两相流振荡换热过程数值模拟分析

为深入了解振荡条件下的两相流运动过程与流动换热特性,采用数值仿真研究方法,摒弃活塞复杂的结构因素,以简化模型为研究对象,从基础问题出发探索各因素对两相流振荡换热过程的影响。通过一系列的数值模拟,直观地展现了油腔内两相流运动过程是高度紊乱的不对称流动。研究结果表明:除活塞二阶运动产生偏离外,油腔上下运动引起的压力变化也将引起油柱倾斜,造成喷油与油腔入口偏离;活塞运动产生的强制振荡是影响腔内流动换热波动的决定性因素,油腔表面传热系数、填充率等的波动频率都与活塞运动频率完全吻合。此外,研究还发现喷油速率、活塞转速等参数对填充率和传热系数都会产生显著的影响,但这些影响因素可能并不是单一作用而是相互耦合的。喷油油柱在进入油腔时的速度与活塞的最大运动速度之间的匹配度可能是影响油腔填充率及传热系数的一个关键因素;当喷油的绝对速度与活塞最大速度接近或大于活塞最大速度时,将达到较为理想的填充率和传热系数。     

赛车悬架设计及疲劳可靠性研究

针对中国大学生方程式赛车容易出现悬架失效的情况,首先设计了双横臂式独立悬架和多连杆式独立悬架,通过仿真比较两者在三种特定工况下的受力,确定双横臂式独立悬架为最佳方案。然后进行实车试验,验证了仿真结果的准确性。紧接着,设计两种不同结构形式的双横臂后悬架下控制臂,在蛇形工况下分别进行疲劳可靠性分析,结果表明焊接钢板结构比套筒焊接结构的可靠性要更佳。最后对焊接钢板结构的下控制臂进行轻量化设计,优化目标为保证其疲劳可靠性不发生降低的情况下减重(15～20)%,再次分析的结果表明设计方案达到了优化目标。     

活塞热疲劳模拟试验技术的自动控制系统

本文介绍了一种由可编程控制器（PLC）和PC机械成的活塞热疲劳模拟试验自动控制系统。具体介绍了系统的硬件、软件结构和设计要点。实际应用证明,该系统具有较高的可靠性和自动化水平。     

基于CEL算法的发动机润滑液瞬态振荡过程可视化研究

发动机润滑液瞬态振荡过程属于复杂的流固耦合问题,建立了曲轴-油底壳-润滑油流固耦合模型,采用耦合的欧拉-拉格朗日(CEL)算法分析了车辆在启动、加速、制动和转向工况下的润滑油振荡响应,并对瞬态振荡过程进行了可视化,得到各个时刻润滑油的真实振荡情况;对CEL方法的有限元建模、体积分数处理作了分析与探讨,在此基础上对液体震荡情况下油底壳壁面进行了动态响应分析,得到了油底壳应力响应时间历程,结果表明在液体震荡的情况下,油底壳壁面应力曲线会出现尖刺现象,这对整机的NVH性能有很大影响。该结果对发动机设计中如何实现瞬态液体振荡过程的可视化和降低噪声有实际意义。     

四驱电动汽车再生制动力控制策略研究

为提高四驱电动汽车制动能量回收效率,在分析再生制动系统的机械结构和约束条件下,制定了基于并联再生制动系统的固定比例分配策略和基于串联再生制动系统的理想制动力分配策略,定义了相关的再生制动力修正系数。在Simulink/Stateflow中建立了两种制动力分配策略及包括四驱车辆、电机、电池等的再生制动系统模型,通过不同车速、不同制动强度下的仿真分析,验证了两种制动控制策略的制动效果。仿真结果表明:采用合理的分配策略、改善电池的充电能力,可以提高四驱电动汽车的制动能量回收效率;两种制动控制策略均能很好地完成制动任务,且在制动能量回收效率方面,理想制动力分配策略要优于固定比例分配策略。     

基于缺口疲劳理论的曲轴结构疲劳特性研究

针对曲轴疲劳极限载荷难以在设计阶段快速准确获取的问题,利用有限元法和缺口疲劳的相关理论,将曲轴作缺口件处理,对其进行了弯矩载荷作用下的应力分析。基于曲轴的实际疲劳失效类型,建立了相应的缺口疲劳系数模型,并对曲轴应力集中系数计算方法和疲劳极限载荷预测方法进行了系统分析;应用上述方法对两款材料属性一致、结构不同的曲轴的疲劳特性分别进行了预测,并对预测结果的精确度和参数误差影响进行了分析。预测结果与试验结果对比表明:当基于Peterson缺口疲劳模型预测曲轴的疲劳极限载荷时,相关预测结果具有一定的精确度(误差低于10%),说明该方法能够较快地确定曲轴的疲劳极限载荷,具有一定的工程实用价值。     

天然气掺氢发动机燃气供给系统设计与试验研究

提出了将滑动弧电解制氢装置应用到天然气发动机中,通过电解天然气制氢,轻松实现天然气（CNG）发动机到天然气掺氢（HCNG）发动机的改装。通过自制装置,进行了过量空气系数和点火提前角与燃用不同掺氢比例的HCNG对发动机排放特性影响的试验研究。结果表明,发动机燃用HCNG,其HC和CO的排放都减少,NOx排放量增加,但随着过量空气系数的增加或点火提前角的减少,NOx排放会大大减少,排放性能得到优化。同时进行了体积掺氢比20%的HCNG和纯CNG外特性对比试验研究,结果表明,相比纯CNG,燃用掺氢20%HCNG后,其动力性变化不大,燃料消耗率却相应的减少,经济性得到改善。     

基于车辆稳定性的轮胎力优化分配研究

针对电动汽车的高速行驶稳定性问题,对四轮独立制动/驱动、四轮独立转向电动汽车进行了研究。提出了一种轮胎力优化分配控制算法,提高极限工况下车辆稳定性。首先,根据驾驶员的转向、制动/驱动输入,基于理想二自由度车辆模型算出横摆角速度、质心侧偏角的目标值,然后比较目标值与车辆实际值得出偏差,再根据目标值与实际值的偏差采用滑模控制计算出了所需的总横摆力矩、侧向力、纵向力。最后基于八自由度车辆模型,通过最优分配控制算法,计算出了每个车轮上需要施加的纵向力与侧向力。利用Matlab/Sinmulink与车辆动力学软件CarSim联合仿真验证了基于车辆稳定性的轮胎力优化分配效果。仿真结果表明,提出的轮胎力优化分配算法在高速急转向工况下能够使车辆保持理想的横摆角速度和质心侧偏角,提高了极限工况下车辆稳定性。     

基于统计学的机体疲劳强度分析方法研究

介绍了一种发动机机体的疲劳试验与仿真计算方法,采用最小二乘法得到了基于计算和试验的S-N曲线,并对二者的结果进行了对比分析研究。研究结果表明:基于统计学的疲劳试验方法可获得机体的许用安全系数,而材料特性及制造工艺是造成仿真与试验结果存在差异的主要原因,根据疲劳试验的统计结果合理选择仿真计算中强度降低因子Kf,可以有效提高仿真计算的可信度。     

竹材液化树脂制发泡栽培基质材料工艺优化

以竹材剩余物为原料,通过液化树脂化制备得到竹材液化树脂,再通过添加聚醚多元醇对竹材液化树脂进行改性,并利用正交试验优化制备工艺参数.结果表明:最优制备工艺参数为发泡体系总质量为200 g,树脂添加量30％,固化剂添加量7.5％,PM-200添加量20％,聚醚多元醇添加量1％,发泡剂添加量10％,表面活性剂添加量8％.此...