高速电主轴热-结构耦合及选材分析

高速电主轴热变形问题一直是影响加工精度的重要因素。为降低电主轴的温升和轴向热伸长量,对某电主轴的热源及热边界条件进行分析,利用ANSYS Workbench软件进行热-结构耦合仿真,得到电主轴温度场和热结构耦合场;搭建实验台测试电主轴系统的温度场和轴向热伸长,验证有限元模型建立的正确性。最后选用38CrMoAl、ZrO₂、Si₃N₄、玻璃陶瓷作为主轴材料进行热-结构耦合对比分析。结果表明：陶瓷材料在热态性能方面优于钢材,玻璃陶瓷材料热态性能最好。     

多晶硅铸锭炉隔热笼的优化及热-结构耦合分析

为了降低铸锭炉内隔热笼的热变形,对隔热笼结构进行优化,并利用有限元ANSYS Workbench软件对优化前后隔热笼模型进行热-结构耦合计算。结果表明,通过结构优化可以减小隔热笼的热变形,提高隔热笼的使用寿命,给实际生产提供理论指导。     

周盘式制动器热-结构耦合分析及实验研究北大核心

对后驱动单轮周盘式制动器进行了研究,探究周盘式制动器的生热机理,建立热-结构耦合仿真分析,预测制动器可能出现的失效形式。在试验台架上进行了连续制动实验,为新型制动器提供理论和实践的支撑。通过定时记录不同测量点的温度变化,结合台架实验可以看出,随着循环制动的进行,每次制动周期的最高温度基本上呈梯度式增加,而且实验和仿真结果基本吻合,实验和有限元仿真的最大误差为8.29℃,验证了有限元分析的可靠性,为之后的生产设计和整车实验提供理论依据和实验支撑。     

基于ANSYS Workbench的数控车床主轴系统热-结构耦合分析

在有限元法与热应力学分析基础上,建立数控车床主轴系统的有限元模型,计算主轴系统热特性分析的边界条件.利用有限元分析软件ANSYS Workbench对主轴系统进行热-结构耦合分析,得到主轴系统的温度场分布和热变形,通过实验验证模型的正确性.同时计算不同主轴转速对主轴系统温升及热变形的影响,分析结果为主轴系统的优化设计及误差补偿提供了一定的依据.     

基于热-结构耦合的某液压动力转向器结构有限元分析

液压助力转向器在汽车上有着广泛的应用.由于液压油长时间的流动会使转向器温度升高,将有可能影响到汽车的操稳性能.以某循环球式液压动力转向器为研究对象,采用有限元方法,建立转向器热-结构耦合分析模型并进行了求解,对比分析了有无温度载荷时转向器各零部件刚度的变化.结果表明:温度对转向器各零部件的变形有一定影响,但不会影响到转...     

轮带式连铸机结晶区的热-结构耦合分析

针对轮带式连铸机结晶轮外圈材料选取,利用有限元分析软件建立轮带式连铸机结晶区的三维瞬态分析模型,并进行热-结构耦合仿真,分别得到了结晶区的温度场及应力场分布规律。对比了用Cu和40Cr制结晶轮外圈时,结晶区的温度场、应力场分布的情况。结果表明,用Cu制结晶轮外圈时,铅液的凝固速率较快,结晶轮外圈最大应力较小;用40Cr制结晶轮外圈时,铅液的凝固速率相对较慢,外圈最大应力较大。在相同的连铸速度下,由于Cu质地软,易磨损和刮伤,使用寿命较短,而40Cr质地硬,耐磨损和抗刮伤性能较好,使用寿命较长。     

复合式镗铣加工中心热-结构耦合分析与研究

以TX1600镗铣加工中心镗削系统为研究对象,针对由热载荷和结构载荷引起的变形问题,建立了系统的热-结构耦合模型,分析了滑枕不同行程时系统的变形,得出镗削系统的变形量随滑枕行程的变化规律,并提出一种经济有效的误差补偿机构,显著地提高了机床的加工精度。     

