流固耦合动态测试的研究

本文对流固耦合动态测试进行了深入地探讨,较好地解决了当前类似实验中较为困难的水下激振、拾振等问题。利用压电晶体片激振和拾振集于一身的特点,对结构进行了多点激振与拾振,一方面避免了测试中单点激振和拾振常出现的部分模态遗漏,另一方面对不同工况下各点间的相位进行测试,以期确定水上和水下同阶模态。本文对悬臂矩形板和循环对称结构进行了测试,结果表明,所设计的实验具有性能稳定、信噪比高、测试频带宽等优点。     

基于流固耦合的液压缸碰撞研究

针对经典碰撞模型的局限性,通过采用缸筒弹簧模型,建立了新型液压缸碰撞模型;通过构建描述液压缸碰撞的流固耦合方程组,利用有限元软件ADINA分析了有无流体及不同负载力对液压缸碰撞位移、速度和应力的影响,分析结果表明流体对于液压缸碰撞具有明显的阻尼作用。     

流固耦合对静压溜板承载性能影响分析

对重型机床静压溜板承载部位进行流固耦合分析,通过建立以雷诺方程和有限元计算为基础的流固耦合模型,分析了开式定量静压油垫的油膜刚度受供油流量、负载和材料特性的影响规律。将计算结果与不考虑流固耦合特性的分析结果进行对比,结果表明:在供油流量相同条件下,考虑流固耦合特性的油膜刚度相对不考虑流固耦合特性的油膜刚度下降更严重,所以,流固耦合特性对油膜刚度的影响不可忽视。     

液压颤振器的流固耦合振动研究

介绍了一种液压颤振器的结构和工作原理,采用ANSYS Workbench、CFX和AMESim联合仿真,对颤振器流固耦合振动进行了CFD数值模拟,分析了颤振过程中的耦合场。实验研究发现,单作用颤振液压缸的流固耦合振动与双作用液压缸颤振结果有较大区别。     

流固耦合影响下内啮合齿轮泵功率损失研究

针对理论计算难以获得精确的内啮合齿轮泵功率损失问题,利用Fluent和Adams分别计算了内啮合齿轮泵流场压力特性和压力载荷作用下内啮合齿轮泵动力学性能,通过实时数据传递建立内啮合齿轮泵单向流固耦合模型,得到耦合作用下内啮合齿轮泵的摩擦功率损失以及不同油液温度、工作压力及转速下功率损失的特性曲线。结果表明:功率损失随油液温度、工作压力和转速的增大而增大,油液温度和转速对其影响较大,工作压力的影响较小;考虑流固耦合作用计算得到的功率损失更接近于试验数据,比未考虑流固耦合作用时的情况更加精确。     

基于流固耦合理论的高速齿轮箱内部流场数值分析

利用Pumplinx软件,对高速动车组驱动齿轮箱内齿轮啮合过程中润滑油分布规律和齿轮箱内部压力场变化规律进行数值分析。使用RNG k-ε湍流模型和动网格模型建立基于流固耦合理论的齿轮箱内部流场的VOF两相流模型,对其进行数值模拟,并对关键节点压力进行监测,对比分析不同齿轮参数对箱体内部流场的影响。结果表明:在齿轮啮合区与从动齿轮左下方有漩涡出现;在啮合区的出口处压力有较大波动,稳定时啮入点压力在正压范围内波动,啮出点压力在负压范围内波动,通气孔处压力波动较大且无规律可寻;齿轮转速越快、齿轮越宽,箱体内部压力波动越大,合理降低转速和齿宽,有利于实现内部流场压力的均匀分布。通过数值仿真和监测关键位置可以得到齿轮箱内部流场的两相流分布和压力场变化规律,可为齿轮箱结构的合理设计与润滑油的合理配置提供的理论依据。     

