基于流固耦合的过滤器罐体强度分析

为保证空气过滤器罐体在高压工况下工作的可靠性,基于ANSYS Workbench有限元分析软件进行单向流固耦合分析,计算出其在峰值压力下的应力与形变量。仿真结果表明,在35 MPa瞬时工作压力下,罐体入口连接处产生最大的应力值为199.05 MPa,小于材料的屈服强度,满足设计要求;罐体上部盖板处最大变形量不超过0.5 mm,满足O型密封圈使用要求。以上方法缩短了过滤器罐体设计周期,并且提供了有效的验证方法,为相关产品的设计提供了参考。     

基于双向流固耦合的冷却风扇气动性能仿真分析

发动机冷却风扇在工作过程中,由于叶片表面压力存在一定的结构变形会对风扇的气动性能产生影响,尤其对大尺寸、高负荷风扇的影响更大。基于Ansys Workbench软件,采用双向流固耦合方法对某型号发动机用冷却风扇的气动性能进行了计算分析,并将其结果和不考虑风扇变形的CFD方法得到的风扇气动性能结果与试验值进行了对比。结果表明:考虑了风扇变形因素的双向流固耦合仿真得到的结果更接近于试验值;采用双向流固耦合方法对风扇气动性能进行计算,可显著降低计算值与试验值的偏差。     

基于流固耦合的双面动臂塔吊强度分析

塔吊在运行过程中往往伴随风载作用,尤其在风力较大的情况下塔吊易发生失稳。为验证双面动臂塔吊在强风工况下的安全性,基于流固耦合方法对双面动臂塔吊进行强度分析。首先基于有限元法对双面动臂塔吊结构的三维模型进行网格划分,获得流域计算模型和结构有限元模型;然后根据工作环境得到流体计算工况,利用CFD软件对流域模型进行仿真计算,获得风载数据;最后利用流固耦合平台将风载数据以插值的方法传递到塔吊结构模型进行流固耦合计算,获得计算工况下塔吊的应力和位移数据。仿真结果表明：在六级风作用下塔吊最大应力小于许用应力,最大位移满足要求,能够安全工作。     

基于流固耦合的长行程液压油缸强度仿真分析

以某型长行程液压油缸作为研究对象,应用流固耦合(FSI)的方法,对缸筒和活塞杆进行强度、刚度计算.在液压油缸设计工况下,首先通过采用有限体积法计算缸筒内部液压油的流场,获得液压油对缸筒筒壁的作用力;再通过有限元法,以缸筒内部流场的计算结果作为边界条件,同时添加工作阻力,对整个液压油缸进行了强度及刚度校核.通过获得缸筒和...     

膜片式液压微位移放大机构的双向流固耦合分析

压电陶瓷材料具有优良的力学性能和动态特性,但根据其逆压电效应研发的驱动器输出位移小,大多仅为微米级,因此需设计相应的微位移放大机构以放大驱动器的位移输出。根据先前提出的膜片式液压微位移放大机构,进行了理论模型的推导,并运用ANSYS Workbench软件对其进行双向流固耦合分析。将仿真结果和实验结果进行对比,验证了仿真结果的准确性。通过仿真分析得到了放大机构的动态变化过程以及不同形状的流道对放大过程的影响,为后续放大机构的优化设计提供理论依据。     

基于有限元法的多级离心泵结构强度及流固耦合分析

为了判断多级离心泵结构设计的合理性,利用三维软件对多级离心泵的泵轴、叶轮和平衡盘等零件进行几何造型,基于静应力分析对泵轴和平衡盘在工作状态下的强度和刚度进行了校核,同时基于流固耦合理论对叶轮的强度和刚度进行了有限元分析,可以为多级离心泵结构强度分析与设计提供参考     

基于流固耦合的液力变矩器的泵轮叶片强度分析

为解决液力变矩器在各种工况下的叶片强度问题,利用ANSYS Mechanical与ANSYS CFX无缝集成的流固耦合平台,基于单向流固耦合(FSI)分析技术,以某型液力变矩器为研究对象,结合流场分析和强度分析,提出具体的分析方法和流程。通过计算流体动力学和结构静力学,确定了叶片的变形情况和应力分布情况,为保证液力变矩器的高效运转提供了准确的理论依据。     

