一、锌液冷却管热应力有限元分析(论文文献综述)
李文锋[1](2021)在《某高原柴油机气缸盖的有限元分析》文中提出柴油机是当下最普遍使用的动力机械之一,被广泛应用于铁路牵引、油井钻探、船舶、汽车等机械领域,鉴于西部地区的高原地形,逐渐对高原交通的运输能力提出新的要求。柴油机作为重型卡车以及机车最重要的动力核心必须适应高原严峻状况:温度低、含氧量低,才能为西部大开发发挥自己的力量。气缸盖作为柴油机装配系统中的核心部件之一,不仅结构复杂,同时其工作环境也极其苛刻,除了承受气缸的爆发压力外,同时也受到冷却水套、进排气管的热应力以及螺栓的预紧力的耦合作用,极大地增加柴油机缸盖应力分析的难度。本文研究的内容为某16V柴油机气缸盖的热-流-机耦合分析,气缸盖的温度边界条件传统采用两种施加方法:一种是根据实际工作状况以及经验公式进行估计后直接施加,另一种是对气缸内部的冷却水套进行流-固耦合分析,并把分析的结果直接映射到与流域接触的固体域接触面上,作为气缸盖的温度边界条件,前者虽然计算简单,但需要重要的工程实践经验,计算误差大,故采用后者。本文计算主要包括四个部分:(1)用Fluent对整体气缸盖水套进行流动以及换热分析,寻找冷却液流动效果最差的气缸,以便对其进行流-固耦合、热-机耦合分析。(2)分析气缸盖与冷却液水套之间的换热情况,对换热效果最差的气缸进行流-固耦合分析,得到气缸盖与冷区水套之间的换热边界条件。(3)将第二部分计算的热边界作为已知条件导入Workbench中Static Structural模块中,并在此基础上对气缸盖施加螺栓预紧力、气缸的爆发力以及高温烟气产生的温度场,校核气缸盖所承受的最大应力是否满足设计要求。(4)校核气缸盖是否满足设置要求,不仅需要研究气缸盖热机耦合的静态力学性能,还需要分析气缸盖的动态性能,因此对柴油机的气缸盖进行自由模态、约束模态分析。
张子阳[2](2021)在《湿式离合器摩擦副热流固耦合特性及影响研究》文中研究表明近年来,随着中国自主品牌变速器企业的迅速发展以及自主技术的突破,基于湿式离合器研发的自动变速器在国内乘用车变速器市场中的占比逐年攀升。湿式离合器工作过程中摩擦副滑摩产生大量摩擦热,摩擦副油槽中冷却润滑油带走一部分热量,其余热量被摩擦副吸收导致其温度急剧升高,并且容易出现摩擦因数衰退、表面烧灼、局部或整体变形等热失效现象,降低了湿式离合器的工作性能以及热可靠性,从而影响变速器系统的换挡性能和寿命。本课题依托国内某企业湿式离合器开发项目展开湿式离合器摩擦副热流固耦合特性的深入研究,分析冷却润滑油流量和油槽倾斜角度对湿式离合器摩擦副接合过程中温度特性、应力应变特性及流场特性的影响。论文主要研究内容如下:(1)基于摩擦接触机理分析了湿式离合器摩擦副的接合过程,应用平均雷诺方程和粗糙表面弹性接触模型对接合过程建立了有效数学模型,同时考虑到摩擦副间润滑油膜的粘温特性,建立了湿式离合器摩擦副滑摩温度场模型,分析了接合过程中滑摩温度场、相对转速差、传递转矩及等效摩擦系数的变化规律,并通过试验验证了仿真结果的有效性,为后续湿式离合器摩擦副热流固耦合有限元分析提供初始输入条件。(2)研究了湿式离合器摩擦副实际接合过程中温度场、应力应变场和流场的相互耦合关系,确定了湿式离合器摩擦副接合过程中三场耦合的边界条件,并将湿式离合器摩擦副接合过程数学模型的仿真结果作为初始输入条件,建立了湿式离合器摩擦副热流固耦合有限元分析模型。(3)基于所建的湿式离合器摩擦副热流固耦合有限元分析模型,仿真分析了湿式离合器摩擦副接合过程中温度场、应力应变场以及流场的变化规律;建立了湿式离合器摩擦副热流固耦合有限元分析简化模型,并将其与原模型进行对比分析,验证了简化模型能够有效地分析湿式离合器摩擦副的热流固耦合特性。(4)建立了不同冷却润滑油流量和不同油槽倾斜角度的湿式离合器摩擦副热流固耦合有限元分析简化模型,分别研究了冷却润滑油流量和油槽倾斜角度对湿式离合器摩擦副接合过程中温度场、应力应变场以及流场的影响规律。
李子旺[3](2020)在《发动机集成排气歧管气缸盖设计及流固耦合传热分析》文中进行了进一步梳理与普通发动机相比,将排气歧管集成到气缸盖里可以达到发动机轻量化、集成化的目的,同时有节约成本和降低污染物排放的作用。发动机高负荷工作时,冷却液可吸收集成排气歧管中高温废气的部分热量,加快热车速度,减少燃油消耗,这有助于发动机满足更严苛的环保法规。本文首先对某汽油机的冷却水套进行流动模拟,发现冷却液在1缸、2缸附近的流速较低,随后对该缸盖进行温度场试验验证,结果表明发动机在5500rpm全负荷,且缸盖出水温度为115℃时,1缸排气门鼻梁区温度为248.5℃,冷却水套换热满足使用需求。然后,对集成排气歧管气缸盖的冷却水套结构进行设计及CFD流动模拟。模拟的结果表明,冷却液的流量分配合理,但是同原机冷却水套一样在1缸、2缸附近的流速较低,需进行流固耦合分析。建立集成缸盖的有限元模型,对缸盖燃烧室、进排气道、气门座圈网格进行细化和加密处理。加载原机的边界条件后,流固耦合分析的结果表明最高温度出现在1缸排气门鼻梁区,温度为249.7℃。使用ABAQUS软件,加载热边界条件、约束,对集成缸盖进行应力分析,计算结果的最大应力为172.2MPa。根据第四强度理论可以得出,集成缸盖满足强度要求。
