自然风冷条件下的小功率IGBT建模与仿真

采用一种计算IGBT损耗的方法，通过测量IGBT工作时的功率，计算出功率模块的通态损耗和开通、关断损耗．考虑了温度对损耗计算的影响，并以此为基准利用ANSYS热分析软件建立了模型．根据仿真所得IGBT工作时的热分布云图，设计了一种适合功率模块的散热器；建立了实验电路，并测量了IGBT及散热器的实际工作温度，与仿真结果进行对比，从而证明了设计的合理性．     

基于Star-ccm+的某水冷电机控制器热仿真及分析

为提高电机控制器的冷却效率,以一款60 k W水冷电机控制器为研究对象,采用有限元方法建立了电机控制器的散热模型,为消除不同网格尺寸对仿真结果产生的误差对其进行网格无关性验证,并利用CFD软件进行仿真,分析了水道内不同高度、不同形状的扰流块对控制器散热性能的影响。仿真结果表明:在满足工艺要求和总压降的条件下,采用高度为0.7 mm的菱形扰流块时,控制器散热效果达到最佳,这为控制器水道的选型提供了参考依据,具有工程实际参考价值。     

基于耦合计算的气体轴承-转子系统的动态特性研究

为探究转子运动与轴承特性的非线性对气体轴承-转子系统的影响规律,提高系统特性的计算精度,针对气体轴承-转子系统建立三维模型,将流体动力学与转子动力学结合,通过数值模拟对系统进行双向流固耦合分析。分别使用Fluent模块和Transient Structural模块对系统的流体场和固体场进行瞬态的耦合计算,并通过ANSYS中的System Coupling模块将流体动力学与转子动力学仿真结果进行双向数据交换。研究分析了特定供气压力时,不同阶跃负载及转速条件下的转子非线性运动和轴承特性之间的相互影响,得到了系统特定状态下瞬态响应和稳态响应下的转子轴心轨迹以及不同方向的位移变化曲线。通过时域参数分析得到结论:在一定条件下,提高转速、增加负载会使系统最大超调量降低,提高系统的平稳性,同时减小转子稳态响应下位移波动量,提高系统在稳态响应下的回转精度。     

小功率车载逆变器的热仿真与实验研究

为探究小功率车载逆变器的散热性能,利用CFD软件对车载逆变器建立有限元三维模型,用笛卡尔网格划分系统对重点部位进行网格加密处理,通过在不同工况下的数值仿真计算,得出逆变器整体及各个元器件的发热情况。在数值仿真结果的基础上,设计相关实验,在不同环境温度的工作条件下,对车载逆变器中各个元器件的工作温度进行实验测试。测试表明各个元器件在不同环境温度、外部负载的工况下,工作温度都控制在100 ℃左右,分析实验值与模拟值的误差,其最大误差在3.4%以内。数值仿真计算结果有较高的精确度。     

轨道除沙车集沙铲功耗分析与形状优化

基于离散元法,利用EDEM软件中的Hertz-Mindlin接触模型,研究沙子物理特性和集沙铲几何特点,建立基于EDEM软件单叶集沙仿真模型。分析了集沙铲转速为90 r/min,100r/min,120 r/min时,沙堆沙粒能量的数值规律,计算出在额定工况下3种转速下所需功率分别4.24 kW,5.29 kW,7.46 kW。同时对定转速120 r/min下集沙铲叶片形状进行优化,通过仿真得到平板集沙铲以及集沙铲末端弧度半径分别为700 mm,500 mm,300 mm时的受力情况,分析后得到集沙铲末端弧度半径为500 mm时受力峰值最小,作用过程中受力较为均匀,所受冲量较小。     

用Pro/E对过约束运动平台动态仿真分析研究

针对过约束多体运动机构的动态受力分析难点,以一个具体的多曲轴运动平台为例,提出一种基于Pro/E中Mechanism仿真模块进行动态仿真的解决方法。在Pro/E中进行了3维建模;针对分析的重点,对系统模型进行了适当简化;并结合虚拟样机技术在Pro/E中的具体运用,对简化模型进行动态仿真;并运用仿真结果分析了各类因素对该机构运动及受力的影响,提出了优化设计方案。     

