某商用车鼓式制动器热固耦合分析

针对汽车制动鼓温度试验测试成本高、周期长等问题,利用Abaqus建立某商用车鼓式制动器有限元模型,采用完全热固耦合法分析制动鼓的温度场和热应力分布。仿真结果表明：紧急制动工况时,制动鼓的最高温度为156.5 ℃,最高热应力为130 MPa。有限元分析可快速获取制动器在工作状态时的温度和应力分布情况,有利于产品设计和改进,缩短产品迭代周期。     

大型结构焊接件热-应力耦合仿真研究

以混流式水轮机蜗壳座环焊接为主要研究对象,板厚分别为90mm的座环与36mm的蜗壳以焊接方式实现连接,实际施工过程可能长达数月甚至数年的焊接时间,对于焊接数值仿真的计算也将长达数月,如何提高计算效率是一个值得研究的问题.基于ANSYS软件和APDL语言,对大型结构蜗壳座环焊接件进行热—应力耦合仿真分析,分别设置三种仿真模型,依据盲孔法实验数据选出最佳仿真方案,结果表明每层焊道数可以作为仿真时的简化手段,但要调整材料的导热系数,而模型和焊道层数尽量避免简化,该方法为其它大型结构焊接仿真提供了可靠的仿真过程和思路,并提高了计算效率.     

电动自行车鼓式制动器的有限元仿真

利用ANSYS/LS-DYNA分析软件对某电动自行车鼓式制动器进行瞬态动力学仿真,以非等载荷数组施加于与领蹄、从蹄相连的摩擦衬片,模拟制动过程中制动鼓和摩擦衬片的应力分布,并以摩擦衬片为研究对象,从材质、厚度、起始角三方面对制动器进行结构改进,为电动自行车鼓式制动器设计软件的开发提供数据参考。     

基于ANSYS的减温器热固耦合应力仿真

对某电站面式减温器筒体内壁承受低温冷凝水滴的部位进行理论应力计算,同时基于ANSYS对相同工况下的减温器进行间接的热固耦合应力仿真.结果验证低温冷凝水间断滴落是导致筒体内壁产生辐射状裂纹的最大根源,并从理论上通过线性插值推导得知低温冷凝水滴的温度低于207.5 ℃.仿真结果与理论计算结果偏差不超过10%,吻合较好,且后者更保守.结果可为结构设计更复杂的承压设备强度校核提供参考.     

FCM燃料热-力耦合行为仿真建模和计算方法

为评估全陶瓷微封装（fully ceramic micro encapsulated, FCM）核燃料的性能,研究由三层各向同性碳包覆（tri structural isotropic, TRISO）燃料颗粒弥散于碳化硅（SiC）基体形成的柱状芯块的填充算法,开发相应的微观结构生成程序,利用并行有限元法对FCM核燃料的热 力耦合行为进行初步分析。结果表明,基于等球Packing的TRISO燃料颗粒填充算法可以快速生成高体积比的FCM燃料结构,基于共轭梯度迭代的隐式有限元法在求解大规模热 力学耦合问题时具有较高的效率和稳健性。本文方法可用于该核燃料每个颗粒和基体内部温度与应力分布的详细计算。     

发动机排气管流-固-热强耦合分析

为研究发动机排气管在流-固-热强耦合作用下的复杂工况,用INTESIM软件中流-固-热强耦合的方法计算某型发动机排气管在工作过程中流场、温度场、热变形和热应力的分布情况.结果表明,与传统的分析方法相比,INTESIM的强耦合方法收敛性更好,并且可以在同一软件平台下对模型耦合矩阵方程直接求解得到结构应力场、位移场、流场和温度场的所有结果.     

基于热-流-固耦合方法的涡轮叶片数值计算

将流体动力学方法与有限元方法相结合,在定常流场分析的基础上,采用单向和双向热、流、固耦合的计算方法获得了转子叶片在设计工况下的应力和变形情况,并比较了两种方法的计算结果.单向耦合计算中分析了离心、气动、热载荷对叶片应力、变形的影响,并按照斯贝发动机EGD-3应力标准对叶片强度进行了校核.计算结果表明：两种计算方法在涡轮叶片强度分析中是可行的,双向耦合能更准确地反映转子叶片的真实工况.     

