基于流固耦合的卡车油箱振动特性研究

卡车油箱在使用过程中,存在因振动产生本体及焊缝开裂的问题。针对某400 L卡车柴油油箱,基于流固耦合理论,运用ANSYS软件分析油箱的振动特性。锤击法模态试验和仿真模态分析结果,仿真与试验测得的结构模态参数数据误差最大为13%,仿真的准确性得到验证。油箱结构自由状态下计算得到的前6阶固有频率略大于油箱安装状态下的固有频率,油箱固有频率会随着液体含量的增加而降低。油箱的固有频率在液体量从0到100 L以及300到400 L这两阶段变化明显。油箱充液比低于1/2时,油箱结构的各阶固有频率均高于危险区域的频率,不会产生共振。充液量大于3/4时固有频率接近于30 Hz的标准规定值,存在共振风险。油箱设计时,应优化油箱的结构,使其在充满液量时也能避开30 Hz标准值,更为安全。     

关于发动机排气管消声器的研究

综述了对排气管消声器研究现状和几种常用的设计方法,对有源消声以及消声器内空气流速、温度和声传播之间的关系等研究进行了讨论,提出了一种基于试验消声器研究方法。     

激光熔化沉积成形过程数值模拟研究现状

激光熔化沉积(Laser melting deposition,LMD)技术具有效率高、成本低、成形件性能优异等优点,成为零件修复和大尺寸构件制造的有效方法.然而,金属LMD成形是金属粉末、激光束和基体三者相互作用的一个多因素耦合过程,涉及流动熔池、快速非平衡凝固、固态相变以及复杂的温度和热应力演变.预测熔池流动情况、凝固规律以及温度应力的演变规律,对于成形试样的气孔、裂纹等缺陷控制,微观组织、力学性能和应力变形调控具有重要意义.数值模拟是一种经济、快捷的工具,对于LMD成形过程的粉末流动预测、熔池变化预测、组织预测、温度观测以及冷却后的残余应力和变形预测具有重要意义.近几年,LMD数值模拟研究已经涉及以上几个方面,但研究深度各不相同.针对温度场的研究,主要集中于建立不同的热源模型,探讨沉积过程的温度演变及工艺方案的影响规律.针对应力场的研究,以探索工艺方案的影响规律和应力消除方法为主.研究流场则以熔池流动和粉末流动为主.微观组织模拟考虑熔池流动对宏观温度场及熔池形状的影响,采用定向凝固的生长条件,可以确定枝晶一次间距等凝固信息.本文主要从温度场、应力场、流场、微观组织等几个方面总结了金属激光熔化沉积数值模拟的研究现状,并提出了其存在的问题和预发展的方向.     

基于滑移网格的反应釜内部流体动力学特性研究

基于滑移网格理论,采用 VOF 模型,应用计算流体动力学法（CFD）对现实生产中尿素水解搅拌反应釜的内部流场进行数值模拟,分析不同时刻的反应釜内部流场、流速与湍动能分布等的变化特性,以及不同时刻该反应釜内部气液两相的分布状态和流动规律,并得出结论：液体流速较大的区域出现在3个桨叶区,碰撞釜体后形成轴向流和大小不同的涡流,并产生液体流动死区;最大压力出现在釜顶和釜底,而压差最大的区域则是搅拌叶附近;流场的湍动能自下而上逐渐增大。     

304/Q345R复合板焊接接头微观组织及残余应力

为研究复合板在焊接过程中复杂的热力学行为,利用ABAQUS有限元软件对304/Q345R复合板的焊接过程进行了数值模拟,通过热电偶和盲孔法获得了焊接接头的热循环曲线和残余应力分布规律,验证了有限元模型的正确性. 同时采用光学显微镜和扫描电镜对焊接接头的微观组织、晶粒形貌和元素分布进行了分析,研究焊接接头部位的微观组织演化规律. 结果表明,焊接残余应力最大值为312 MPa,位于焊趾附近,残余应力沿焊缝至母材方向逐渐降低并趋于稳定. 在两种材料的交界面处发现残余应力不连续现象. 焊接接头微观组织主要由奥氏体和铁素体组成,复层熔合线附近的铁素体以板条状和针状形成带状过渡区,而熔合线附近的奥氏体晶粒成柱状形貌且尺寸更为微小.     

