发动机风扇叶片凸肩工作面挤压应力研究

针对风扇叶片凸肩结构工作面挤压应力分布情况,建立了风扇叶片凸肩工作面接触有限元计算模型,分析了工作状态下叶片凸肩工作面挤压应力分布和变形情况。通过对实际工作后的风扇叶片凸肩工作面进行了检测,有限元仿真分析结果与实际工作面检测结果一致。研究了凸肩工作面挤压应力分布原因,并发现凸肩工作面的挤压应力分布和变形主要由初始紧度和工作载荷决定。该挤压应力的研究将为风扇叶片凸肩工作面的结构设计与制造提供参考依据。     

应用有限元技术进行气动与结构联动设计的方法研究——基于ANSYS的某导弹弹翼柔度系数矩阵计算

采用有限元技术,应用ANSYS仿真软件分析复合材料结构弹翼在单位载荷矩阵作用下的结构响应,通过建立计算模型,施加边界条件及多步载荷并进行求解,得到复材弹翼结构的位移情况,提取计算模型的节点位移值形成弹翼的柔度系数矩阵,该种计算方法能够充分考虑到复合材料结构特性为气动吹风试验设计与气动外形研究提供可靠的结构数据。实现了气动与结构的联动设计同步更新。     

应用有限元技术进行气动与结构联动设计的方法研究——基于ANSYS的某导弹弹翼柔度系数矩阵计算

采用有限元技术,应用ANSYS仿真软件分析复合材料结构弹翼在单位裁荷矩阵作用下的结构响应,通过建立计算模型,施加边界条件及多步载荷并进行求解,得到复材弹翼结构的位移情况,提取计算模型的节点位移值形成弹翼的柔度系数矩阵,该种计算方法能够充分考虑到复合材料结构特性为气动吹风试验设计与气动外形研究提供可靠的结构数据.实现了气动与结构的联动设计同步更新.     

排气系统消声器流体动力学与气动噪声分析

针对某款发动机排气系统消声器建立其结构模型与内部流体域模型,,利用有限体积法对内部流场的压力损失,速度矢量,湍动能等参数进行分析。以CFD计算结果作为声场分析的边界条件,应用声学软件Virtual.Lab进行气动声学计算,分析各频率下主消声器气动噪声分布情况。提出结构优化设计建议。     

复合新翼型风力机叶片的气动设计及建模

基于Wilson法,用美国可再生能源实验室开发的S系列新翼型S833、S834、S835和三者的组合翼型来设计叶片,不同翼型连接处采用MATLAB程序语言的样条差值和曲线拟合法进行过渡修正,以满足气动连续性要求。在叶片设计基础上,分别计算了单翼型和复合翼型叶片的气动性能;利用有限元分析软件ANSYS建立了风轮的三维实体模型。结果表明:复合翼型叶片在较宽尖速比范围内比其它几种单翼型叶片的功率系数大,利用ANSYS软件建立的风轮实体三维模型,为风轮的结构动态及载荷等问题的进一步分析提供了技术基础。     

风力发电机叶片动力学研究与分析

根据风机气动相关理论,进行叶素空气动力学特性分析,并给出叶片气动力的计算表达式,采用ANSYS有限元分析软件对风机叶片模型进行振动模态分析,计算了叶片的固有频率、各阶振型图,为避免叶片发生共振、提高叶片使用寿命提供了分析方法。     

涡轮增压器离心压气机叶轮内部流场计算分析

本文根据叶轮部分的通流尺寸参数,首先采用UG NX软件生成初步的叶片及流道三维外形三维实体模型,并在IECM CFD软件中生成网格模型,然后在ANSYS-CFX软件中设置边界条件、选择合适的计算模型、设置收敛准则等,对涡轮叶轮部分进行流动数值模拟,获得了该部分的压力、速度等参数分布,并对其参数的分布情况进行了相应的分析。结果表明,各参数的变化规律对缩短叶轮机械设计周期、降低设计风险、改善叶轮机械气动性能以及探索叶轮机械气动设计的新方法提供了参考。     

风力机叶片设计及翼型气动性能分析

叶片作为风力发电机最关键的部件,其气动特性好坏对于风力发电至关重要。以750 k W风力机叶片为例,采用Wilson设计方法对叶片进行设计。在此基础上,应用流体计算软件CFD对所选翼型进行气动分析,得出翼型表面压力随攻角变化关系。该方法可提高风力机叶片等复杂曲面的建模效率并可对叶片后续的气动性能分析奠定基础。     

排气涡轮基于顺序流固耦合传热数值模拟研究

针对某四缸发动机涡轮增压器排气涡轮在高温及废气气动载荷、离心载荷下的综合数值模拟研究,该数值模拟联合计算流体动力学和有限元分析进行顺序流固耦合传热分析。首先利用STAR CCM+精确模拟计算涡轮增压器排气涡轮的温度场、表面压力场、壁面传热系数分布,将其作为第三类边界条件和压力载荷映射到排气涡轮有限元模型上。通过ABAQUS进行稳态热传导数值模拟,计算出排气涡轮有限元模型网格所有节点的温度场和表面温度,将计算所得的温度场作为预定义场进行热应力分析,最后结合气动载荷和离心载荷进行综合应力分析。     