采用CFD-KULI耦合方法的主动格栅对汽车气动阻力和散热性能的影响研究

采用三维CFD技术和一维热管理仿真软件KULI进行耦合,对某跨界SUV车型主动格栅开闭2种状态进行了空气动力学和发动机冷却系统的计算和分析,得到了整车外流场分布结果、发动机进出水温度以及中冷器的进出气温度,并对冷却系统的模拟值和发动机热平衡试验结果进行了对比,验证了该仿真分析结果的精确性,为AGS的研究应用提供了理论和试验依据。     

三维数字图像相关法的匹配策略和应变场计算

针对在三维数字图像相关法的三维重建过程中存在着两种不同的匹配策略,利用三维仿真散斑图模拟变形,分析研究二者在不同场景下应用的品质。现有的三维应变场计算有直接对三维位移场计算和对位移场投影后再进行计算两种方法,这两种方法存在忽略局部特征、未去除噪声的缺陷。为了得到精度较高的应变场,采用基于最小二乘拟合的微单元体应变计算方法。仿真分析结果表明:利用该计算方法求得的应变场精度明显提高。     

定常稳态风载荷下的高速列车运行安全性研究

为了研究高速列车在横风作用下的运行安全性,建立了定常稳态风载荷模型,提出定常稳态风载荷的计算方法,并对共计20种工况下的横向力,倾覆力矩和摇头力矩进行了计算.基于多体动力学基本理论和多体动力学软件SIMPACK,完成了某型号高速列车仿真模型的建立以及广义力载荷的加载,完成车辆的动力学仿真,绘制出不同安全性指标仿真结果图像,并对车辆的运行安全性进行分析和评价,提出改善车辆运行安全性的方法.     

电脑机箱散热性能优化问题的研究

介绍了用ANSYS软件对加装在电脑机箱表面的辅助散热风扇位置进行优化设计的方法。通过实验测试了空机箱情况下表面辅助散热风扇对CPU散热性能的影响,采用ANSYS软件对相同的情况进行了仿真,由两种方法的结果对比情况验证了用该软件仿真散热性能的可行性和准确性。并对实际的完整电脑机箱风冷散热系统的散热性能进行了软件仿真,根据仿真结果给出了风扇位置的优化建议,证实了用软件仿真方法进行电脑机箱散热性能优化设计的实用性。     

换热管内置螺旋形扭带的阻力与转动特性实验研究

为了研究螺旋形扭带阻力与转动特性,选取了不同宽度（6,7和8 mm）的三种扭率（2.0,3.0,4.0）及3种螺距比（1.5,2.0,2.5）的参数组合下共27根螺旋形扭带插入换热管内进行实验。实验结果表明,插入螺旋形扭带后换热管内流动阻力和转动性能都有明显提高,并且分析了其带宽、扭率和螺距比等参数对压降和转速的影响。通过对实验数据的多元线性回归分析,建立了相应的压力降关联式和转速关联式。通过与光滑扭带实验数据对比,证明了实验研究的扭带具有良好的转动性能。     

基于正交试验法的COB LED散热器优化设计

结温过高会影响寿命与可靠性,为了降低芯片温度,设计了一款带凹槽的半球型散热器。首先通过实验对模拟 仿真结果进行对比,验证了ANSYS Workbench稳态热分析模块模拟仿真的合理性,然后采用正交试验法对半球型散热器进行模拟优化设计,从翅片高度、翅片个 数、凹槽深度和翅片厚度4个方面考察了半球型散热器尺寸参数对COB LED芯片最高温度的影响,得到了一个散热效率最优的结果。优化后芯片最高温度降低到 63.705 ℃。优化后散热器体积小于太阳花型和翅型散热器,而散热效果在3者中最好。     

基于DEFORM-3D的不锈钢切削力有限元仿真

为更好地研究金属材料的切削加工过程,以DEFORM-3D软件为平台,利用有限元方法对0Cr18Ni9不锈钢的切削过程进行了建模与仿真,分析0Cr18Ni9不锈钢的切削力变化规律以及切削速度和进给量对其切削力的影响,并同理论计算结果进行对比验证。研究表明,DEFORM-3D软件所得仿真数据与理论计算结果吻合度较高,说明仿真结果具有较高的可信度,为系统地研究金属的切削过程提供了一种新的途径。     

绝缘栅双极型晶体管(IGBT)驱动及保护电路的研究

介绍了绝缘栅双极型晶体管(IGBT)模块的电气特性和对栅极驱动的要求，结合IGBT模块的电气特性对IGBT驱动电路和保护电路的设计进行了分析和讨论，并给出了一些典型电路以供大家参考。     