液压支架立柱的流固耦合分析

采用直接耦合法对液压支架立柱的活柱部分进行了静力学的流固耦合分析,并对比了没有流体时立柱的受力状况,直观地显示了流固耦合对立柱的影响。     

磁流体惯性传感的磁流耦合机理及流固结构

在磁流体惯性传感结构中,磁流耦合效应对传感特性有直接影响.通过推导磁流耦合公式、分析固壁界面效应以及评价阻尼影响因素,实现了传感结构中磁流固分析.基于经典流体动力学理论,视磁流体为非极性流体,联立解算了耦合效应下磁流体力学方程.对理论方程进行分步建模,建立不同域积分变量,完成不同结构传感运动块的磁流阻力分析及数值计算.流固数值计算及实验结果表明:理论推导与实验结果相符.在磁性控制下粘度对流阻影响幅度较大,2槽和6槽结构圆柱在重力作用下自由下落时间分别为0.39 s和0.46 s,多槽结构在减少极端压差的同时能够补偿流阻损失,可以达到增阻和减少位移的效果.     

基于流固耦合的液压支架力学仿真研究

液压支架的一系列动作是通过乳化液驱动液压缸来完成的,但是液压支架的研发很少考虑乳化液的影响,有必要采用流固耦合方法对液压支架进行分析.以ZY6000/25/50型液压支架为例,基于Pro/E建模软件建立三维虚拟模型.采用单向流固耦合方法对立柱在冲击载荷下进行有限元分析.通过有限元接触仿真获得了液压支架整体机的应力和位移...     

多工况下离心压缩机叶片承载的流固耦合效应分析

针对国内某大型离心压缩机叶轮叶片利用流固耦合技术,通过求解流体和固体的耦合方程,对冬季和设计工况下的叶轮叶片的应力应变分别进行了计算分析。理论分析表明,叶轮叶片的应力主要由离心力引起的拉应力和气动载荷引起的叶片弯应力构成。数值计算表明：对所研究的离心叶轮而言,离心力产生的拉应力是构成叶片应力的主要因素,而气动载荷引起的叶片应力相对较小;但单独进行力学分析其危险工作面的位置会发生变化,计算结果显示应力应变异常区域与实际叶片发生断裂的部位相一致。本文研究结果为实际运行发生事故的原因分析提供一定的依据。     

基于流固耦合的轴流泵叶轮结构分析

为了准确计算轴流泵叶轮的应力分布状况,采用了FLUENT软件与ANSYS软件协同仿真的方法。基于FLU-ENT,N-S控制方程与标准k-ε湍流模型对轴流泵全流道进行了三维流动计算,通过Workbench流固耦合技术传输数据,应用ANSYS对轴流泵叶轮进行了结构计算。通过数值分析,确定了叶片应力集中区域,得出了叶片应力从叶顶到叶根逐渐增大的分布规律。计算结果为轴流泵叶轮的优化设计提供了有利的依据。     

流固耦合模型的适应性POD降阶方法研究现状

复杂流固耦合结构的仿真优化问题是优化领域的一个难题。其庞大的计算成本需要模型降阶技术来解决,介绍了流固耦合降阶过程中本征正交分解方法的原理,总结了几种适应性POD方法,简述了适应性降阶模型在流固耦合结构优化问题中的应用情况。     

基于SolidWorks流固耦合对闸阀阀体结构分析和优化

对闸阀阀体结构强度进行分析,使用SolidWorws三维软件生成闸阀阀体的三维模型,运用Simulation模块直接对阀体进行结构分析,得出阀体的受力状态;再利用流固耦合的方法对阀体进行结构分析,分别对两种方法进行优化分析。结果表明,流固耦合方法的最大应力更小,优化裕量更大。     

球形止回阀关闭过程流固耦合特性研究

针对现有球形止回阀在关闭过程中结构变形较大,采用FLUENT动网格技术与瞬态动力学进行联合仿真,建立球形止回阀三维模型,通过UDF函数对阀后突然停泵,阀芯关闭过程中管路应力应变情况进行分析。结果表明:阀门关闭后,由于水锤原因引起管道内压力升高,管道内的压力随着时间推移而向上游传播,并且随着传播距离的增加管道内压力值越来越小。在此基础上建立监测点对具体位置上材料的Von-mises应力变化分析,得到在阀门关闭初始时刻和即将闭合时刻的变形最大。     

承载力自适应HTS列车承载特性研究

为解决高温超导磁悬浮(HTS)列车与轨道间隙受负载或扰动影响会发生变化的问题,给出了一种承载力可自适应的高温超导磁悬浮列车结构模型,阐述了其承载力可自适应调节的工作原理,在此基础上研究了承载力计算方法、分析了承载力影响因素.研究结果表明:承载力具有明显的磁滞特性,承载力随超导体与永磁环间隙减小而增大,永磁环在每一个结构...     