毛磊[4](2019)在《工业炉冷却水管的流热固耦合数值分析》文中指出钢铁产业是我国的支柱产业之一,降低钢坯热处理过程中的事故率对提高钢铁产品的质量、减少污染物排放和提高企业经济效益,有着极其重要的意义。目前普遍应用的连续式热处理工业加热炉因炉底管道易发生漏水和断裂事故,影响正常生产和效益,多年以来一直备受关注。本文以推钢式加热炉为例,通过研究管道内部水力循环的传热特性及管道结构应力的分布特点,可为管道结构改进优化和降低断裂事故提供参考。本文从炉底管道在加热炉工作过程中易发生应力破坏的缺点入手,进行了管道的内部传热特性和结构力学特性研究。首先,基于传热学理论对管道和外壁面耐火材料进行热参数计算,得到了初始边界条件;其次,考虑模型体积和结果准确性的影响,利用Solidworks软件建立了简化管道进口段三维模型并对其进行了流固一体网格划分;然后,利用Fluent流体分析软件,结合传热学和流固耦合理论对模型进行了仿真分析,探究了工况参数对管道内部流体传热的影响,得到了流体的运动规律和温度分布情况,并对管道弯曲处和水平处的二次流现象进行了研究,分析了二次流的流动特性;最后,通过流热固耦合的方法,基于弹性力学和塑性力学原理对截取的直管段模型进行了仿真分析,得到了管道壁面应力的分布情况,给出了不同耐热滑块的管道结构对应力峰值和应力分布的影响规律。本文通过改变工况参数和耐热滑块结构,结合传热学,流体力学和固体力学理论,利用数值模拟的方法研究了流动特性对管道内部传热以及滑块结构对管道应力分布及大小的影响,可为工业加热炉的设计、优化和应用提供参考。
赖鹏飞[5](2019)在《预埋Monel合金管铜水套的铸造工艺及冶金界面特征研究》文中研究说明强化冶金是冶金行业实现节能减排的重要途径,是冶金技术的一个重要发展方向。但是强化冶金必然会给冶金炉的耐火砖衬造成严重损伤,因此,如何保护炉衬成为强化冶金的关键技术。目前最有效的办法是在冶金炉的砖砌之间镶嵌铜水套,埋管铸造方式生产铜水套由于具有工艺简单、冷却水管可自由设计、使用可靠性大等突出的优点,成为铜水套研发的热点。而如何消除预埋冷却管与纯铜基体的间隙以及消除气孔等铸造缺陷,是改善铜水套冷却效果的关键。与预埋纯铜管水套相比,预埋Monel合金管铜水套由于具有更高的可靠性,近年来更得到关注。本文基于冶金闪速炉对铸造铜水套的需求,选用某型铜水套为研究对象。首先研究了不同浇铸温度和模具温度对铜水套充型流动场和温度场的影响,然后采用雨淋浇铸方式制备了铜水套小试验件和成品铸件,探讨了浇铸温度和埋管外壁形貌对铜水套界面冶金结合特性的影响,分析了不同浇铸温度和埋管方式对铜水套界面组织及冶金结合性能的影响。主要结果如下:(1)不同浇铸温度下的金属液充型过程和凝固过程数值模拟结果表明,1250℃是最为合适的浇铸温度;不同模具温度下的金属液充型过程和凝固过程数值模拟结果表明,100℃200℃是最合适的模具温度。(2)埋管外壁形貌影响预埋Monel合金管铸造铜水套的界面结合特性。在1150℃、1200℃和1250℃三个浇铸温度下,随着浇铸温度的升高,光滑管铸件的界面界面层平均厚度从16.03μm增加至29.22μm,螺纹管铸件的界面层厚度从15.99μm增加至19.51μm。在同一浇铸温度下,光滑管铸件的扩散层平均厚度大于螺纹管铸件,显微硬度小于螺纹管铸件,但光滑管铸件的界面剪切强度与螺纹管铸件的界面剪切强度相当。浇铸温度为1150℃时,铸件界面层的显微硬度和剪切强度都明显低于浇铸温度高于1200℃的铸件。1200℃、螺纹管铸件的界面层硬度达到最大值109 HV,1250℃、光滑管铸件的界面剪切强度达到最大值170 MPa。(3)护管方式影响预埋Monel合金管铸造铜水套的界面组织及冶金结合特性。当浇铸温度为1180℃时,埋硅砂铸件和通氮气铸件的界面层平均厚度分别为18.07μm和18.35μm,结合面的维氏显微硬度平均值分别为92 HV和96 HV,剪切强度平均值分别为136 MPa和167 MPa;当浇铸温度为1240℃时,埋硅砂铸件和通氮气铸件的界面层平均厚度分别为28.31μm和29.48μm,结合面的维氏显微硬度平均值分别为112 HV和120 HV,剪切强度平均值分别为172 MPa和198 MPa。预埋管通氮气铸件的冶金结合性能高于埋硅砂铸件。(4)针对本研究中所选用的预埋Monel合金管铜水套模具和材料,结合数值模拟和实验结果表明,较合适的埋管铸造工艺参数为:浇铸温度1240℃,模具温度180℃,充型时间30 s,埋管外壁形貌为光滑管,护管方式为通氮气;在最优铸造工艺下,预埋Monel合金管铸件的冶金结合率可达99.1%、抗拉强度可达190 MPa、延伸率可达42%、导电率可达88%(IACS),满足冶金炉用铜冷却水套的使用要求。
