考虑热力耦合效应的磨损剥层机理研究与计算分析

现有的摩擦磨损机理与计算理论较少涉及滑动摩擦过程中的温度效应,提出了考虑摩擦温度应力与机械应力耦合情况下的一种摩擦磨损新机理与计算模型。具体地,首先依据摩擦界面原子受迫振动温升模型与计算理论得到滑动摩擦的界面摩擦热,应用热传导理论计算了摩擦金属体的温度分布;然后对单纯摩擦温度应力下金属基体的裂纹开展条件与分布规律进行了分析,提出了考虑热应力和界面循环剪切应力耦合作用的材料磨损剥层新机理,建立了该机理下的磨损物理模型,在合理假设的基础上推导了摩擦磨损计算公式;最后对一些典型的磨损现象进行了探讨。     

不同煤体结构组合下井径扩径的钻进主控因素

煤层气井钻井时井径扩径严重程度直接关系到固井对煤储层的污染程度, 最终影响煤层气井的产能; 不同煤体结构组合决定了井径扩径的钻进主控因素不同。根据焦作矿区恩村井田不同煤体结构的测井响应曲线结合钻井取芯资料, 得到不同煤体结构的声波时差值域; 统计了各煤层气井不同煤体结构的厚度, 划分出各煤层气井不同煤体结构组合及井径扩径严重程度; 根据目前的主要钻进参数, 系统剖析了不同煤体结构组合条件下的井径扩径的钻进主控因素。分析表明： 煤体结构以 I 类煤为主时, 钻井液密度对井径影响最大; 煤体结构以 II 类煤为主时, 钻井液密度、 天然裂隙发育与最大水平主应力方向的关系对井径影响较大; 煤体结构组合中有 III 类和 IV 类煤参与时, 排量大小对井径的影响最大。     

基于一维模拟的排气歧管流固耦合瞬态热管理

由于高温高压气体的流动冲击,发动机排气歧管会产生较大的温度梯度并承受较大的热应力。以热应力和应变为目标,该研究对某车型发动机排气歧管进行优化。首先对一维发动机进行建模和计算,利用流固耦合方法计算排气歧管的温度场,并做了网格无关性的验证。将结果作为热负荷,计算排气歧管的热疲劳参数并以热应力和热变形为目标对该排气歧管进行改进。结果表明:改进后的排气歧管热应力和热变形明显降低,其中最大热应力减小了21MPa,降幅为8. 5%;热应变减小了0. 07 mm,占4%,疲劳寿命提高了约1 100次。该研究为车辆发动机排气歧管的设计和优化提供了一种有效的方法,具有参考意义。     

树脂基复合材料固化过程中的温度和热应力场三维瞬态分析

建立了热固性树脂基复合材料固化过程温度和热应力场分析的数学模型,采用有限元方法,进行了三维非稳态数值求解。通过与已有实验结果的比较,验证了数学模型和计算方法的正确性。获得了3234/T300层合板固化过程中内部温度及热应力分布,分析了保温时间、升温速率、铺层设计等对温度、内部热应力的影响。数值计算结果表明:预固化时间越长,层合板内温度梯度越小,热应力峰值越低;升温速率越大,层合板内温度梯度越大,热应力峰值越大;采用对称铺层可降低层合板内部温度梯度和热应力。     

核供热堆压力壳组合阀接管热应力的有限元分析

运用非线性有限单元法对２００ ＭＷ 核供热堆压力壳组合阀接管的热应力进行了研究和数值计算，得到了压力壳组合阀接管的热应力分布情况，为核供热堆压力壳组合阀接管的强度校核提供了依据。     

内燃机活塞三维热分析

介绍高温状态下内燃机活塞的热分析原理,利用有限元法计算活塞温度、热变形和热应力,建立活塞三维热分析有限元模型和相应热边界条件,给出了活塞温度分布、综合应力和综合变形,提出对活塞设计的合理结论。     