车用螺旋型水道永磁同步电机温升特性

为了解决车用单向螺旋型水道永磁同步电机局部温度过高,提出一种对流双水道冷却模型。基于传热学和流体力学,采用磁热耦合法对某额定功率为38 kW的单水道水冷永磁同步电机进行电磁场与温度场的仿真计算,得到了电机各位置温升分布情况;再将仿真计算结果与台架温升试验测试结果对比分析,相对误差为3%,验证了仿真计算方法的准确性;最后,在原有样机模型基础上建立对流双水道与单水道模型,将2种模型的温升仿真对比分析。结果表明:对流双水道电机模型在38 kW、4 000 r/min运转时绕组端部最高温度降低5.3%,在74kW、10 000 r/min运转时间增加6.6%。     

基于ANSYS的USB数据接口球头弹片结构改进

为提高USB接口数据传输的稳定性和延长使用寿命,课题组对弹片结构进行了改进。基于弹片压力变形理论和库仑摩擦定律,同时考虑弹片接触大变形的关键因素,运用ANSYS Workbench软件建立了某型号USB数据接口球头弹片和接头接触的力学模型;运用有限元方法,对接头与数据接口球头弹片插合过程进行仿真分析,对比分析了插合过程中球头弹片的力学特性的理论计算和仿真分析结果。研究结果表明：球头弹片的3种结构参数对其力学特性存在影响,原始结构设计存在缺陷;依据仿真分析的结果对3种结构参数进行调整,获得了既能满足其材料屈服强度又具有良好力学性能的结构参数范围。研究结果为高性能USB数据接口的结构优化设计与可靠性设计提供了参考依据。     

内阻取值方式对锂电池热模型精度的影响

采用恒定法及动态法对单体三元锂离子电池热模型中内阻参数的取值进行研究。建立了电池三维热模型,分析了不同内阻取值方式对锂离子电池热模型精度的影响,通过Ansys workbench中的瞬态热分析模块对25℃下不同倍率放电时的电池温升情况进行建模仿真,并与实验结果进行对比。结果表明:取动态内阻的热模型仿真曲线相对于恒定内阻仿真曲线的精度明显更高,在1C、2C、3C放电倍率下,仿真曲线与实测曲线的最大偏差分别为0.43、0.52、0.97℃,平均偏差分别为0.20、0.15、0.49℃。     

散热筋结构盘式制动器温度场有限元分析与优化

结合热分析理论,采用数值法代入温度边界条件,对带有散热筋结构的通风盘式制动器进行了温度场分析和优化。建立制动盘的三维模型,在此基础上对制动盘的温度特性进行瞬态温度场分布的仿真分析,得到制动盘在制动行程中的温度场、内外部温度梯度分布以及温度变化的时间曲线。使用Isight进一步对制动盘进行了结构优化,改善温度场分布并返回到有限元模型进行仿真对比论证,为制动器的设计优化提供了相应的理论基础,也在很大程度上为由温度场引起的制动器失效判断提供了分析改进手段。     

新中国成立以来建设先进文化的基本经验

以线性机械弹簧和斜支撑弹簧为元件,构建了支撑系统力学模型。在仿真计算的基础上,设计并制作与力学模型相对应的支撑系统。通过测试确定系统阻尼比、固有频率等力学参数,综合利用时频域分析、相轨迹分析和庞克莱分析等方法,对支撑系统在不同激励条件下的响应规律进行了实验分析。研究结果表明实验测试结果和数值仿真结果一致,该力学模型存在典型的非线性力学特性,如稳态周期解、暂态混沌、分岔、混沌等,为其进一步推广到工程实际提供了理论和实验支撑。     

外后视镜镜壳造型对气动噪声影响研究

外后视镜是前侧窗区域的主要气动噪声源,为研究气动噪声产生机理,采用Realizable k-ε和大涡模拟(LES)对3种外后视镜模型进行气动噪声数值仿真。通过风洞试验和仿真结果对比发现,1/3倍频程A计权声压级曲线吻合较好,验证了仿真结果的可靠性。通过数值仿真得到后视镜-A柱区域流场分布和声压级频谱图,对比分析流场分布云图和声压级频谱曲线,结果表明:模型2的镜壳结构改善了外后视镜尾部流场分布,与原模型相比,模型2尾部涡流尺度更小,涡流中心远离侧窗表面,更有利于降低气动噪声,最大降幅达到9.3 d B。