铝箔涂层线水冷辊温度场影响参数分析

铝箔涂层线水冷辊容易导致亲水铝箔产生"起皱"问题,其原因为使用完全水冷导致冷却速度过快,无法满足铝箔工艺要求.文中使用流体商用软件Fluent计算了铝箔冷却过程温度场,给出了流场温度分布及量化值比较.在此基础上,首先探讨了通过加置空气隔层改善铝箔"起皱"问题的可行性,并给出了空气隔层厚度对铝箔冷却过程的影响规律,其次探讨了水冷辊直径、包角、旋转速度等主要参数对冷却过程的影响规律并拟合出相应曲线.结果 表明:添加空气隔层可有效降低铝箔冷却速度,随着空气隔层厚度的增加,空气隔温效果增加,隔层设置为4～6 cm可满足铝箔生产工艺要求;铝箔冷却温度与水冷辊直径、包角呈线性关系,与水冷辊旋转速度呈反比关系.     

LT1050涂层线水冷辊结构优化设计

分析LT1050涂层线冷却工艺,针对现有水冷辊冷却效果差、影响铝箔涂层质量的问题,优化水冷辊结构,增大冷却水入口直径,减小内、外辊筒之间的封闭空间,使冷却水有效填满内外辊筒之间的封闭空间,且不残留"高温"水,提高了水冷辊的冷却性能。     

LT1350涂层线复合水冷辊的设计与应用

针对LT1350涂层线在工作中铝箔产生起皱缺陷的问题,进行了原因分析,确认由铝箔涂层烘干后经过水冷辊瞬间冷却速度过快所导致。针对这一问题,设计了应用于LT1350涂层线的复合水冷辊,将辊筒内结构优化为两层空间。对复合水冷辊的结构进行了分析,对其工作流程进行了介绍。复合水冷辊在LT1350涂层线中的应用效果良好。     

基于流固耦合仿真的小型轴流风扇优化设计

为了解决某初步设计的轴流吹风机出风口流量较小的问题,本文对轴流风扇了进行优化设计,最终将风扇叶片翼型由NACA4409翼型改为AH79-100C翼型,叶片安装角由30°增大为32.5°,设计叶片后弯角为8°。基于计算流体力学理论,建立了轴流吹风机流场和轴流风扇风道流场的数值计算模型,运用Fluent软件进行流场数值仿真。基于 ANSYS 软件的Workbench平台,利用流固耦合仿真分析方法对优化后的轴流风扇进行结构分析,校核了新风扇的强度。数值仿真结果表明：仿真结果与企业实验测试结果相符,优化后的轴流吹风机出口流量较优化前增加了10.59%,新风扇轴功率满足企业要求,强度也满足设计要求,总体达到了优化目标。     

基于显著性分析的气缸盖结构优化设计

为了改变缸盖的结构,提高气缸盖运行工况下的温度分布及结构可靠性,进行了以鼻梁区宽度等六组参数为设计变量、以其许用范围约束条件、以等效热应力最低为优化目标的汽缸盖结构优化。基于正交实验法,构建了6因素5水平的正交实验表,并建立相应的三维模型,仿真得到了温度场及热应力。通过均值化法去量纲,分析得到了各因素的显著性水平,基于各因素的显著性水平选取了最优方案,并进行对比。结果表明,优化尺寸优选后方案的最大热应力比原始结构降低了13.48%,为缸盖的结构设计提供了一定的参考。     

冷连轧机组工作辊换辊机机架板焊结构优化设计

用有限元法对冷连轧机组工作辊换辊机机架板焊结构进行优化设计,取得很好的结果。     

一种仿真数据驱动的小型无人机旋翼优化设计框架

由于无人机旋翼叶片的复杂几何形状及其空气动力学性能对其三维外形的高灵敏度,当前小型无人机旋翼叶片的优化设计普遍存在由维度灾难(Curse of Dimensionality)带来的高计算成本的问题.为了解决这一问题,提出了一种基于类函数/形状函数变换方法(Class/Shape Function Transformat...     

加热炉炉辊温度场数值模拟及结构改进研究

为解决某钢厂CSP(紧凑式带钢生产线)加热炉水冷炉辊辊环出现变形过量、烧蚀等失效问题,从流固耦合传热理论出发,对水冷炉辊结构进行简化与离散处理,建立炉辊三维稳态流固耦合传热有限元模型,进行了温度场仿真分析,结果表明辊环温度过高是引起失效的重要原因。计算得到的冷却水出口温度与工业现场测得的误差小于2%,仿真结果具有较高的可信度。在不增加制造成本的前提下,提出了炉辊结构的改进方案,以达到降低辊环温度的目的。相同条件下的温度场分析结果表明,改进结构辊环最高温度较原结构降低了16.5%,验证了结构改进的合理性。     

线结构光扫描测头结构参数优化设计

线结构光扫描测头在逆向工程中应用广泛,其测量精度对3D重建可靠性有重要影响。本文建立了基于光学三角法的线结构光扫描测头数学模型,由坐标转换和透视成像原理实现二维像素坐标与三维世界坐标间转换。分析了线结构光扫描测头结构参数对测量精度的影响,推导出测量误差模型。分析了漫反射光强度变化对结构参数的影响,结合实际设计需要给出边界约束条件,并仿真实现结构参数优化设计,误差低于0.02mm。     

压电驱动精密流量阀阀芯结构优化设计

以压电驱动精密流量阀的阀芯及其周围流场为研究对象,通过建立有限元模型,应用Workbench平台对阀芯及其周围流场进行流固耦合分析。首先通过Fluid Flow(CFX)模块对流体域进行流场分析,得到阀稳态时的内部流体压力场的分布规律;再将流体分析结果导入Static Structural(Ansys)模块,对阀芯固体域进行静力学分析,得到流固耦合作用下阀芯的静变形云图及Von Mises应力云图。根据流固耦合分析结果,对阀芯进行结构参数优化。优化后,在保证阀芯工作可靠性的条件下,阀芯体积减少了13.5%,实现了阀芯的轻量化。     