几何参数对离心叶轮强度和气动性能影响的研究

使用有限元计算软件和内部流场计算软件对所设计的几个具有不同几何尺寸的离心压气机叶轮的强度和气动性能进行了计算。结果表明反弯叶片可降低叶轮出口处叶片根部附近的应力,但会造成叶片根部前缘区域应力集中,且反弯叶轮的气动性能和原型叶轮差别不大。前倾叶片能在很大程度上降低叶轮出口处叶片根部应力,前倾角越大出口叶根处应力减小越多;随前倾角增大,叶轮气动性能恶化程度加剧;叶轮的背盘形状对叶轮的应力影响较大,尤其是出口处的背盘厚度对出口处叶片根部区域的应力起主因作用。研究得出叶片几何及背盘形状因素对叶轮应力分布的影响规律,另外还得到了叶片几何形状对气动性能的影响规律,这些工作为叶轮的多学科优化设计提供良好的基础。     

带冠涡轮叶片的振动特性分析

针对带冠涡轮叶片的振动特性分析,建立考虑叶冠圈连效应和叶片-轮盘耦合效应的三维有限元模型,对叶冠边界条件考虑叶冠工作面完全固接和叶冠工作面接触两种情况.简要介绍处理叶冠接触边界条件的方法.在对带冠涡轮叶片振动特性进行分析的同时,研究不同接触边界条件对振动特性的影响.结果表明, 单个叶片或整圈叶片分析模型均不能正确反映带冠涡轮叶片的振动特性,对带冠涡轮叶片进行振动分析必须考虑叶片-轮盘耦合效应和叶冠接触条件.考虑耦合效应和叶冠接触时叶片-轮盘系统的刚性降低,系统更易发生节径型振动;采用罚函数法处理叶冠的接触边界条件是一种简便有效的方法.     

无堵塞泵叶轮三维贴体网格生成

网格生成是数值模拟的关键技术之一，而无堵塞泵叶轮其叶片弯曲严重、包角大、型线特殊等特点，网格生成技术具有特殊性。采用求解泊松方程的方法实现无堵塞泵叶轮三维贴体网格的自动生成，其中通过源项控制来满足网格的正交性及疏密调整等要求。计算时根据边界处网格线正交的控制角和控制距离的几何约束确定边界条件，可使壁面函数法的条件得到满足，并能将第二类压力边界条件直接用于计算，减少数值误差。     

空调室外机流场特性研究

分析了空调器室外机组内的空气流场特性,采用体积法对三维不可压缩Navier-Stokes方程在旋转坐标系中进行非定常求解。在随叶片旋转的区域与固定区域的交接面处,采用滑移网格技术求解动静非定常作用。计算中采用两类入口边界条件,即流量入口和压力入口,并将流场数值结果与微粒图像测速实验数据进行比较。比较结果表明,在流量入口边界条件下数值模拟计算的结果接近实验结果,流场计算可以为气动声学分析奠定基础。     

基于ANSYS的机床主轴有限元分析

主轴是机床的重要组成部分.利用有限元分析方法可以在设计过程中得到主轴的动态特性.利用ANSYS软件对主轴进行了有限元分析,主要考虑了有限元分析过程中等参元的运用和边界条件的模拟,以得到更准确的分析结果.     

闭式离心叶轮数字化造型算法与结构可视化实现

叶轮机械气动设计与结构造型往往受制于算法、软件环境的不同,难以直接与计算机辅助设计软件结合,阻碍了整个设计过程的数字化。本文采用非均匀有理B样条技术,以某闭式离心式压缩机叶轮为例,基于OpenGL实现了该叶轮的数字化几何造型及显示,该造型可直接植入气动设计过程中。进一步依据初始图形交换规范,可实现叶轮设计与CAD建模的数据交互联接,提高了设计效率。该方法可推广至其他类型压缩机叶轮的数字化设计过程中。     

分流叶片对离心压缩机性能影响的数值分析

以一种高压比离心式空气压缩机为研究对象,主要针对不同的分流叶片长度,采用商用软件ANSYS-CFX 对其叶轮内部三维流场进行数值模拟计算。计算结果表明,应用分流叶片可以不同程度提升该压缩机的整体性能,最大可提高效率2%以上。通过对比各计算结果的熵分布云图,分析了分流叶片长度对压缩机性能造成影响的原因。     

基于子模型技术的螺旋弹簧应力分布的有限元分析

对基于材料力学的螺旋弹簧计算公式进行了讨论,提出了工程上计算弹簧最大剪切应力的公式,并在商业有限元软件ANSYS中构造了压缩螺旋弹簧的有限元模型。在探究弹簧应力分布时,通常只关心最容易发生断裂破坏的部分,仅需要对应力集中的一段进行准确的分析。在确定螺旋弹簧的边界条件后,运用ANSYS的子模型技术,在这段运用更细致的网格,可得到精确的结果。将FEA计算结果和材料力学结果进行比较,从求解方式上讨论出现微小差异的原因。     

基于FLUENT的泵喷射推进器内流场仿真

在分析泵喷射推进器的基础上,建立了其数值仿真的物理模型和数学模型,确定了求解的边界条件,利用CFD软件FLUENT对泵喷射推进器的内流场进行了数值仿真。获得了泵喷射推进器转子叶片和定子叶片上的速度分布及其袁面压力分布,并由此计算了泵喷射推进器的效率和所产生的推力,为泵喷射推进器的设计及其优化打下了基础。     

曲轴红套感应加热的数值仿真

为了将感应加热技术应用于曲轴红套工艺中,建议在曲臂孔内侧布置一个圆形线圈的同时,在位于曲臂孔与曲柄销之间的曲臂外围再布置一个矩形线圈,通过建立曲臂感应加热有限元分析模型,利用ANSYS软件对不同线圈参数条件下曲臂在感应加热过程中的温度场分布情况进行了数值仿真研究,结果表明,通过调整感应线圈电流密度、交变频率等工艺参数,可以确保曲臂孔四周温度分布均匀,进而满足曲轴红套工艺质量的要求。此外,还对感应加热的影响因素进行了探讨。