龙婷[6](2017)在《平面磨床砂轮主轴—轴承系统热—结构耦合分析与试验研究》文中研究指明机床主轴系统的高精度主要受主轴轴承的预紧状态和热态特性稳定性的影响。分析机床主轴系统在工作时的温升和热变形等热特性是提高数控机床加工精度的关键,且能有效改进数控机床产品的性能。主轴系统中的轴承摩擦热是主要的内部热源,轴承摩擦发热使得主轴系统中各个部件之间出现不同的温升,而温升又引起各部件的热膨胀,进而导致主轴产生热位移。为了进一步研究机床主轴系统各部件之间温度随时间变化的规律与其自身热变形的变化特征,本文以MGK7120×6高精度卧轴矩台平面磨床为研究对象,对其砂轮主轴-轴承系统进行了温度场与热变形的仿真,并对主轴系统进行了温度测量试验以验证温度场仿真的正确性。本文主要研究工作如下:(1)基于滚动轴承热态特性理论,对轴承的摩擦起因与摩擦力矩进行了详细介绍与计算。以传热学理论为基础,对具有不同导热系数的物质之间的三种基本传热模式做了理论阐释与分析,且进一步总结了传热分析的四种分析方法。(2)基于温度场热传导与边界条件理论,对主轴-轴承系统进行了稳态和瞬态的温度场仿真计算。从稳态温度场仿真结果分析了主轴沿轴线方向上的温度分布规律,且改变主轴的转速后得到了不同转速下轴承部件的温度变化。从瞬态温度场仿真结果分析了轴承滚子与内外圈滚道温度随时间的变化规律,进一步得到了时间t=600s、1800s、3600s和4800s时的主轴沿轴线方向的温度分布曲线对比图。(3)基于Hertz弹性接触理论,对滚动轴承的应力与变形进行了计算公式的分析。根据热-结构耦合分析理论且在温度场仿真的基础上,对主轴-轴承系统进行了热-结构耦合分析。由仿真得到的结果有:轴承滚子表面热应力分布为椭圆形状,且与Hertz弹性接触应力的描述相同;建立轴承内外圈沿圆周方向的路径,得到轴承内外圈在径向、切向与轴向三个方向的热位移大小,且进一步得出了轴承内外圈在三个方向的热位移变化形状;最后建立主轴沿轴线方向的路径,得到了主轴在径向、切向与轴向三个方向的热位移与热应力的变化规律。(4)针对主轴-轴承系统温度场仿真结果,对MGK7120×6高精度卧轴矩台平面磨床砂轮主轴系统进行了温度测量试验,以此验证主轴-轴承系统温度场仿真的正确性。改变主轴转速,重复试验,得到了转速与热平衡时间两者之间的关系。
金晓宏,罗定,张伊波,杨科[7](2016)在《步进梁式加热炉中步进梁立柱管热流固耦合分析》文中提出以热轧厂加热炉中步进梁立柱管为模型,考虑在均温为1 573 K的加热炉内,立柱管在流体冷却过程中的共轭传热问题。建立了耐火材料、立柱和冷却介质的三维耦合模型。采用单向直接耦合分析法,对立柱中流体流动传热及立柱管耦合换热过程进行数值模拟。通过计算得到步进梁立柱管的温度分布图及其分布规律,从而找出立柱管危险截面的位置。仿真结果表明:立柱管在经过加热冷却后,温度最终达到510 K左右,符合管道温度设计要求,但管壁温度分布不均,局部出现明显高温,可能导致其破裂失效。
罗定[8](2015)在《步进梁式加热炉汽化冷却系统的热交换研究》文中研究说明步进梁式加热炉汽化冷却技术因其高效节能的优点被许多大型钢厂所采用。本文以某热轧厂步进梁式加热炉的汽化冷却系统为研究对象,结合传热学和流体动力学计算及相关理论,采用数值模拟方法,利用专业分析软件对步进梁内流场流动及传热和步进梁在流体冷却过程中的共轭传热进行模拟仿真,掌握主要冷却部件内流体运动过程及步进梁的温度分布规律,为汽化冷却系统中步进梁的维护与保养提供有实用价值的参考和理论指导。主要做了如下工作:(1)通过了解汽化冷却系统工作原理和主要装置,对步进梁及其冷却介质进行传热分析,完成汽化冷却系统中主要冷却部件的热参数计算。(2)根据步进梁的结构建立流体仿真模型,用ICEM软件对其进行网格划分,利用FLUENT软件对均匀热流载荷作用下的单个步进梁内流场进行仿真分析,分析整个步进梁内流体运动规律和流体温度分布。(3)考虑在均温为1300°C的加热炉内,立柱管在无水垢和有均匀水垢层两种情况下的流体冷却过程中的共轭传热问题。建立耐火材料、冷却管道和冷却介质、水垢的三维耦合模型。采用单向直接耦合分析法,使用CFX商业软件对立柱管中流体流动传热及冷却管耦合换热过程进行数值模拟。仿真结果表明:水垢对立柱管道的温度影响很明显。由于水垢的导热系数小,水垢内外侧温差随水垢厚度增大而增大,管壁金属温度也随之升高。当水垢达到一定厚度时,会使管壁温度超过限定值,造成炉管过热损坏。
杨远平,严宏志[9](2012)在《大型锌锭铸模结构与参数对其应力场的影响》文中研究表明以降低大型锌锭模的热应力、延长其使用寿命为目的,本文采用有限元方法,分析了散热筋、壁厚、圆角半径、上部法兰等结构与参数条件对铸模应力场的影响.计算结果表明,通过合理配置锌锭模各部分的壁厚,可以有效地降低锌锭模上部应力,防止裂纹产生.此外锌锭模结构不宜采用散热筋,应采用较大的圆角半径,上部不宜设置法兰.本文研究结果可作为大型锌锭、铝锭等模具设计制造的理论参考.
