基于ANSYS的平板焊接热-结构耦合场数值模拟

采用ANSYS软件对平板焊接过程进行了数值模拟分析,通过APDL语言编写程序,建立平板对接有限元模型,利用体生热率热源模型和“生死单元”法动态模拟了焊缝金属的熔覆过程,最后对焊接过程的温度-应力耦合场进行了模拟。后处理时,通过选择不同方向上的路径进而得到对应的热结构耦合场中的温度变化曲线和残余应力分布曲线,结果显示与实际焊接过程规律相符,为工程实际中焊接模拟的可靠性分析提供了有益参考。     

制动鼓的热-结构耦合分析

以有限单元法与结构力学、热分析理论为基础,利用ANSYS对制动鼓在几种典型制动工况下进行瞬态热分析,根据制动鼓的受力情况和热分析结果对紧急制动工况下进行静态热-结构间接耦合分析。较准确地反映了制动过程中制动鼓的温度场和制动结束时应力分布情况,为制动鼓的材料选择、尺寸设计提供了一定的理论依据。     

盘式制动器摩擦片热-结构耦合分析

采用间接耦合法对盘式制动器摩擦片进行热-结构耦合分析,较准确的反映了整个过程中摩擦片的瞬态温度和应力变化情况.最后得到了制动过程中摩擦片受温度、制动压力、摩擦力共同作用的强度分布.为摩擦片的材料选择,尺寸设计提供了理论依据.     

基于热-结构耦合的轧机压下螺纹副强度分析

基于Ansys有限元软件建立了轧机压下螺纹副的三维模型,计算了常温下压下螺纹副结构的承载特性,通过提取出每扣螺牙等效应力的最大值,验证了轧机压下螺纹副螺牙根部的等效应力分布呈U形的规律。利用间接耦合法分别计算了60℃、100℃温度下热-结构耦合的螺纹副承载特性,对比了不同温度下压下螺纹副螺牙根部的等效应力及螺牙面的接触压力。结果表明,接触压力及等效应力的最大值均发生在第1扣螺牙;当温度为100℃时,压下螺母等效应力的最大值接近于螺母材料的屈服极限。     

基于热-结构耦合的热水循环泵结构强度研究

热水循环泵广泛应用于各种增压设备,其结构是否安全可靠关系到整个机组能否正常运行。采用热-结构耦合分析方法检验热水循环泵结构的可靠性。以该泵外特性试验为基础,分别计算不同介质温度情况下流体域压力和温度,结构的温度、等效应力和总变形,并比较不同介质温度对各个量之间的影响。根据第四强度理论对泵壳结构强度校核分析。结果表明,介质温度变化对温度载荷引起的应力及变形影响大于压力载荷所引起的,在介质温度高于常温的结构分析过程中不可以忽略温度影响;随着介质温度的升高,泵结构的温度值随之增加,支架的温度高于泵体的,且温度梯度不大;泵体应力集中位于隔舌处,因此在泵体结构设计中隔舌的设计尤为关键。结构强度校核分析得到介质温度为25℃和40℃时,泵壳结构强度满足要求。     

减速器箱体的热-结构耦合分析

首先对整个减速器进行热分析,得到减速器的整体温度场分布。然后再根据减速器箱体所承受静载荷及减温度场分布分析结果对减速器箱体进行热-结构耦合及热-结构加载耦合特性分析。研究结果表明,箱体受到的机械载荷对箱体的最大应力影响较大,而箱体的温度场分布对减速器箱体的最大变形量影响较大。     

大型管壳式换热器热-结构耦合场数值模拟研究

将换热器最严酷工况的表面温度数据添加到换热器的有限元数值模拟模型上,通过导热计算得出换热器各部分的热场分布,然后求出由于热场而产生的变形.将热场产生的变形与换热器结构场载荷而产生的变形进行耦合分析,这样就可得出换热器热-结构耦合场的变形和应力分布,从而验证换热器设计的合理性.     

大型压力锅结构-热耦合有限元分析

大型压力锅由于工作时锅内温度和压力都较高,分析其应力的分布情况时,必须考虑热和结构应力的双重作用。针对食堂及行军使用的旋合式大型压力锅,采用ANSYS有限元分析软件对其进行应力应变分析并对设计进行优化改进。结果显示,压力锅结构设计满足强度要求,并建议在大型压力锅锅体的设计中,应尽量减少突兀、复杂的形状,避免直角、尖角的出现,降低因应力集中带来的安全隐患。     

高精度立式磨床热-结构耦合分析

在有限元法与热应力学分析的基础上,建立了高精度立式磨床整机有限元模型,计算了磨床在加工过程中整机热特性分析的边界条件。利用有限元分析软件ANSYS Workbench对整机进行热特性分析同时对主轴系统进行热-结构耦合分析,得到整机的温度场及对加工精度有主要影响的主轴热变形。分析了影响整机温度分布与主轴热变形的因素,对整机与主轴结构提出了一些热误差补偿建议,分析结果为磨床整机及主轴系统的进一步热特性优化设计及热误差补偿提供了一定的依据。     

基于ANSYS Workbench的热压头热-结构耦合分析

应用三维软件SolidWorks建立某型号热压头三维模型,基于有限元分析软件ANSYS Workbench建立其有限元模型,并对热压头进行热-结构耦合分析,得到了焊接过程中热压头的热变形,验证了温度对热压头焊接精度的影响,为热压头结构的进一步优化设计提供基础。     