基于ANSYS 12.0的静压轴承双向流固耦合分析

静压轴承油膜承载能力的设计和轴承材料的选择对静压轴承的工作性能和使用寿命显得尤为重要。应用ANSYS 12.0软件Workbench,ANSYS Mechanical和CFX的流固耦合功能对某大型球磨机静压轴承进行双向流固耦合分析,校核静压轴承油膜的承载能力和轴承材料的结构强度。     

基于双向流固耦合的无拉索天线桅杆风致振动特性研究

为研究正六边形无拉索天线桅杆的风致振动特性,本文进行了基于双向流固耦合的数值模拟研究。建立了无拉索天线桅杆固体网格及外流场重叠网格三维有限元模型,利用ANSYSWorkbench搭建基于Transient、Fluent和SystemCoupling的双向流固耦合仿真系统,对不同风速下桅杆的横向、顺风向振动位移及受力进行了分析,并运用Model模块计算了桅杆前六阶固有频率及其对应模态。结果表明：无拉索天线桅杆在风速U=13.5 m/s时会发生振动形式转变,振动形式从第一阶模态转变为第一阶与第二阶混合模态,横向振幅在此风速下出现极小值;桅杆受到的顺风向阻力数值模拟结果与经验公式基本相符,对比误差不超过8.5%;无拉索天线桅杆尾流主涡的交替摆动是其受到脉动横向风载的主要原因。     

基于流固耦合的减压塔底泵泵体强度分析

减压塔底泵是炼油装置中的关键设备,基于流固耦合的有限元分析方法可以检验泵体的可靠性。采用Pro/Engineer软件对泵体及整机水体三维造型,采用ICEM-CFD软件对整机水体三维造型划分网格,再采用CFX软件对泵内部全流场进行定常数值计算,采用CFX软件和ANSYS Workbench软件对泵内部全流场和泵体进行流固耦合单项计算。采用ANSYSWorkbench软件后处理工具导出各节点的坐标、应力值和总变形量。得到5种不同流量工况下泵体多个截面的应力、变形分布云图。利用表格对5种流量工况下泵体最大应力的位置和最大总变形的位置进行对比,对5种流量工况下泵体的最大应力、最小应力、最大应变、最小应变和最大总变形进行对比。结果表明,流量的改变对泵体的应力分布和应变分布影响很小,泵体最大应力点的应力小于材料2Cr13的强度极限,泵体满足强度条件要求。     

基于流固耦合的耐高温双吸双流道泵强度分析

基于CFD性能预测方法,对双吸双流道泵内部流场进行三维数值模拟,将流场的计算结果作为结构场的初始条件。采用单向流固耦合方法对泵转子系统进行仿真计算,以预测其在不同的温度条件下,泵转子系统的强度和刚度。研究结果表明,各部件的最大等效应力远远小于材料的许用应力,最大变形都在工程允许的范围之内。各阶固有频率远离泵的叶频与轴频,各阶临界转速远远高于额定转速,泵运行过程中发生共振的可能性极小。该研究可为进一步研究双吸双流道泵的水力设计和结构优化提供一定的参考。     

基于磁流变阻尼器的铁道车辆结构振动半主动控制

在建立铁道车辆柔刚体系统垂直动力学模型的基础上,应用独立模态空间控制理论和最优控制理论,对影响车辆垂直运行平稳性的车体低阶弯曲结构振动和浮沉、点头等刚体振动进行控制。根据铁道车辆悬挂系统的特点,提出采用磁流变阻尼器作为作动器,以降低车体垂直加速度进而改善运行平稳性为目标的半主动控制策略,来实现在性能改善和能量消耗之间的协调,在ADAMS和Matlab/Simulink?环境下,应用机械系统和控制系统联合仿真技术,对采用半主动控制策略的整车性能进行仿真研究。仿真结果显示该半主动控制策略能较好地抑制车体第一阶弯曲模态的结构振动,并可改善车辆运行平稳性,针对铁道车辆系统的磁流变阻尼器在设计上是可行的。     