李鹏辉[10](2010)在《火炮身管结构强度与损伤分析》文中认为针对火炮发射过程中高温高压高速火药燃气对身管应力的影响,分析连发过程中在热应力与压应力耦合冲击载荷下,非自紧身管和自紧身管塑性变形和残余应力的变化规律;基于热作用是影响身管强度的主要因素,而且层间冷却身管是一种有效的冷却方式,研究这种冷却方式的冷却特点;身管在反复的热冲击应力作用下产生裂纹和凹坑缺陷,研究身管内存在缺陷时,凹坑和裂纹缺陷对自紧身管的强度影响。基于有限元分析方法,应用有限元软件ANSYS对各部分进行分析。本文主要内容和结论如下:(1)以小口径速射火炮身管为研究对象,建立身管截面的有限元模型,采用直接耦合的方法,模拟了承受热应力和火药燃气压力的非自紧和自紧身管在连发然后冷却,再连发再冷却过程中身管的残余应力变化,得到这个过程残余应力变化的原因,残余应力的变化规律,提出了减小残余应力变化程度的策略;(2)以小口径速射火炮身管为研究对象,建立层间冷却身管的三维有限元模型,应用流固耦合的方法进行温度分析,然后采用间接耦合的方法分析身管的热应力。通过与空气冷却对比,层间冷却能大幅减少冷却时间;冷却液流速超过一定值后,提高流速对身管的冷却差别不大;层间冷却能够快速有效的减小冷却过程中的热应力。这种数值仿真方法把流固边界条件处理为内边界条件,能够较好地模拟身管冷却的过程,为层间冷却身管的设计提供了一种数值方法。(3)以含内壁椭圆形凹坑缺陷身管为研究对象,建立内壁含椭圆形凹坑的身管有限元模型,采用三种有限元方法计算身管塑性极限载荷。得到含不同尺寸缺陷身管的塑性极限载荷,说明不同尺寸缺陷对极限载荷的影响规律,通过对比自紧与不自紧,证明自增强对厚壁圆筒极限载荷没有影响或很小。这种计算极限载荷的方法可以充分利用商用有限元软件的优势,分析各种复杂条件和结构的极限载荷。(4)以含轴向、径向裂纹身管为研究对象,分别建立含内壁轴向、径向裂纹身管的三维有限元模型,研究静载内压作用下含不同尺寸裂纹自紧与非自紧身管的应力强度因子,得到裂纹尺寸越大应力强度因子越大;身管自紧有效提高身管抵抗断裂的能力,但是与轴向裂纹相比,自紧对径向裂纹提高的强度比较小;轴向裂纹要比径向裂纹更危险。
二、锌液冷却管热应力有限元分析(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、锌液冷却管热应力有限元分析(论文提纲范文)
(1)某高原柴油机气缸盖的有限元分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 课题研究的背景以及意义 |
1.2 有限元分析技术的应用 |
1.3 研究现状及发展前景 |
1.3.1 国内研究现状 |
1.3.2 国外研究现状 |
1.4 本文研究内容以及研究思路 |
1.4.1 本文研究内容 |
1.4.2 本文研究思路 |
2 有限元分析的理论基础以及软件工具 |
2.1 气缸盖热-流-固数值计算的物理模型 |
2.2 流体运动以及热分析的理论基础 |
2.3 弹性力学的理论基础 |
2.3.1 弹性力学基础知识 |
2.3.2 弹性力学基本方程 |
2.4 湍流方程模型 |
2.4.1 流体的流动状态 |
2.4.2 湍流的数值计算 |
2.4.3 湍流模型 |
2.5 壁面函数 |
2.6 仿真软件介绍 |
3.整体冷却水套的流动性能仿真模拟 |
3.1 整体冷却水套的几何模型的建立 |
3.2 网格的划分 |
3.3 高原边界条件的设置 |
3.3.1 冷却液的物性参数 |
3.3.2 边界条件的设置以及流体模型的选择 |
3.4 整体冷却系统的仿真结果分析 |
3.4.1 不同海拔整体冷却水套的速度场 |
3.4.2 冷却水套的压力场分析 |
3.5 本章小结 |
4 单缸流-固耦合分析 |
4.1 单缸有限元模型的建立 |
4.1.1 单缸冷却水套仿真模型的建立 |
4.1.2 单缸流-固耦合仿真模型的建立 |
4.2 材料属性的定义 |
4.3 基于GT-Power整体仿真模型的建立 |
4.3.1 机型参数的设置 |
4.3.2 发动机重要部件仿真模型建立及参数设置 |
4.3.3 整体GT-Power仿真模型建立 |
4.4 边界条件的定义 |
4.4.1 流体域边界条件的设置 |
4.4.2 固体域边界条件的设置 |
4.5 单缸流-固耦合仿真结果分析 |
4.5.1 单缸冷却水套的冷却效果分析 |
4.5.2 固体域的温度场分析 |
4.6 本章小结 |
5 气缸盖的应力分析 |
5.1 气缸盖的热-机耦合模型的建立 |
5.2 气缸盖的几何模型 |
5.3 边界条件的施加 |
5.3.1 温度边界条件的施加 |
5.3.2 机械载荷的施加 |
5.4 热-机耦合结果分析 |
5.5 材料强度校核 |
5.6 本章总结 |
6 气缸盖的模态分析 |
6.1 模态分析的意义 |
6.2 结构动力学理论 |
6.3 气缸盖的模态分析 |
6.4 发动机的激励频率 |
6.5 本章小结 |
结论 |
7.1 本文总结 |
7.2 未来研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
(2)湿式离合器摩擦副热流固耦合特性及影响研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 湿式离合器简介 |
1.2.1 湿式离合器特点 |
1.2.2 湿式离合器的冷却形式及摩擦状态 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 摩擦副接合特性研究 |