O形橡胶密封圈的热应力耦合分析

研究原油高温热采工具 O 形橡胶密封圈在高温高压下的密封特性。借助于大型有限元分析软件 ANSYS,建立 O 形橡胶密封圈及其边界的二维轴对称有限元模型,研究油压、装配间隙和摩擦因数对密封面最大接触应力、剪切应力和 Von Mises 应力的影响,并采用热应力耦合分析方法,分析温度对 O 形密封圈密封性能的影响。结果表明：摩擦因数对应力影响不大,而油压和装配间隙对应力影响很大,过大的装配间隙会造成 O 形橡胶密封圈最大接触应力下降和最大剪切应力上升,造成密封失效;当温度升高时,密封圈最大剪切应力和接触应力相应减小,而最大 Von Mises 应力明显减小,因此应使 O 形密封圈在适当的温度下工作,以确保密封的可靠性。     

多载荷耦合作用下飞机液压管路应力分析

在飞机液压系统高压化、轻量化的发展趋势下,研究液压管路的应力及其规律非常重要。综合考虑内部压力和机体变形载荷的作用,对某型飞机液压系统一段液压管路进行了应力数值计算、仿真分析和试验验证,通过三者的对比与分析,验证了仿真分析方法的正确性,为进行全机液压管路静强度服役性能分析奠定基础。对现代飞机中液压管路设计具有一定的工程实践和理论指导意义。     

基于ABAQUS的刹车盘热应力分析

提出了热应力问题中的物理方程以及热应力问题求解的虚功原理。应用ABAQUS动力学显式热应力耦合分析时机动车刹车盘进行热应力仿真,得出刹车盘受到热应力较大影响的结论。得出了相应的仿真结果,对刹车系统的设计具有参考价值。     

基于有限元法的制动鼓的耦合分析

建立了某中型车前轮制动鼓的三种有限元模型。利用大型通用有限元分析软件ANSYS研究了在机械载荷与温度栽荷作用下的热结构耦合问题。通过对制动鼓模型的热分析、结构分析和热应力耦合分析说明了加筋方式对制动鼓的温度分布、变形及热应力的影响。     

基于电磁技术的油气管道应力检测方法研究

为了实现对油气管道应力的实时监测,提出了一种基于电磁技术的管道应力检测方法.在磁机械效应的J-A模型基础上,对铁磁性材料力磁耦合关系进行数学建模,推导出应力与材料磁导率的函数关系;设计管道应力检测系统,并给出了管道表面漏磁信号与材料磁导率、激励电压和线圈匝数之间的数学关系;搭建管道打压实验平台,对管壁切向应力信号与管壁...     

基于ANSYS Workbench的盘式制动器热-机耦合分析

为进一步研究盘式制动器在制动过程中的行为,在建立盘式制动器热-机耦合简化计算模型的基础上,考虑温度变化对材料物理性能和摩擦因数的影响,运用ANSYS Workbench模拟分析不同制动初速度与不同制动压力下制动盘的热-机耦合特性,并从制动盘径向、周向、轴向等维度对其温度场与应力场进行了研究。结果表明：盘式制动器在紧急制动过程中,温度和应力的最大值与制动初速度和制动压力成正相关;制动初速度和制动压力对制动盘温度场和应力场有较大的影响,其中制动压力对制动盘温度和应力最大值的影响比制动初速度更加明显;制动盘温度与等效应力在圆周上都呈环带状分布,二者具有一致性,制动盘达到温度最大值早于达到应力最大值,二者之间具有耦合特性;制动盘温度在径向和轴向上存在较大的温度梯度,从而引起较大的应力变化。研究结果为探索制动盘温度场、应力场分布规律和制动盘在不同工作状态下的热-机耦合特性提供了参考。     

基于单元生死焊接温度场应力场模拟研究

在用有限元进行焊接温度场的数值计算中，通过“控制单元的生死”来模拟焊缝的形成和焊接热量的输入，利用计算结果对焊接结构的温度场及残余应力进行分析，模拟结果与实测结果吻合较好，表明本计算方法能够准确计算焊接温度场，是一种实用的工程计算方法，对于优化焊接工艺设计具有较好的指导作用。     

基于热应力场耦合的涡旋压缩机动涡盘有限元分析

通过采用有限元方法,运用ANSYS软件,对涡旋压缩机动涡盘受气体力载荷工况和受温度载荷、气体力载荷共同作用工况时进行比较分析,并做不同温度载荷下的耦合分析,得出动涡盘变形和应力分布规律,指出了设计分析中应考虑的重要因素.     

氦气介质干气密封热-流固耦合建模及性能分析

以氦气介质螺旋槽干气密封为研究对象,考虑密封环温度分布、变形与气体性质、膜厚、生热等因素之间的相互作用关系,将流体域和固体域方程耦合,根据密封结构特征设置力、热边界条件,建立用于干气密封性能分析的热-流固耦合计算模型。基于该模型对氦气干气密封进行热-流固耦合分析,探讨不同转速及槽深对密封性能及其他参数的影响规律。结果表明:在研究的参数范围内密封环存在明显的热变形与力变形,会造成间隙形状的明显变化,从而强烈影响密封的泄漏等性能;工况参数和几何参数变化同时影响流场、传热和变形特征,通过各物理场的耦合作用影响密封的性能。建立的该多物理场耦合模型可用于氦气及其他气体介质干气密封的性能预测和辅助结构设计。     

基于SolidWorks的活塞接触压力分析与仿真

活塞与阀座内壁所形成的接触应力及拔出力直接影响活塞的密封性及摩擦磨损等使用性能。利用有限元分析法,得出活塞在静态和动态情况下,接触应力的分布规律,同时分析在改变活塞装配过盈量情况和工作压力的情况下,接触应力的分布与过盈量的选取问题。仿真分析表明,活塞和阀座之间的单边过盈量不能超过0．01mm;当摩擦系数肛为0．05,单边过盈量为0．01inm时的最大拔出力为892．14N,而液压产生的推出力仅为300N,远小于实际所需的拔出力,因此0．01mm的单边过盈量能完全符合使用要求。