了方便，也更有助于优化结构设计，指导焊接工艺。     

电弧喷涂涂层温度场的数值模拟

运用有限元方法,建立了电弧喷涂涂层横断面的二维有限元模型,模拟涂层逐层叠加的生成过程,对涂层进行了热和结构的耦合分析。在分析中同时考虑了热传导、热对流和热辐射对涂层和基体综合作用的影响,得出了在不同的基体预热温度下涂层的温度场,并找出了涂层的变形规律。     

喷丸强化过程的有限元和离散元模拟

利用有限元法建立喷丸强化过程中单/多颗弹丸连续撞击靶材的数值分析模型,对于单弹丸撞击情况,探讨了弹丸参数(速度和角度)对靶材中残余应力场的影响,对于双弹丸连续撞击情况,探讨了第二颗弹丸速度对靶材中残余应力场的影响;建立了模拟喷丸强化过程的三维离散元模型并进行了数值试验研究,分析了喷丸强化过程的工艺参数(质量流速、初始速度、喷嘴攻角等)对颗粒流中弹丸间相互碰撞的影响;结合有限元和离散元计算结果,提出对喷丸强化工艺参数进行优化控制,提高喷丸强化的加工工艺水平,以实现更好的强化效果.     

高速斜齿轮传动稳态温度场仿真分析

结合摩擦学、传热学和齿轮啮合原理,给出稳态条件下轮齿本体的热平衡方程及摩擦热流量、对流换热计算方法,分析了啮合面压力及摩擦热流量的分布情况;利用ANSYS参数化编程语言,建立三维斜齿轮温度场分析有限元模型,并给出加载热流密度的方法;在不同节线速度下,对斜齿轮本体温度场进行数值仿真,分析了斜齿轮本体温度场分布规律;对比高速齿轮测温实验结果,表明温度仿真结果与测试结果吻合良好;在此基础上,计算了修形斜齿轮本体温度场。     

大型半开放式压铸温度场与应力场的数值模拟研究

采用有限元方法分析了大型半开放式压铸件,在凝固过程中的温度场以及由此产生的热应力场,用有限元软件ANSYS进行数值模拟,选取了实际生产中容易出现裂纹的部位进行了重点分析,得出了该位置温度分布及热应力分布的变化情况,并给出了计算结果。以此为依据,对铸件在实际生产过程中可能会出现的缺陷进行分析和预测,进而优化加工工艺,减少废品率,对铸造系统的结构设计、加工工艺等具有一定的指导意义。     

离心通风机蜗舌及出口流场的数值模拟分析

通过对离心通风机的变工况定常流动数值模拟,主要研究了蜗壳舌部及出口流场结构的演变规律,并分析了不同工况下所对应的风机特性变化实质,指出就蜗壳而言,其小流量工况时的"喉部"挤压现象、大流量时的出口流动漩涡及蜗舌回流现象,是影响风机整体特性及运行工况范围的主要因素之一;改善蜗舌及出口几何结构,可以有效提高风机的压头及运行效率.     

激光冲击钛合金板料的有限元模拟

激光冲击强化技术（LSP）是一种新型的表面处理技术,它利用激光冲击波作用靶材表面而产生残余压应力场.通过有限元软件模拟（FEM）可以分析激光冲击强化处理后靶材的残余压应力场分布,分析材料表面和深度方向的残余应力场的分布情况.先分析了材料的本构模型、激光冲击波的峰值压力的计算、有限元单元类型的选取、边界条件的处理等条件;再通过有限元软件ABAQUS对激光冲击TC4钛合金板料进行了数值模拟,分析了残余应力场的分布特点.