铁液脱硫搅拌器的热-结构耦合分析与优化

针对某炼铁厂脱硫搅拌器服役寿命短和设计周期长等问题,从降低耐火材料最大应力值和提高寿命的角度出发,采用正交试验法进行结构优化。基于有限元软件对正交试验设计的方案进行热-结构耦合应力场分析,得到各组方案下搅拌器耐火材料的最大应力值,通过极差分析获得了最优的参数组合及各个参数不同水平对最大应力值的影响程度,顺序从大到小为:迎铁面偏移角、叶片过渡圆弧半径、背铁面偏移角、叶片直径、叶片端面倾角。结果表明,优化后的搅拌器耐火材料最大应力值由优化前的56.22 MPa减小为35.66 MPa。正交试验法能为提高搅拌器寿命和优化设计提供理论指导。     

电动静液作动器热特性分析与结构优化

电动静液作动系统(Electro-Hydrostatic Actuator System,EHAS)是多电飞机关键子系统之一,系统结构紧凑,换热能力差,影响飞行安全,因此EHA热特性研究是一个具有现实意义的课题。通过对EHA整体结构进行简化处理,得到热特性分析模型,运用有限元仿真软件进行热特性仿真。对比实验结果,验证了该分析方法的准确性,并提出了结构优化方案。通过优化建模,运用仿真得到优化后模型的热特性,并与原模型特性对比得出,EHA结构整体稳态热分析最高点温度降低29.5%,瞬态分析最高点温度降低22.3%。该研究为求解EHA热特性提供了一种方法,对现有EHA的结构布局提出一种优化改进方案,提升了EHA的热特性,有助于电作动新产品的开发设计。     

基于热-结构耦合的叠层金凸点应力分析

建立了叠层金凸点三维有限元分析模型,通过Isight软件对该模型进行了热-结构耦合分析,获取了热-结构耦合条件下叠层金凸点等效应力的分布规律,分析了叠层金凸点结构尺寸变化对应力的影响,通过方差分析获得了下层凸点直径、下层凸点高度、上层凸点直径、上层凸点高度因素对应力影响的显著性.结果表明,最大应力点都出现于远端角落处的凸点,随着凸点高度的增加,最大应力值逐渐减小.在置信度为90%的情况下,下层凸点直径对应力有显著影响,因素显著性排序为,下层凸点直径最大,其次为上层凸点直径,再次为下层凸点高度,最后是上层凸点高度.     

基于热-结构耦合模型的高速电主轴温升特性分析与实验研究

为解决热变形对主轴寿命及加工精度的影响,对高速电主轴的温升特性进行研究。首先建立了电主轴的热 结构耦合模型,然后利用ANSYS软件进行热态模拟,分析稳态温度场的分布以及电主轴的热变形情况,最后探讨了主轴转速与切削力的变化对电主轴温度的影响。研究结果表明：所用方法可有效模拟电主轴工作过程中温度场分布以及热变形,仿真与实验结果基本一致,为电主轴温度控制提供参考。     

AgNi10触头材料闭合接触阶段的热-电-力耦合分析及实验研究

建立了描述直流闭合接触阶段AgNi10电接触材料受热-电-力耦合作用的数学模型,通过有限元法采用顺序耦合方式计算了固定接触阶段AgNi10触头材料接触区的温度场、应力应变场等,计算过程考虑了材料物理力学特性随温度的变化、接触电阻以及符合实际工作环境的边界条件等。结果表明:电流密度沿接触区域非均匀分布,形成环形热源;在热-电-力耦合作用下,热应力集中区由接触中心向触头内部扩展,同时,接触界面的边缘处也出现了热应力集中区,热应力集中区容易成为裂纹源,这一计算结果与实验现象基本一致。     

多层套扁挤压筒的热-力耦合有限元分析及结构优化

基于ANSYS软件,采用间接法对多层套扁挤压筒进行了热-力耦合数值模拟,分析了扁挤压筒在内压、预紧力及热载荷作用下的温度场和应力场;通过正交实验法,分析了工作内压、过盈量、衬套数、内孔尺寸、整体尺寸及材料对扁筒中热应力的影响。结果表明:各层套的温度分布不均匀,呈现出由外衬套向内衬套增大的趋势,且外层的温度分布比内层与中层均匀;热应力的存在使扁筒的等效应力更均匀;增大工作内压和过盈量会使扁筒的等效应力和接触应力均增大;选取三层套、合适的内孔和中衬的尺寸以及经济合理的模具材料更有利于提高筒的装配效果和降低其等效应力。模拟分析获得了较为合理的工艺参数,为优化扁筒的结构设计和装配提供了参考依据。