基于CFD的水润滑斜－平面瓦推力轴承承载能力分析

水润滑斜-平面推力轴承用水作为润滑介质,传统油润滑斜-平面推力轴承的计算公式及图表不再适用。基于计算流体动力学(CFD)理论,建立不同的水膜润滑模型并进行仿真计算,在水槽尺寸一定时,分析最小水膜厚度、瓦块中径上瓦斜面升高比、瓦块中径上斜面和平面之比以及转速对某斜-平面瓦推力轴承承载力的影响。结果表明:水膜的厚度是影响水膜承载力的主要因素,水润滑斜-平面瓦轴承轴向承载力随着水膜厚度的减小而增加;当水槽尺寸、最小水膜厚度以及转速一定,瓦斜面占长比为0.7、瓦斜面升高比为2时,轴承承载能力最大;在靠近水槽的轴承壁面上产生了空化现象;对于某个特定结构的轴瓦,推力环转速的变化不影响水膜压强中心的位置。     

关节型机械臂高承载轨迹规划方法研究

针对关节型机械臂普遍具有负载自重比低的问题,提出了两种提高机械臂承载能力的轨迹规划方法。第一种为轨迹生成法,将运动过程分段,借助正确的动力学模型选取每段运动过程中的关节加速度值,然后,将所有的加速度值进行组合,生成一组力矩平滑的运动轨迹,避免了运动过程中出现过大的关节力矩峰值。第二种为轨迹优化法,预先选取一种标准预定义运动曲线作为运动轨迹,使用遗传算法优化运动曲线的参数,将机械臂的关节力矩峰值降到最低,同样避免了出现过大的关节力矩峰值。经过Adams仿真发现,相比于其他常用的各种轨迹规划方法,这两种方法明显提高了机械臂的承载能力。最后,通过实验,验证了所述方法的正确性与有效性。     

基于流固耦合的橡胶O形圈密封泄漏计算方法*

提出一种基于流固耦合的橡胶O形圈静密封泄漏计算方法。对平行平板泄漏模型进行改进,使其适用于通道截面高度可变的泄漏率、介质压力计算;采用有限元仿真方法进行固体力学分析,求解宏观接触压力;采用Greenwood-Willamson模型进行接触力学分析,求解泄漏通道平均高度。基于数值方法研究介质压力、环境温度、表面形貌参数对橡胶O形圈密封性能的影响规律。结果表明,随着介质压力、环境温度、表面高度分布标准差的增大,体积泄漏率逐渐增大。上述数值方法以泄漏率作为表征密封性能的参数,能综合考虑橡胶材料、介质、工况等多种因素对O形圈密封性能的影响,对橡胶O形圈的寿命预测和失效分析更具指导意义。     

基于无网格法径向滑动轴承的承载能力分析

采用了无网格法来求解滑径向动轴承的无量纲油膜压力分布。此无网格法是基于径向基函数插值的配点法。在构造径向基插值时添入了线性多项式,避免了奇异性和提高了精度。将此方法计算出的结果和经典结果进行了比较,验证了此方法的可行性。并对某一给定参数的滑动轴承的油膜压力和承载能力进行了计算。     

分层对复合材料机械连接结构承载能力的影响

复合材料是利用各种材料制备技术将多种材料组合在一起,以实现材料性能的大幅度提升。复合材料在现代社会中的应用十分广泛,在各种工业领域或制造领域中,复合材料的优秀性能可以为产品设计提供更多的可能性。机械连接是一种常用的复合材料连接方式,机械连接结构的承载能力将直接决定复合材料的性能。但是,分层对于承载能力的破坏能力是巨大的。所以,本研究以分层现象为主要示例,探讨各类因素对复合材料机械连接结构承载能力的影响。