行波管电子枪设计中的热分析

电子枪在工作过程中产生的高温易导致各个组件变形,影响电子枪的各项性能指标和工作寿命,热分析在提高电子枪设计的可靠性和加快研制周期方面起着重要的作用。该文使用ANSYS软件对行波管电子枪进行了热分析和结构分析,比较了电子枪复杂模型和简化模型的温度和热形变计算结果。热分析结果对电子枪的优化设计有参考价值。     

纯电动压缩式垃圾车刮滑板结构轻量化研究

当前环卫企业纯电动压缩式垃圾车续航里程短、动力不足等问题突出,而传统的结构轻量化方案效果并不理想。为此,以寻求垃圾车压缩关键部件刮滑板的最优结构为研究目标,引入HyperMesh工程软件中拓扑优化模块以及有限元静力分析模块,建立了基于变密度理论SIMP法的拓扑优化数学模型,并结合现有结构尺寸优化、形状优化方法完成了刮滑板结构设计及有限元校验。研究结果表明:引入先进的拓扑优化方法可有效优化刮滑板结构,并降低刮滑板总质量,为拓扑优化理论在实际工程中对复杂零部件的轻量化技术研究以及新产品结构设计提供了先进的设计研究方案。     

近五年中国特色社会主义基本经济制度研究评析

在自然环境下,钢 混凝土双面组合箱梁受一天中日照变化的影响,在梁体内部会产生相应的温度应力和变形。以三跨钢 混凝土双面组合箱梁为研究对象,对组合梁在6:00至18:00日照条件下的温度应力与位移进行计算分析。利用有限元软件ANSYS10.0建立三跨连续组合箱梁有限元模型,采用间接耦合解法进行热 结构耦合场的运算。得到了温度应力与温度位移的分布规律及时程分析,并对箱梁混凝土底板对温度效应的影响进行探讨。     

基于有限元分析的抽油机改进设计

CYJQ14型抽油机在现场使用过程中出现了游梁断裂的事故.通过对该抽油机的主要承载构件游梁的局部结构进行有限元分析后,发现游梁与平衡臂支座连接的焊接处超过了屈服极限,从而产生局部裂纹,是造成游梁与平衡臂支座连接处撕裂的主要原因.笔者提出了合理的结构改进方案,对改进后的游梁与平衡臂联接处进行计算和有限元分析.结果表明:改进后的结构强度满足使用要求.     

球型支座转动机构研究及设计

针对球型支座在转动时,侧面滑动副由面接触变为线接触,易带来摩擦副表面破坏的问题,为横向活动支座增加了转动机构,该转动机构主要是在上、下支座板之间设置转动块,转动块一侧固定滑动材料与上支座板对摩,实现支座的横向位移,另一侧与下支座板的圆弧凸缘接触,实现支座的转角要求。该转动机构不仅避免了支座有转角时摩擦副的破坏,同时也满足支座的位移和转角要求。通过对支座运动及受力状态的分析,找出了转动机构的受力最不利状态,并对此状态下的上支座板挡块、滑板及接触凸缘进行了应力计算,计算结果均满足设计要求。     

膜式水冷壁焊接变形热弹塑性有限元分析

结合数值计算的方法,对焊接过程中的温度场应力场进行实时模拟研究,提出了基于ANSYS的焊接温度场应力场模拟分析方法,并针对膜式水冷壁多道焊接问题进行了实例计算。建立的焊接温度场应力场模拟分析方法,可为优化焊接结构工艺和规范焊接参数提供理论依据和指导。利用本文模拟分析方法,可以对焊接过程的热应力及残余应力进行预测,为进一步的研究打下基础。     

减少钢包系统事故的措施探讨与应用效果

介绍了济钢第一炼钢厂(西区)钢包系统诸多事故的主要原因,重点针对钢包滑动水口的滑块砖和滑动机构等最主要因素进行了大量的研究与攻关,取得了满意的效果.根据存在的问题,合理制定对策,并组织实施,确保了钢水包整个系统的稳定,事故几率明显降低.     