1.3.2 摩擦副热负荷特性研究 |
1.3.3 热流固耦合分析 |
1.4 课题主要研究内容及技术路线 |
1.5 本章小结 |
2 湿式离合器摩擦副热流固耦合理论分析 |
2.1 传热学基本理论 |
2.1.1 热传导基本理论 |
2.1.2 导热微分方程 |
2.1.3 对流换热基本理论 |
2.1.4 温度场的定解条件 |
2.2 热流固耦合理论 |
2.2.1 热弹性力学基本方程 |
2.2.2 热流固耦合温度场控制方程 |
2.3 本章小结 |
3 湿式离合器摩擦副接合过程传动机理分析 |
3.1 湿式离合器摩擦副接合过程传动机理建模 |
3.1.1 油膜压力模型 |
3.1.2 微凸体承载压力模型 |
3.1.3 摩擦副承载力模型 |
3.1.4 传递转矩模型 |
3.2 湿式离合器摩擦副滑摩温度场建模 |
3.2.1 摩擦副热量的计算 |
3.2.2 温度场数值模型 |
3.3 湿式离合器摩擦副接合传动模型数值求解 |
3.4 试验验证 |
3.4.1 湿式离合器综合性能试验台介绍 |
3.4.2 试验与仿真结果对比验证 |
3.5 本章小结 |
4 湿式离合器摩擦副热流固耦合有限元建模 |
4.1 三维模型建立 |
4.1.1 摩擦副三维模型建立 |
4.1.2 油槽内流体三维模型建立 |
4.2 网格划分 |
4.2.1 摩擦副三维模型有限元离散 |
4.2.2 油槽内流体有限元离散及物理模型选择 |
4.3 热流固耦合有限元边界条件 |
4.3.1 摩擦副固体有限元边界条件 |
4.3.2 摩擦副流体有限元边界条件 |
4.3.3 摩擦副热流固耦合边界分析 |
4.4 本章小结 |
5 湿式离合器摩擦副热流固特性仿真分析 |
5.1 摩擦副温度特性仿真结果分析 |
5.1.1 对偶钢片温度场分析 |
5.1.2 摩擦片温度场分析 |
5.2 摩擦副应力应变特性仿真结果分析 |
5.2.1 对偶钢片应力应变场分析 |
5.2.2 摩擦片应力应变场分析 |
5.3 摩擦副流场仿真分析 |
5.4 模型简化验证 |
5.5 试验验证 |
5.6 本章小结 |
6 湿式离合器摩擦副热流固特性影响因素分析 |
6.1 冷却润滑油流量对摩擦副热流固特性的影响 |
6.1.1 冷却润滑油流量对温度场的影响 |
6.1.2 冷却润滑油流量对应力应变场的影响 |
6.1.3 冷却润滑油流量对流场的影响 |
6.2 油槽倾斜角度对摩擦副热流固特性的影响 |
6.2.1 油槽倾斜角度对温度场的影响 |
6.2.2 油槽倾斜角度对应力应变场的影响 |
6.2.3 油槽倾斜角度对流场的影响 |
6.3 本章小结 |
7 总结与展望 |
7.1 全文总结 |
7.2 工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果 |
(3)发动机集成排气歧管气缸盖设计及流固耦合传热分析(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究的目的及意义 |
1.2 课题的国内外研究现状分析 |
1.2.1 国外集成排气歧管气缸盖的研究现状 |
1.2.2 国内集成排气歧管气缸盖的研究现状 |
1.3 本文研究内容及耦合计算流程 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 耦合计算流程 |
第2章 计算流体动力学理论基础 |
2.1 流体运动理论基础 |
2.1.1 流体运动的控制方程 |
2.1.2 热量传递的理论基础 |
2.2 流体的湍流模型 |
2.2.1 流体的湍流流动特征 |
2.2.2 湍流的数值模拟 |
2.3 近壁面模型 |
2.4 使用软件介绍 |
第3章 原机缸盖CFD分析及温度场试验验证 |
3.1 原机缸盖冷却水套CFD分析 |
3.1.1 原机缸盖及冷却水套几何模型 |
3.1.2 原机冷却水套网格模型 |
3.1.3 冷却液物理模型的设定 |
3.1.4 原机冷却水套边界条件 |
3.1.5 原机冷却水套的CFD分析 |
3.2 原机缸盖温度场测量试验 |
3.2.1 试验目的 |
3.2.2 试验设备 |
3.2.3 测点布置方案及缸盖温度传感器密封方案 |
3.2.4 试验台架介绍 |
3.2.5 试验方案 |
3.2.6 测量结果分析 |
3.3 本章小结 |
第4章 集成缸盖设计验证及冷却水套CFD计算 |
4.1 缸盖设计方法 |
4.1.1 缸盖功能与结构 |
4.1.2 气缸盖冷却水套设计准则 |
4.1.3 进气道与排气道、气门夹角、燃烧室形状及集成缸盖高度设计.. |
4.1.4 缸盖热负荷 |
4.1.5 缸盖材料及铸造工艺 |
4.1.6 缸盖模拟计算综述 |
4.1.7 集成缸盖冷却水套模型设计 |
4.2 集成水套CFD分析 |
4.2.1 冷却液流量分配分析 |
4.2.2 速度场分析 |
4.2.3 压力场分析 |
4.3 集成水套模型优化 |
4.4 优化后的集成水套CFD分析 |
4.4.1 冷却液流量分配分析 |
4.4.2 速度场分析 |
4.4.3 压力场分析 |
4.5 本章小结 |
第5章 集成缸盖流固耦合传热分析 |
5.1 流固耦合的基本原理 |
5.2 有限元模型的建立 |
5.3 材料的物性参数 |
5.4 边界条件的设置 |
5.5 计算结果及分析 |
5.5.1 冷却水套的温度场分析 |
5.5.2 集成缸盖的温度场分析 |
