柴油机活塞热冲击问题有限元分析

利用Galerkin法原理,建立了轴对称热冲击问题的有限元方程,以PA6-280柴油机活塞为例,进行了数值分析,对其热冲击期间应力变化规律做了分析和讨论,其结果表明,本文理论为研究活塞的热冲击及热损伤机理提供了数值分析方面的基础。     

Two-Variable Refined Plate Theory for Thermoelastic Bending Analysis of Functionally Graded Sandwich Plates

The thermoelastic bending analysis of functionally graded sandwich plates using the two-variable refined plate theory is presented in this paper. Unlike any other theory, the number of unknown functions involved is only four, as against five in case of other shear deformation theories. The theory presented is variationally consistent, has strong similarity with classical plate theory in many aspects, does not require shear correction factor, and gives rise to transverse shear stress variation such that the transverse shear stresses vary parabolically across the thickness satisfying shear stress free surface conditions. The sandwich plate faces are assumed to have isotropic, two-constituent material distribution through the thickness, and the modulus of elasticity, Poisson's ratio of the faces, and thermal expansion coefficients are assumed to vary according to a power law distribution in terms of the volume fractions of the constituents. The core layer is still homogeneous and made of an isotropic ceramic material. Several kinds of sandwich plates are used taking into account the symmetry of the plate and the thickness of each layer. The influences played by the transverse shear deformation, thermal load, plate aspect ratio, and volume fraction distribution are studied. Numerical results for deflections and stresses of functionally graded metal–ceramic plates are investigated. It can be concluded that the proposed theory is accurate and simple in solving the thermoelastic bending behavior of functionally graded plates.     

活塞热冲击有限元分析

在热冲击试验的基础上,采用ANSYS软件对活塞在高、低周波矩形热冲击模式下的温度响应、热应力进行了计算和分析。计算结果表明:在高、低周波热冲击下,活塞的温度响应有着不同的特性。计算结果对活塞热疲劳分析有着重要的参考价值。     

基于有限元的增压器背盘变形分析

背盘是影响增压器质量的重要因素.利用有限元方法分析某型增压器背盘产生较大变形的原因及其背盘结构改进的方向.首先分析了背盘在正常条件下的变形,然后分析了在不正常手持时的背盘变形,最后分析了不正常装配是否会产生较大变形.通过上述几种分析结果获得了该背盘大变形的原因及解决办法.     

工业锅炉平管板和凸形管板结构的有限元分析比较

通过利用有限元方法对工业锅炉管板进行定性的分析,得出工业锅炉常用两种类型的三种管板在同样尺寸规格和受力条件下的变形和应力分布,以及最大应力数值和位置.并对三种管板的应力分布情况进行了比较,为工业锅炉管板的设计计算提供了一定的参考依据.     

锅壳式锅炉管板应力有限元分析及优化设计

针对某锅壳式锅炉管板的结构仿真分析和强度计算问题,根据相关的理论和方法建立了有限元仿真模型,并采用通用有限元软件ANSYS Workbench的结构静力分析模块进行应力计算,得到了管板的变形云图和应力云图。在结构分析的基础上,根据相关强度理论和材料标准对模型进行应力结果的评定和分析,结果显示,所有部件满足强度要求并且留有较大的设计余量。在保证强度要求的前提下,对锅炉的锅壳和管板进行结构优化,减少了锅炉的整体重量并降低了材料成本。     

在温度和机械载荷作用下活塞应力与变形的三维有限元分析

根据有限元法解得的温度场，。利用微机对ω型燃烧室的柴油机活塞进行温度载荷和机械和作用下应力和变形的三维有限元分析。单元网格划分中采用了３１８６个节点、２２１０个８节点六面体等参元，将计算输出的各单元形心的六个应力分量换算为三个主应力分量，再选择合适的插值求得各节点的主应力分布。     

柴油机活塞热应力轴对称边界元数值分析

本在推出轴对称热应力问题的边界积分方程的基础上采用２次等参插值函数将边界积分方程离散为边界元方程，进一步运用开发的程序分析了某１３５柴油机活塞的热应力场，分析结果表明边界元法在动力机械零部件热应力问题的分析中，与其它数值方法相比，具有计算精度高，数据准备简单和计算时间少等独特的优点。     

Thermal Bending Analysis of Doubly Curved Composite Laminated Shell Panels with General Boundary Conditions and Laminations

Thermal bending analysis of doubly curved laminated shell panels with general boundary conditions and laminations is presented. The equations of equilibrium are derived in the form of two coupled sets of ordinary differential equations based on a general shell theory and solved through the state-space approach in a repeated manner. It is depicted that the results of the present method are in great agreement with analytical solutions. Cylindrical shell panels with general boundary conditions and laminations, where no analytical solution is available, are solved. It is found that the present method exhibits a high convergence rate as well as presenting accurate results in all cases.     