薄膜在流延辊上冷却过程温度场的数值模拟研究

为了获得较高表面质量的流延膜片,采用流场仿真手段,对薄膜在流延辊上的冷却过程进行了温度场的数值模拟,并探讨了流延辊直径、螺旋流道导程和流道尺寸对流延膜冷却效率及表面温度均匀性的影响.结果表明,流延膜的冷却效率及表面温度均匀性均随着辊直径的增大先减小再增大;减小流道的宽高比和导程,有助于提高膜片的冷却效率;增大流道的宽高...     

铝型材挤压成型数值模拟及优化设计

应用有限元法,通过对AA6063铝合金方管挤出过程进行数值模拟,优化了分流组合模的工作带,以模孔出口处型材挤出速度的流速均方差为目标,使模孔出口处型材挤出速度均匀;同时通过对影响型材焊合品质的3个重要工艺参数:挤压速度、模具预热温度和坯料预热温度进行正交试验,以焊合面上的压力大小作为评定型材焊合品质好坏的标准,获得了AA6063铝型材挤压的最佳工艺参数组合。     

穿水冷却喷嘴内流场仿真分析

在分析穿水冷却喷嘴的结构及工作原理的基础上,通过前处理软件Gambit建立喷嘴内部流场的三维网格模型,确定了数值模拟的数学模型、计算条件和求解方法。利用CFD软件Fluent对该模型进行了数值仿真,获得了喷嘴内部流场的各参数数据。分析了流场的速度分布与压强分布,为喷嘴设计及优化提供了理论依据。获得了不同输入压强情况下的喷嘴性能数据,为水冷过程的热交换分析和实际生产提供了参考数据。     

圆锥滚子轴承滚子凸度的优化设计

圆锥滚子轴承的承载能力较大,广泛应用于重载的冶金、矿山等设备。圆锥滚子轴承中滚子的不同凸型及凸度量设计对滚子及套圈的应力分布以及弹性变形都有十分显著的影响,直接关系到滚动轴承的承载能力和疲劳寿命。文中利用有限元法(FEM),通过对圆锥滚子轴承不同凸型及凸度量的滚子设计时滚子母线与滚道接触区域的应力分布状况进行对比分析,得到了圆锥滚子的凸度设计最优方案,找出了轴承早期损坏的原因,优化结果表明,轴承的实际使用寿命提高了约93%,分析结果对提高该型轴承的寿命具有重要技术意义,也为圆锥滚子轴承设计提供一个新的方法。     

恒流量控制阀的数值模拟和优化设计

针对现有的机械自力式恒流量控制阀进行分析,提出了一种优化设计方案。基于Fluent软件提供的计算方法和物理模型,对优化之后的恒流量控制阀进行数值模拟。结果表明,挡环结构对流量阀的控制性能有重大影响,新的恒流量控制阀阀芯受力-位移特性曲线最大线性误差满足设计要求。     

燃烧室迷宫复合冷却结构流场数值研究

以燃烧室迷宫复合冷却结构为研究对象,采用数值模拟方法研究该冷却结构内部流场、温度的分布情况,获得其流场结构及冷却效率沿轴向的分布规律,并与采用气膜冷却的原型火焰筒进行了对比。研究表明:相对某型航空发动机燃烧室火焰筒,该冷却结构的冷却效率高,流场分布均匀。计算结果对于迷宫复合冷却结构的设计和冷却性能试验研究都具有一定的理论指导意义。     

采煤机振动滚筒数值模拟研究

为了解决传统采煤机滚筒截割效率低的问题,提出振动型采煤机滚筒,并给出了振动型采煤机滚筒的工作原理及工作优越性,通过数值模拟软件对振动滚筒行星架应力应变进行分析,在行星架大端应力较另一侧明显较高,但在变形量上却更小.行星齿轮的材料的屈服极限约为9.87×108Pa,部件的最大应力均小于屈服强度,为提升采煤机工作效率提供了...     

燃烧室新型迷宫复合冷却结构二维壁温数值模拟

针对燃烧室新型迷宫复合冷却结构,采用数值模拟方法研究了该冷却结构的流场结构和内外壁温分布情况,获得了结构内部的流场及多层壁温的分布规律,并且计算了席壁层热侧面的压力分布情况。计算结果表明,迷宫复合冷却结构沿轴向的壁温梯度较全气膜冷却结构更加平缓,外侧壁最高温度较全气膜冷却结构低大约200 K左右。     

基于EDEM数值模拟的搅拌叶片优化设计

为了解决双卧轴搅拌机的搅拌低效区问题,可旋转搅拌臂与叶片重合,利用搅拌臂来搅拌低效区物料,增强其物料流动性。通过对建立的单搅拌叶片模型进行非线性规划计算,得出其叶片最优参数。为证明该优化结构的准确性,同时建立普通叶片、双排叶片与该优化叶片进行对比,将三种叶片分别装配在同一搅拌筒内导入EDEM模拟搅拌过程。颗粒接触模型采用为Hertz-Mindlin with JKR Cohesion,相关参数通过塌落度数值模拟进行校核。结果发现新型叶片可增大低效区物料速度,改善低效区物料流动性;两轴速度差较小,筒端物料堆积较少从而使物料运转更流畅;可从宏观上增加物料剪切对流运动,微观上增大颗粒动能,使颗粒碰撞更剧烈,物料能够快速达到均匀状态,提高整盘物料搅拌效率。