NUMERICAL ANALYSIS OF NONLINEAR STABILITY FOR RAILWAY PASSENGER CARS

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基于流固耦合的超声污垢检测数值模拟

基于Comsol Multipysics仿真软件,建立了声发射耦合的板材-污垢多层有限元模型。以弹性动力学和压力声学为理论基础,推导了薄平板型试样在平面波辐射下的声波振动控制方程,研究了流相与固相区域超声传播特性规律,实现了二维平板污垢纵、横波分离的弹性数值模拟,通过分离后的波场提取,对薄层平板沉积污垢厚度进行高精度检测。数值模拟结果表明:流相区域服从微小声波波动方程传播规律,固相区域也能很好的实现弹性纵横波的完全分离提取;超声波对薄层平板沉积污垢的检测误差在5%以内,证明了数值模拟的可行性与准确性,对于实际换热系统的运行和清污具有很好的指导作用。     

机车车辆动力性能的动态模拟

对实物试验、计算机仿真和混合模拟为基本形式的动态模拟技术进行分析,并列举各种动态模拟技术在铁路机车车辆研制过程中的应用。提出用滚轮代替钢轨,利用滚轮的上下和左右运动模拟轨道不平顺,采用滚轮差速模拟曲线,从而实现机车车辆运行的动态模拟。根据轨道不平顺的定义,给出线路状态和试验台滚轮的关系,给出机车车辆运行动态模拟试验台的设计方案。对西南交通大学牵引动力国家重点实验室的机车车辆整车滚动振动试验台的结构和功能进行系统介绍。根据机车车辆动力学性能——运动稳定性、运行平稳性和曲线通过性能的台架试验方法,通过台架试验和线路运行的理论分析,得到相应的试验误差,验证了机车车辆台架试验的可行性和合理性。     

客车车身有限元强度分析载荷条件的确定

讨论了以往汽车车身有限元分析未见论及的紧急制动工况，模拟计算客车车身的静弯曲、强扭转和紧急制动工况下的车身强度，经与客车定型可靠性道路试验结果对照，两者相当一致，可见车身强度分析时，必须考虑各种载荷条件才合理。     

铁道车辆横向开关半主动悬架系统研究

采用半主动悬架系统是提高铁道车辆横向平稳性能的途径。提出一种基于天棚原理的横向开关半主动悬架系统,能方便、简单地运用于现有的高速铁道车辆。仿真计算和实测结果均表明:与采用被动悬架相比,铁道车辆采用开关半主动悬架系统时车体横向加速度和横向速度值均有下降,横向平稳性能得到改善。     

ROBUST STABILITY ANALYSIS FOR RAILWAY VEHICLE SYSTEMS

The lateral stability for railway vehicle dynamic system with uncertain parameters and nonlinear uncertain force vector is studied by using the Lyapunov stability theory. A robust stability condition for the considered system is derived, and the obtained stability bounds are not necessarily symmetric with respect to the origin in the parameter space. The lateral stability analysis for a railway bogie model is analyzed by using the proposed approach. The symmetric and asymmetric results are both given and the influence of the adjustable parameter β on the stability bounds is also discussed. With the help of the proposed method, the robust stability analysis can provide a reference for the design of the railway vehicle systems.     

基于HyperMesh-EDEM-Patran耦合的铲运机铲斗强度分析

传统铲斗强度分析是将铲斗受力简化为集中力或均布力,这样简化将导致铲斗强度分析结果不精确。以Sandvik 1400e铲运机为例,通过Hyper Mesh对铲斗进行前处理,应用EDEM仿真铲运机工作过程,得知铲斗在工作过程中受载具有复杂多变的特点。通过离散元与有限元耦合的方法,对铲斗进行了精确加载,完成铲斗在载荷工况下的强度分析与磨损量计算,为铲斗结构优化提供理论依据。     

基于Mohr-Coulomb准则的铸铁抗压强度分析

从线性Mohr-Coulamb准则出发,导出复杂应力状态下考虑内摩擦影响时灰口铸铁的抗压强度条件,得到更符合工程实际的强度计算公式;指出现行铸铁抗压强度条件的不足,讨论导出公式的适用范围。分析铸铁压缩破坏时滑移面的位置及许用剪应力和许用压应力间的关系,并用实验进行验证。