基于频谱分析的挖掘机噪声特性研究

本文通过采集挖掘机柴油机排气噪声、消声器排气噪声、柴油机壳体辐射噪声和操作室内噪声的声压信号,分析了空载条件下噪声声压信号的频谱特性,给出了各噪声信号在不同柴油机转速下的A声级噪声值。得出结论：柴油机排出噪声覆盖高、中、低频段;各噪声频谱特征比较类似;共振导致怠速时的柴油机振动比较大;各噪声强度均随柴油机转速的提高而增大;噪声源以及消声器排出噪声的低频段声压比较大的频率均是柴油机转速基频的倍数。     

TA2氩弧焊焊接接头组织和硬度测试

钛及钛合金具有较好的韧性和焊接性及耐腐蚀性能,在航空工业、化学工业等方面有着重要用途.采用钨极氩弧焊方法(TIG)制备焊接试样,分析母材区、热影响区和焊缝区的显微组织、力学性能.得出如下结论:TA2接头母材区的晶粒为α等轴晶粒;过热区的晶粒粗大;熔合区两边晶粒差别非常明显,焊缝区晶粒主要为马氏体组织与魏氏体组织;焊缝硬度整体呈M形,焊缝区的硬度最低,热影响区的硬度最高;冷却过慢时,高温时间停留过长,晶粒会变粗大,也会降低材料塑性;焊缝区内杂质元素比母材低,在过热区产生较多的Fe-C化合物,杂质元素在焊缝区的元素分布相对比较均匀.     

汽车悬架衬套静动特性分析中缩径量影响研究

为有效开展整车操稳性、平顺性的仿真研究,有必要对影响较大的汽车悬架衬套的静、动刚度范围进行精确设计及控制。本文通过采用3阶Ogden超弹性本构模型与3阶PRONY级数粘弹性模型建立了某汽车悬架减振器橡胶连接衬套超－粘弹性有限元模型,利用ABAQUS/Standard有限元分析模块分别研究了衬套缩径量大小与静、动刚度的关系,得到了不同缩径量下橡胶衬套静、动刚度曲线;结果表明,当缩径量小于0.6mm时,橡胶衬套静、动刚度随缩径量的增加而增大并呈近似的线性关系;当缩径量大于0.6mm后,静、动刚度随缩径量增大而增大的速率急剧变大而呈现非线性关系;本文研究说明,当缩径值达到一定程度后对橡胶衬套静、动刚度值的影响变大;最后通过试验测试发现有限元分析结果与测试结果相对误差在10%以内,证明了本次考虑缩径量影响的汽车悬架衬套静动特性分析的正确性,这对车用橡胶衬套的设计与分析研究具有一定的指导意义。     

反应堆压力容器局部热处理残余应力模拟

以核反应堆压力容器为研究对象,运用ABAQUS软件,建立局部焊后热处理有限元模型,模拟了焊后热处理的加热、保温和冷却过程中的温度分布特性,及冷却过程中筒体内外表面的径向应力、环向应力和轴向应力的分布特性。结果表明,核反应堆终接环缝在焊后热处理过程中,由焊缝中心向两侧温度逐渐降低。加热区域温度随时间的变化与热处理过程基本一致,且温度场模拟效果与试验结果吻合较好。筒体冷却过程中的径向应力相对较小,随着距焊缝中心距离的增加,筒体内外表面的环向应力先减小后增大,最后趋近于零。冷却初始时刻焊缝中心筒体内外表面的轴向应力均达到最大值且内外表面应力近似呈对称分布。随着冷却过程的进行,筒体内外表面的环向应力、径向应力和轴向应力大小不断减小,筒体内表面的最大环向应力和轴向应力分别为-200 MPa和-240 MPa,外表面的最大环向应力和轴向应力分别为-98 MPa和230 MPa,最终空冷后的应力趋近于零。     

缠绕管式换热器管板T形和对接连接结构对比分析

缠绕管式换热器具有结构紧凑、换热效率高等优点,主要应用于食品、石油、天然气和化工行业。本文对T形和对接两种管板和筒体连接方式,通过建模、定义约束、施加载荷、数值计算及结果分析,用有限元法分析两种连接方式的应力分布特点,用分析设计相关标准进行评定。结果表明:在相同载荷及相同管板和筒体厚度的情况下,对接连接方式应力值更小,结构更为合理。