5.5.3 进、排气道的温度场分析 |
5.6 集成缸盖热应力分析 |
5.6.1 网格模型的建立 |
5.6.2 边界条件的设置 |
5.6.3 计算结果及分析 |
5.6.4 强度校核 |
5.7 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果 |
致谢 |
(4)工业炉冷却水管的流热固耦合数值分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 研究背景及意义 |
1.1.2 工业炉概述 |
1.2 流热固耦合的研究发展现状 |
1.2.1 国内流热固耦合研究进展 |
1.2.2 国外流热固耦合研究进展 |
1.3 本课题主要研究内容 |
1.4 本章小结 |
第2章 冷却水管概述及热计算 |
2.1 冷却水管分类 |
2.2 汽化冷却水循环原理 |
2.2.1 自然循环 |
2.2.2 强制循环 |
2.3 汽化冷却系统的主要性能参数 |
2.4 冷却水管热参数计算 |
2.4.1 冷却水管的传热基础 |
2.4.2 冷却水管的包扎结构 |
2.4.3 耐火材料和水管热力学参数 |
2.4.4 管道壁面热计算 |
2.5 本章小结 |
第3章 流体计算模型 |
3.1 CFD数值模拟方法及流程 |
3.2 流场模拟的基本控制方程 |
3.2.1 连续性方程 |
3.2.2 动量守恒方程 |
3.2.3 能量守恒方程 |
3.3 湍流模型 |
3.4 湍流模型的选取 |
3.5 本章小结 |
第4章 工业炉冷却水管的流动及传热分析 |
4.1 前处理 |
4.1.1 几何模型及网格划分 |
4.1.2 网格划分 |
4.1.3 数值方法及边界条件 |
4.1.4 进口段出口压力的确定 |
4.2 进口段流场与温度分布 |
4.2.1 进口段速度分布 |
4.2.2 进口段温度分布 |
4.2.3 进口段压力分布 |
4.3 工况参数对传热的影响 |
4.3.1 不同进口速度的传热分析 |
4.3.2 不同对流换热系数下的传热分析 |
4.4 管道的流动传热特性 |
4.4.1 弯管处二次流 |
4.4.2 水平管处的二次流 |
4.5 本章小结 |
第5章 受热管段的流热固耦合强度分析 |
5.1 流热固耦合理论基础 |
5.1.1 管道传热理论 |
5.1.2 管道变形理论 |
5.1.3 流体对固体结构影响 |
5.1.4 流热固耦合理论 |
5.2 流热固耦合的计算方法及思路 |
5.3 前处理 |
5.3.1 几何模型的建立 |
5.3.2 网格划分 |
5.3.3 材料设置 |
5.3.4 边界条件的设定 |
5.3.5 外载荷的施加 |
5.3.6 内载荷的施加 |
5.4 计算结果分析 |
5.4.1 温度场结果分析 |
5.4.2 结构应力分析 |
5.4.3 管道应力分布 |
5.4.4 结构变化对应力的影响 |
5.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
(5)预埋Monel合金管铜水套的铸造工艺及冶金界面特征研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 铜水套的研究现状 |
1.2.1 铜水套的定义和分类 |
(1)纯铜水套 |
(2)合金管铜水套 |
(3)钢管铜水套 |
1.2.2 铜水套的制备工艺 |
1.2.3 铜水套的性能 |
1.2.4 铜水套的应用 |
1.3 埋管铸造法制备铜水套研究概况 |
1.3.1 埋管铸造法简介 |
1.3.2 埋管铸造铜水套 |
1.4 Monel合金管铜水套研究概况 |
1.5 本课题的研究目的、意义和内容 |
1.5.1 研究目的和意义 |
1.5.2 研究内容 |
1.6 课题来源 |
第二章 实验材料及研究方法 |
2.1 实验材料 |
2.2 实验研究方法 |
2.3 性能测试与微观组织表征 |
2.3.1 力学性能检测 |
2.3.2 电学性能测试 |
2.3.3 冶金结合分析 |
2.3.4 差热扫描(DSC)分析 |
2.3.5 扫描电镜分析 |
第三章 预埋Monel合金管铸造铜水套数值模拟研究 |
3.1 埋管铸造成型过程数值模拟实验方案 |
3.2 铜水套三维模型及网格划分 |
3.3 铜水套传热分析数学模型 |
3.3.1 传热控制微分方程 |
3.3.2 铜水套模拟边界条件 |
3.4 铜水套埋管铸造热物性参数 |
3.5 浇铸温度对预埋合金管铜水套充型流动场及凝固温度场的影响 |
3.5.1 浇铸温度对铜液充型过程的影响 |
3.5.2 浇铸温度对凝固初期温度梯度的影响 |
3.5.3 浇铸温度对凝固时间的影响 |
3.6 模具温度对预埋合金管铜水套流动场及温度场的影响 |
3.6.1 模具温度对充型过程的影响 |
3.6.2 模具温度对凝固初期温度梯度的影响 |
3.6.3 模具温度对凝固时间的影响 |
3.7 实验验证 |
3.8 本章小结 |
第四章 预埋光滑管和螺纹管铸造铜水套界面特征研究 |
4.1 试验方案 |
4.2 结合面形貌 |
4.3 结合面成分分析 |
4.4 结合面显微硬度分布 |
4.5 结合面剪切强度及断口分析 |
4.6 本章小结 |
第五章 预埋合金管铜水套的制备及其界面特征研究 |
5.1 埋管铸造铜水套模具设计 |
5.2 埋管铸造铜水套实验研究 |
5.2.1 铜液熔炼制备工艺 |
5.2.2 埋管铸造铜水套造型过程 |
5.2.3 埋管铸造铜水套浇铸过程 |