车轮滑行轮轨热接触耦合有限元分析

为研究轮轨接触温升和热应力规律,用有限元法分别建立锥型踏面车轮和磨耗型踏面车轮在60kg／m钢轨上滑行的三维热接触耦合模型．考虑温度场与结构场相互影响、相关材料参数随温度变化以及轮轨接触问题,对在一定速度下抱死滑行时轮轨温度场和应力场的热一结构直接耦合进行分析．结果表明磨耗型踏面车轮的接触斑面积大于锥型踏面车轮的接触斑面积,且前者接触斑趋近于圆形,后者接触斑为细长椭圆形;材料参数随温度的变化对轮轨温度场和应力场影响很大,不可忽略;温度场对应力场的影响很大,温度升高的趋势与应力升高的趋势相同;磨耗型踏面对轮轨的热损伤比锥型踏面小很多．     

基于正交设计NSGA-II算法的制动器多目标优化*

针对汽车鼓式制动器,以制动效能因数最大、制动鼓体积最小和制动器温升最低为目标,建立了多目标优化模型。针对传统NSGA-II算法求解3目标优化问题的不足,引入正交设计策略,提出了改进的NSGA-II算法。将改进算法与目前三种经典的多目标优化算法在DTLZ系列测试函数上进行性能测试,结果表明改进算法在求解3目标优化问题上有更好的性能。用改进算法和NSGA-II两种算法同时求解制动器多目标优化设计实例,改进算法得到了分布更好的Pareto前端,表明改进算法对此类问题求解行之有效。     

乘用车排气净化器热疲劳分析方法

为探究温度循环载荷下排气净化器的热疲劳性能,结合传热分析和静力学分析,采用有限元软件HyperMesh和Abaqus,对某型乘用车排气净化器进行深入研究,考虑高温效应和材料硬化效应的影响,选择等效塑性应变幅值作为评价热疲劳的关键指标,分析得到危险点等效塑性应变幅值为0.0117,不满足热疲劳耐久要求.对原排气净化器的下...     

基于主S-N曲线法的地铁制动箱焊接疲劳分析

为研究地铁车辆制动箱焊接接头的疲劳寿命,根据实际结构建立4节点壳单元有限元模型,给出搭接焊和T型焊的焊缝建模方法.在3种振动工况下,运用主S N曲线法计算焊缝的等效结构应力和对应损伤比.结果表明：该地铁车辆制动箱焊接结构设计合理可靠;通过与实体单元模型计算结果进行对比证明壳单元模拟焊缝的合理性;在不同尺寸单元下对比2种疲劳评估方法,结果表明名义应力法预测疲劳寿命的准确性较低.     

电磁钳盘式制动器驱动机构的磁路仿真研究

针对传统曳引式电梯制动器安装在顶层且尺寸和重量大的缺点,结合车用电磁盘式制动器的工作机理,提出一种适用于直驱电梯的新型电磁制动器结构,得出该结构的等效磁路图.利用基尔霍夫定律和能量虚位移法,推导出此结构的数学解析式,讨论了在不同电流和位移情况下水平方向的电磁力数学表达式.通过有限元分析软件建立三维模型,对电流、位移关系的仿真值和计算值进行对比,多角度验证了电磁力数学公式的正确性,同时证明了该结构的可行性.     

上海地铁统型车轮热机耦合有限元分析

为分析上海地铁统型车轮踏面制动时的热应力,建立上海地铁13号线车轮及上海地铁统型车轮的有限元模型,依据美国铁路协会(Association of American Railroads,AAR)S-660标准、欧洲的BS EN标准、国际铁路联盟UIC 510-5标准,模拟在踏面制动时这二种车轮在曲线、直线和道岔工况下的热机耦合应力场.结果表明,在踏面制动时,上海地铁13号线采用的直辐板车轮和上海地铁统型车轮的应力均满足标准要求,且后者性能优于前者.     

变量化分析在传动滚筒的结构设计中的应用

传动滚筒是胶带机的关键部件,传动滚筒的结构分析是其结构设计的重要环节。本文在机械设计软件系统I-DEAS的环境中,建立了传动滚筒的有限元实体模型。运用变量化分析的基本原理对工作载荷下的传动滚筒进行线性静力分析,根据分析结果得出滚筒设计要点。     

曲线梁桥在车辆载荷下的动力响应研究

近年来随着我国公路交通的快速发展,曲线梁桥被大量工程采用.车辆过桥时的曲线桥振动涉及车辆三向载荷和桥梁弯扭耦合振动,有必要对其进行精确建模并深入研究.本文以某五跨连续曲线箱梁桥为背景,采用ABAQUS有限元软件建立该桥梁的模型,并利用Adams建立了三轴重型汽车整车模型,计算得到了不同工况下的轮胎力.通过编写基于Fortran语言的DLOAD和UTRACLOAD荷载子程序,将六个轮胎载荷作用于曲线桥上,分别进行了不同曲率半径、车速、载重和路面不平顺等条件下的曲线梁桥振动响应计算.研究表明:随着曲率半径的增加,桥梁跨中位移呈现略微下降的趋势;车辆行驶速度对跨中的横向位移及支座的支反力有较大影响;路面不平度等级越高,桥梁竖向挠度及弯矩的冲击效应越大.