铸件在凝固过程中瞬态温度场和热应力场分析

用有限元方法分析了铸件在凝固过程中的温度变化及由此产生的热应力分布 ,用大型通用有限元软件ANSYS为工具进行数值计算分析 ,并给出了计算结果 .     

车辆前制动盘三维温度场模拟研究

为得到车辆制动盘的温度场分布,通过建立制动盘的三维温度场分布数学模型,分别计算1次常用制动、3次常用制动2种工况下制动盘的温度变化情况,考虑比热容、导热系数等参数随温度变化的影响,利用ANSYS模拟制动盘的制动过程。仿真结果表明:车辆在时速为90 km/h下进行1次常用制动,制动12.5 s后制动盘的最高温度达到145℃,3次常用制动制动62.5 s后最高温度达到340℃;制动初期盘面温度升高非常快,达到峰值后,制动盘逐渐经换热对流等方式散热,温度缓慢下降;相对1次常用制动,3次常用制动的温度明显升高;增大比热容和导热系数大可有效改善制动盘的温升。     

波形刃铣刀片温度场和应力场的耦合分析

为研究波形刃铣刀片在铣削过程中温度场和应力场的耦合状况,探求刀片的失效机理,依据金属切削理论、铣削温度试验及铣削力试验,建立了温度场和应力场有限元分析的边界条件.采用有限元分析软件ANSYS进行了温度场和应力场的有限元分析,并且进行了这两种物理场的耦合分析,得出了耦合状况下铣刀片等效应力的分布规律和受力变形情况,为铣刀片的三维槽型开发和优化设计打下了基础.     

基于ANSYS的汽车制动盘温度场仿真分析

以热分析理论为基础,使用有限元软件ANSYS建立乘用车普遍使用的通风式制动盘模型。在此基础上,模拟分析了紧急制动和持续制动工况下制动盘的瞬态温度场分布,得到了制动盘外部及其内部散热筋板的温度场、温度变化分布以及内外温度梯度的变化,为制动器的设计提供了较好的理论基础,也为判断制动器是否失效提供了依据。     

矿用汽车盘式制动器的数值模拟及分析

根据能量耗散与应力分析理论,结合制动器摩擦副的结构尺寸及制动工况,建立摩擦副三维有限元模型并模拟矿用汽车的紧急制动工况,得到制动盘的温度场、应力场以及热-结构耦合场的分布情况。对比它们的分布情况,获得制动盘温度场和应力场相关分布规律。结果表明:二者之间有较强的耦合特性,且热-结构耦合场较单纯温度场、单纯应力场的准确度有较大提高。研究结果对研制高性能制动器具有理论价值,并为改善制动器工作条件提供技术帮助。     

寒区隧道衬砌温度场及应力场变化规律研究

为了研究保温隔热层在冬季的保温效果,选择寒区隧道为研究对象,通过对比隧道是否铺设保温层来进行数值模拟,分析在多年重复温度荷载下温度场的分布,结果表明:在隧道铺设保温层后,能有效减少围岩的冻结深度,减缓围岩的冻融循环,隧道的使用寿命明显延长.在隧道洞口附近由于受到洞口及洞内气温影响,铺设的保温层在一定年限后不能有效保证围岩温度,无法完全阻止围岩内的冻胀发生.隧道在最大冻深时,衬砌最大压应力出现在仰拱和边墙汇交处,最大拉应力出现在仰拱处,且相较自重应力场,最大压应力变小,最大拉应力变大,对寒区隧道运营及维护具有一定的参考价值.     

真空泵屏蔽电动机温度场与屏蔽套应力场分析

针对真空泵屏蔽电动机屏蔽套出现变形、开裂和泄漏导致光伏产业生产线真空度下降的工程问题,采用有限元分析法,对使用三种不锈钢材质屏蔽套的屏蔽电动机稳态温度场和热应力场进行分析.结果表明:屏蔽套采用Hastelloy-C材质时屏蔽套涡流损耗小,屏蔽电机各部件温度均低于采用Sus316L材质时的温度;屏蔽套采用Sus430导磁材质时屏蔽电动机损耗最小,在降低温升方面效果明显.采用Hastelloy-C和Sus430材质时,屏蔽套最大形变量比采用Sus316L时分别下降17%和19%,最大热应力分别降低12%和16%.因Sus430不锈钢价格低廉,且有很好的防腐性能,所以Sus430不锈钢比较适合真空泵屏蔽电动机.     

深井巷道围岩应力场、应变场和温度场耦合作用研究

建立了耦合条件下岩体的应力-应变关系,推导出不同变温范围条件下巷道围岩的应力和应变.实例计算表明巷道围岩在耦合情况下比非耦合情况下的切向应力、周边位移、破碎区和塑性区半径都有较大的增加,并提出了提高耦合条件下改善巷道围岩体稳定性的措施.     

深井巷道围岩应力场、应变场和温度场耦合作用研究

建立了耦合条件下岩体的应力-应变关系,推导出不同变温范围条件下巷道围岩的应力和应变.实例计算表明:巷道围岩在耦合情况下比非耦合情况下的切向应力、周边位移、破碎区和塑性区半径都有较大的增加,并提出了提高耦合条件下改善巷道围岩体稳定性的措施.     