5.3 结合面形貌 |
5.4 结合面成分分析 |
5.5 结合面显微硬度分布 |
5.6 结合面剪切强度及断口分析 |
5.7 预埋Monel合金管铜水套铸件的服役性能 |
5.8 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
附件 |
(6)平面磨床砂轮主轴—轴承系统热—结构耦合分析与试验研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题的研究背景及意义 |
1.2 机床热源分析 |
1.2.1 机床内部热影响因素 |
1.2.2 机床周围环境影响因素 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 机床热态特性研究历史 |
1.3.2 国外机床热态特性研究现状 |
1.3.3 国内机床热态特性研究现状 |
1.4 本论文的主要研究工作 |
第2章 滚动轴承热态特性理论分析 |
2.1 引言 |
2.2 滚动轴承摩擦起因 |
2.3 滚动轴承摩擦力矩计算 |
2.3.1 近似发热量计算模型 |
2.3.2 Palmgren发热量计算模型 |
2.3.3 功率损失 |
2.4 热量传递 |
2.4.1 热传导 |
2.4.2 热对流 |
2.4.3 热辐射 |
2.5 热分析计算方法 |
2.6 本章小结 |
第三章 主轴-轴承系统温度场计算与分析 |
3.1 引言 |
3.2 热传导理论基础 |
3.3 温度场的边界条件 |
3.4 主轴-轴承系统稳态温度场仿真分析 |
3.4.1 主轴-轴承系统三维建模 |
3.4.2 主轴-轴承系统热分析流程 |
3.4.3 主轴-轴承系统材料参数的设置 |
3.4.4 主轴-轴承系统网格划分 |
3.4.5 主轴-轴承系统载荷的设定 |
3.4.6 主轴-轴承系统稳态结果分析 |
3.5 主轴-轴承系统瞬态温度场计算与分析 |
3.6 本章小结 |
第四章 主轴-轴承系统热-结构耦合分析 |
4.1 引言 |
4.2 轴承接触问题的基本理论 |
4.2.1 赫兹弹性接触理论 |
4.2.2 轴承接触应力和变形 |
4.3 热-结构耦合分析理论基础 |
4.4 主轴-轴承系统热-结构耦合分析 |
4.4.1 角接触球轴承滚子表面热应力分析 |
4.4.2 角接触球轴承热变形分析 |
4.4.3 主轴热变形分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 主轴-轴承系统热态特性试验 |
5.1 引言 |
5.2 主轴-轴承系统温度测量试验 |
5.2.1 试验原理 |
5.2.2 试验步骤 |
5.3 试验结果与分析 |
5.4 主轴系统热特性改善措施 |
5.5 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
在学期间发表的学术论文与研究成果 |
(7)步进梁式加热炉中步进梁立柱管热流固耦合分析(论文提纲范文)
1 仿真模型及其流体工作原理 |
2 立柱钢管材料的强度与温度关系 |
3 数学模型建立 |
3.1 流体场的数学模型 |
3.2 温度场的数学模型 |
3.3 CFX边界条件设置 |
4 结果与分析 |
5结论 |
(8)步进梁式加热炉汽化冷却系统的热交换研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究意义 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 国内外汽化冷却技术的发展 |
1.3.2 国内外传热学计算方法的应用与研究现状 |
1.4 研究内容 |
第二章 汽化冷却系统原理及热量计算 |
2.1 汽化冷却的基本工作原理 |
2.2 汽化冷却水循环原理 |
2.2.1 循环水冷却系统 |
2.3 冷却介质汽化现象 |
2.3.1 汽化点的确定 |
2.4 汽化冷却系统的主要性能参数 |
2.5 汽化冷却系统总热负荷校验 |
2.6 水梁热参数计算 |
2.6.1 耐火材料和水管热力学参数 |
2.6.2 水梁管内表面热流密度 q100 和外表面温度 t3 的计算 |
2.6.3 立柱管内表面热流密度 q128 和外表面温度 t3 的计算 |
2.7 本章小结 |
第三章 汽化冷却系统冷却管流体运动仿真分析 |
3.1 流体流动与传热概述 |
3.2 流体力学控制方程 |
3.3 冷却管内流体仿真模型 |
3.3.1 进口单立柱段冷却管内流体仿真 |
3.3.2 出口弯管段仿真分析 |
3.3.3 上升和下降折管段冷却管仿真 |
3.3.4 水平直管段冷却管仿真 |
3.4 结果分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 水垢对立柱管温度影响分析 |
4.1 管道内壁面表面结垢后的热参数计算 |
4.2 立柱管内表面结垢后的热参数计算 |
4.3 立柱外管内壁面结垢后的计算结果 |
4.4 立柱钢管材料的强度与温度关系 |
4.5 立柱管的热流固耦合仿真 |
4.5.1 无水垢立柱管的热流固耦合仿真 |
4.5.2 10mm 均匀水垢层的立柱管热流固耦合 |
4.5.3 仿真实验结果对比 |
4.6 本章小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 工作总结 |
5.1.1 主要结论 |