钢板横向感应加热磁-热耦合的有限元数值模拟

采用电磁-热耦合二维有限元法模拟钢板感应加热,得到了加热频率和电流密度对加热时间、加热速度和温度均匀性的影响。结果表明,采用U型线圈加热钢板,可以形成一个完整的磁回路,符合感应加热钢板的要求;频率增加能够缩短加热时间和扩大钢板温度的温差;而电流密度增加,加热时间缩短,其对温度均匀性的影响则随电流增加温差增大。     

超临界汽轮机高压缸有限元热应力分析

应用有限元分析程序对超临界600MW汽轮机高压缸方案进行三维有限元应力分析,提出采用带有一半圆槽的新型高压隔板套设计方案,可有效降低高压隔板套应力,采用椭圆形汽封结构形式,既可避免动静之间产生碰磨,又能使轴封和隔板汽封有较小的间隙,提高机组热效率,为超临界机组的研究与开发提供理论依据。     

基于有限元的柴油机油底壳加强板的振动分析与结构控制

本文采用有限元分析和实验模态分析方法对带有加强板的油底壳的振动进行分析。在该模型基础上，通过改变该模型的加强板结构来进行改进。结果表明，改变加强板结构可以减小油底壳的振动，进而降低了发动机的噪声。     

柴油机气缸盖热负荷模拟计算与结构改进

以YZ4105QF柴油机热负荷为研究对象,利用热电偶测试技术,测量了标定工况下YZ4105柴油机气缸盖温度。在此基础上,利用Pro／E三维造型软件建立了气缸盖的三维实体模型,确定了相应的换热边界条件;利用大型有限元分析软件ANSYS计算分析了气缸盖的温度场和热变形,并对气缸盖的结构提出了改进措施。     

船坞坞口变截面底板应力及沉降有限元分析

以江苏省某干船坞坞口为例,在考虑了翼墙与底板、底板与地基共同作用以及闸门对水平水压力的传递作用下,采用ABAQUS有限元软件对带翼墙船坞坞口底板进行了三维有限元模拟,分析了变截面底板的最大主应力、Tresca应力及底板沉降位移量。结果表明,闸门关闭时,闸门与翼墙连接处的最大拉应力大于混凝土的抗拉强度;闸门开启和闸门关闭时,船坞坞口底板变截面处的应力区别很大,变截面底板的最大主应力满足混凝土的抗拉强度,但Tresca应力在坞口变截面位置大于混凝土的抗剪强度,底板顶层与底层对应位置的Tresca应力分布基本一致(变截面除外);船坞坞口土体沉降位移较大。可见船坞闸门与翼墙连接处的最大拉应力、底板变截面处的Tresca应力及船坞坞口土体沉降位移应引起足够重视。     

柴油机活塞温度场试验研究及有限元热分析

对改进的ZH1105W型柴油机缩口四角ω燃烧系统,利用热电偶法实测了标定工况下活塞顶面、侧面和内腔共16个特征点的温度.用Pro/E建立活塞几何模型,选取热结构耦合单元,并对模型网格进行了优化,结合试验值对活塞进行热分析计算,得到活塞三维温度场、热应力场和变形.计算结果表明,在标定工况下,活塞最高温度出现在燃烧室喉部达到310.7℃,最大von Mises热应力出现在排气一侧的回油孔顶部,为68.4 MPa,最大热变形量出现在活塞顶面边缘排气口侧,达到0.328 mm,这为活塞的结构改进和优化提供了依据.     

锚固板的受力分析

锚固板是汽轮发电机组滑销系统重要元件之一,通过分析作用在锚固板上的载荷,计算其应力从而确定锚固板关键尺寸,保证其具有合适的安全裕度。     

汽轮机转子热应力有限元计算隔离体模型精度研究

有限元计算汽轮机转子热应力时,计算速度和精度受到计算机性能和网格密度的限制。采用合理的隔离体模型对加快计算速度与保证计算精度有重要意义。利用某型1 000MW汽轮机高压转子模型,计算了整体转子模型及不同隔离体模型在机组启动工况下的热应力,探讨了隔离体模型选取的可行性。计算结果表明,合适的隔离体模型完全可以代替整体转子模型进行热应力计算。采用隔离体模型省去对汽轮机各级蒸汽参数的计算,仅需计算隔离体所包含的前几级蒸汽参数,且计算过程中大大简化了边界条件的输入,在保证结果精度的前提下,提高了计算效率。     

基于Pro/Mechanica的活塞热结构3-D有限元分析

将活塞简化为对称构件,采用1/ 4 模型,以Pro/Mechanica为分析平台,运用有限元分析方法分别完成了内燃机活塞在热载荷和机械载荷作用下温度场和应力场分析,并在此基础上对活塞进行热和结构耦合分析,仿真结果可为活塞优化设计提供一种简明而有效的新思路.