影响星载光学镜面热变形的部分因素分析

在轨运行热环境条件下,星载激光通信端机光学天线镜面热变形将对空地激光通信链路性能产生严重影响。采用有限元分析法对不同固定方式下镜面热变形进行分析,结果表明:镜体释放热应力前后的法向角度偏差可达近3个数量级;在合理采用压板固定方式后,镜面法向偏转角度在10?7弧度量级。对采用潜望式结构的空地激光通信链路星上端机天线系统,压板固定法是适合其工作方式可选用的较优的反射镜镜体固定选择方案。     

控温式热流计标定装置

本文提出了一种新型的热流计标定装置。在对被标热流传感器进行传热分析和数位计算的基础上,详细讨论了装置的结构原理。指明当控制室控制在要求温度时,可消除被标热流计的侧向热损,因而具有精度高、结构简单等优点。     

鼓式制动器应力场数值模拟

针对鼓式制动器在制动过程中制动鼓出现开裂的问题,基于有限元法和瞬态热传导方程,分别建立了鼓式制动器接触分析模型和瞬态热分析模型。采用非线性接触方法分析了因制动蹄外张制动在制动鼓上产生的应力大小及其分布规律。利用瞬态生热对流与热传导分析方法得出了制动鼓上的生热-散热规律及其热应力的大小与分布规律。利用该模型分析了某重型车制动鼓开裂原因。结果表明,紧急制动工况时,机械应力和热应力对制动鼓不同部位的开裂都有影响,均可引起制动鼓疲劳开裂,且引起的开裂形态不同。该模型和分析方法对制动鼓的开裂失效研究具有很好的工程应用价值和理论指导意义。     

闭口肋正交异性钢桥面板应力分析

正交异性钢桥面板在车辆荷载作用下将产生极大的面外弯矩,由于桥面板与纵肋的相对厚度较小,这种面外弯矩将导致较高的弯曲应力进而使构件产生裂纹。用大型有限元分析软件ANSYS对正交异性钢桥面板在板 肋连接处的应力状况进行了数值计算。计算结果表明桥面板应力一般大于纵肋应力,可在横截面加设内横隔板以改善结构受力,同时帽孔尺寸不宜过大,设为25 mm较为合适。     

基于ANSYS的浇口套冷却系统研究

为了降低注塑模浇口套工作时的使用温度，减小其形变以提高使用寿命，课题组以风扇叶片注塑模为例研究注塑过程中高温、高压熔融塑料对浇口套结构的影响。利用有限元软件ANSYS在注塑模型腔最大压力下对注塑模浇口套进行结构研究，在此基础上根据热弹性耦合理论对其进行热力耦合分析，发现在型腔压力一定时注塑模温度增高会导致浇口套形变增加，影响浇口套的使用寿命；故提出一种浇口套冷却系统，并利用ANSYS CFX进行传热流动分析。研究结果表明：冷却系统能明显降低浇口套工作时的使用温度。研究达到了减小注塑模浇口套形变、提高其使用寿命的目的。     

砖—混凝土组合抗震墙在水平荷载作用下的侧移计算

砖—混凝土组合抗震墙体是一种新型的墙体结构,由于其组成材料沿高度不同,因此其位移特征也就不同于单一材料的墙体。本文作者通过对带构造柱的组合抗震墙在水平荷载作用下侧向位移的试验数据分析,并结合已有的墙体侧向位移理论计算公式,总结出了砖—混凝土组合抗震墙体侧向位移近似计算方法。希望此计算方法能够为其它组合结构的位移计算提供一定的参考。     

有机玻璃表面裂纹疲劳扩展仿真研究

针对有机玻璃构件在服役过程中常因交变载荷而导致表面裂纹的产生和疲劳扩展,进而引起断裂的行为,课题组通过仿真研究来预测有机玻璃的表面裂纹疲劳扩展寿命。采用7点递增多项式法拟合疲劳裂纹扩展速率得到材料参数;基于裂纹尖端应力场分析软件,将穿透直裂纹测定的材料参数准确应用到表面裂纹的寿命预测上;采用表面裂纹疲劳扩展试验用于验证仿真结果。研究结果表明利用该方法预测的表面裂纹扩展寿命、裂纹扩展形貌与试验吻合较好。该项研究为有机玻璃结构的损伤容限设计提供了一定的参考。