5.2 工作展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录1 攻读硕士学位期间科研项目和发表的论文 |
详细摘要 |
(9)大型锌锭铸模结构与参数对其应力场的影响(论文提纲范文)
1 现用模具的常见结构及其缺陷 |
2 模具温度场应力场有限元计算及分析 |
2.1 几何建模及初始条件设置 |
2.2 模具的温度场应力场及其分析 |
3 不同结构对应力的影响 |
3.1 散热筋对模具应力场的影响 |
3.2 壁厚对模具温度场、应力场及锌锭凝固时间的影响 |
3.3 圆角半径对模具应力场的影响 |
3.4 上部法兰对模具应力场的影响 |
3.5 变壁厚锌锭模应力场及其分析 |
4 结 论 |
(10)火炮身管结构强度与损伤分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 选题的背景、目的和意义 |
1.1.1 选题依据和背景情况 |
1.1.2 课题研究目的 |
1.1.3 理论意义和实际应用价值 |
1.2 国内外研究现状、发展动态 |
1.3 本文研究的主要内容 |
2 冲击载荷下速射火炮身管内膛强度分析 |
2.1 热结构耦合基本方程 |
2.1.1 热结构耦合基本方程 |
2.1.2 身管内壁的作用力 |
2.2 热结构直接耦合有限元分析 |
2.2.1 有限元模型 |
2.2.2 边界条件的确定 |
2.2.3 镀铬自紧身管内产生残余应力的方法 |
2.3 冲击载荷下非自紧速射火炮身管分析 |
2.3.1 连发过程中身管应力应变状态 |
2.3.2 不同时刻身管残余应力 |
2.4 冲击载荷下自紧身管残余应力变化规律分析 |
2.4.1 连发过程中身管温度变化 |
2.4.2 连发过程中的身管应力应变状态 |
2.4.3 不同时刻身管塑性应变和残余应力 |
2.5 不同自紧度对应残余应力的变化规律 |
2.5.1 不同自紧度身管自紧后残余应力的变化规律 |
2.5.2 不同自紧度50连发后残余应力的变化规律 |
2.5.3 不同自紧度后续10后残余应力的变化规律 |
2.6 本章小结 |
3 基于流固耦合的火炮身管层间冷却分析 |
3.1 层间冷却身管介绍 |
3.2 耦合系统流动与传热的数值计算理论 |
3.2.1 流动与传热的基本微分控制方程 |
3.2.2 基本控制方程求解的数值方法 |
3.3 层间冷却身管有限元模型的建立 |
3.3.1 层间冷却身管有限元模型 |
3.3.2 边界条件的确定 |
3.3.3 层间冷却身管流固耦合分析方法 |
3.4 层间冷却身管温度分析 |
3.4.1 发射及冷却过程中身管温度 |
3.4.2 层间冷却身管与自然冷却身管冷却温度对比 |
3.5 层间冷却热应力分析 |
3.5.1 自然冷却身管有限元模型 |
3.5.2 热应力的求解方法 |
3.5.3 层间冷却身管热应力的变化特点 |
3.6 本章小结 |
4 带球形和椭球形凹坑缺陷自紧身管极限载荷分析 |
4.1 塑性极限载荷的有限元方法 |
4.1.1 塑性极限载荷的定义 |
4.1.2 增量弹塑性有限元理论 |
4.1.3 确定极限载荷的有限元方法 |
4.2 含内壁凹坑自紧身管有限元分析过程 |
4.2.1 有限元模型的建立 |
4.2.2 分析方法与计算过程 |
4.3 含凹坑自紧身管极限载荷分析 |
4.3.1 自紧与不自紧时身管极限载荷 |
4.3.2 三种计算方法的结果比较 |
4.3.3 含不同尺寸凹坑缺陷身管的塑性极限载荷 |
4.3.4 含不同尺寸缺陷身管极限状态时应力和位移分布 |
4.4 本章小节 |
5 带裂纹自紧身管应力强度因子分析 |
5.1 裂纹类型与应力强度因子 |
5.1.1 裂纹的类型 |
5.1.2 应力强度因子 |
5.2 含轴向裂纹自紧身管应力强度因子分析 |
5.2.1 有限元模型的建立 |
5.2.2 有限元分析过程 |
5.2.3 有限元分析结果 |
5.3 含径向裂纹自紧身管应力强度因子分析 |
5.3.1 有限元模型的建立 |
5.3.2 有限元分析过程 |
5.3.3 有限元分析结果 |
5.4 本章小节 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果 |
致谢 |
四、锌液冷却管热应力有限元分析(论文参考文献)
- [1]某高原柴油机气缸盖的有限元分析[D]. 李文锋. 大连理工大学, 2021(01)
- [2]湿式离合器摩擦副热流固耦合特性及影响研究[D]. 张子阳. 重庆理工大学, 2021(02)
- [3]发动机集成排气歧管气缸盖设计及流固耦合传热分析[D]. 李子旺. 沈阳理工大学, 2020(08)
- [4]工业炉冷却水管的流热固耦合数值分析[D]. 毛磊. 河北科技大学, 2019(07)
- [5]预埋Monel合金管铜水套的铸造工艺及冶金界面特征研究[D]. 赖鹏飞. 华南理工大学, 2019(01)
- [6]平面磨床砂轮主轴—轴承系统热—结构耦合分析与试验研究[D]. 龙婷. 湘潭大学, 2017(02)
- [7]步进梁式加热炉中步进梁立柱管热流固耦合分析[J]. 金晓宏,罗定,张伊波,杨科. 铸造技术, 2016(02)
- [8]步进梁式加热炉汽化冷却系统的热交换研究[D]. 罗定. 武汉科技大学, 2015(07)
- [9]大型锌锭铸模结构与参数对其应力场的影响[J]. 杨远平,严宏志. 材料科学与工艺, 2012(03)
- [10]火炮身管结构强度与损伤分析[D]. 李鹏辉. 中北大学, 2010(05)