基于ANSYS汽车盘式制动器温度场和热应力数值模拟

基于ANSYS建立了某汽车盘式制动器三维实体模型,分析了不同制动工况下盘式制动器的温度场和热应力,还分析了离心力与压应力和摩擦切应力分别作用下的应力分布.结果表明：热应力远大于其他应力的作用,这在分析盘式制动器失效时起着主导作用.运用循环迭代法进行温度场模拟,分析显示摩擦区温度是震荡上升、存在明显的尾迹且其显著大于非摩擦区温度.采用间接耦合法将温度场结果作为应力场载荷分析的热应力,结果显示：热应力呈现交变应力状态且幅值较大,摩擦区周向应力明显大于径向应力,制动盘凸台连接处应力很大.     

盘式制动器摩擦温度场的数值模拟

采用COMSOL Multiphysics模拟盘式制动器制动过程的三维瞬态温度场,研究了制动盘和摩擦片的温度分布情况以及它们的热物性参数对摩擦副温度场的影响。结果表明:盘式制动器在制动过程中的高温时刻,高温处在沿盘转动方向与摩擦片滑出的区域;制动盘表面温度从高温度区域沿制动盘转动方向递减,摩擦片表面温度沿盘转动反方向递减;制动盘和摩擦片的径向温度最大值出现在摩擦区域的中部位置,而外径和内径处温度较低,轴向方向都由摩擦面表层向内层方向递减;增大制动盘或摩擦片的某一热物性参数均可降低摩擦副表面最大温度值,但制动盘相对摩擦片,其导热系数、比热容和密度对摩擦副温度值的影响要大得多,研究内容可为制动器的结构设计及材料的选择提供参考。     

大体积混凝土温度场及温度应力的有限元分析

结合工程实例,采用ANSYS有限元软件对大体积混凝土浇筑及冷却过程中的温度场及温度应力进行了模拟,通过APDL语言编写程序控制了模拟过程．分析结果与工程计算及实际测试结果相近,验证了所建模型与选取参数的正确性,保证了运用ANSYS研究大体积混凝土水化热影响参数的可行性．分析发现：混凝土温度峰值与最大拉应力与浇筑温度呈正相关;采用低热量水泥时,可降低温度峰值、推迟峰值出现时间,并降低结构温度应力;环境温度变化时,温差成为关键因素,应根据实际情况制定季节性施工方案．     

预应力混凝土箱梁温度场及温度应力现场测试研究

根据现场测试结果,分析了预应力混凝土箱梁水化热产生的温度场以及温度应变随时间的变化规律。水化热温度时程曲线包括升温阶段、恒温阶段、迅速降温和缓慢降温四个阶段。水化热温度峰值随着入模温度的升高而增大,其变化规律近似符合线性关系。实测数据显示水化热温度应力可能导致混凝土结构开裂。此外,通过现场连续观测得到日照温度梯度的非线性分布规律及日照温度应力的变化规律。测试结果表明中国现行公路桥涵规范中不考虑底板的温度梯度是偏不安全的。结合分析结果,提出了预防温度裂缝的措施。研究结论可为预应力混凝土箱梁桥的设计和施工提供参考。     

耐火材料制品的温度和热应力分析研究

针对两种典型耐火材料制品,利用有限元分析软件,使用APDL语言编写程序,研究了其钢包和中间包的温度和热应力分布规律.同时对其结构进行了优化,优化后的效果明显,有效地提高了其使用寿命.     

三向应力状态应力分析图解新方法

给出求解与任何主平面都不垂直的斜截面上之应力的图解新方法,与现行的图解法相比,它不仅能求出斜截面上剪应力的大小,还能求解出剪应力的方向,并且作图简单。     

三维应力状态下高温低周疲劳寿命评价

通过对具有预裂纹的圆柱形带缺口试件的高温低周疲劳试验，并借助于带有非硬化区的双曲面模型程序，进行了轴对称问题的循环应力、应变计算．探讨了裂纹扩展寿命用当量应交范围表征的可能性．研究表明，三维应力状态下裂纹扩展期的寿命可以采用当量形式的Ｍａｎｓｏｎ一Ｃｏｆｆｉｎ公式进行表征．     

枪管温度场和热应力的研究

目的　研究大口径高射机枪在连续发射过程中枪管的温度场和热应力、应变的变化规律 .方法　利用有限元分析法 ,通过物理模型和有限元模型的建立以及边界条件的处理等 ,在数值上对枪管的温度、温度梯度和热应力、应变变化规律进行分析 .结果　得出大口径高射机枪在连续发射过程中 ,距内膛不同距离上的温度、温度梯度、温度等效应力、应变和全等效应力、应变随时间的变化规律 .结论　在连续发射过程中 ,热作用对管壁中应力应变的影响是先由次要因素上升为主要因素的 ,而非一开始就是其主要影响因素 .所以在连续发射时 ,热作用是枪管壁内应力、应变的主要来源 ,也是枪管破坏的主要原因 .