脂润滑条件下塑料齿轮稳态温度场仿真与试验研究

为预测塑料齿轮的脂润滑条件下的稳态温度,建立了考虑温度-模量效应和摩擦热流-滞后热通量多热源效应的塑料齿轮运行温度场有限元数值模型,研究了塑料齿轮稳态温度场的分布规律以及载荷和转速水平对稳态温度的影响.研究结果表明,稳态温度场的温度沿着齿廓内法线方向逐渐降低,在内法线方向0.5 mm深度处的温度约为表面温度的90％,稳...     

齿轮传动热-结构耦合效应与分析

重载齿轮在传动过程中啮合面由于相对摩擦会产生大量的热,导致齿面温度升高、应力增加、可靠性降低,而间接偶合法对热流边界加载区域不能精准确定。采用直接耦合进行齿轮热-结构耦合分析,得到了齿轮啮合动态温度场和应力场分布;并对影响耦合效应的摩擦因数、相对转速、齿轮模数进行了讨论。结果表明,齿轮模数对啮合温升、热应力影响较大,对大模数齿轮设计时需要考虑热-结构的耦合效应。     

基于热-结构耦合的圆柱齿轮副修形分析

为研究修形对齿轮副本体温度和齿面压力分布状态的影响,以渐开线直齿圆柱齿轮副为研究对象,基于齿轮箱喷油润滑热流耦合仿真,计算了齿面对流换热系数,综合有限元加载接触分析及齿面摩擦生热理论求得齿面热流密度,计算了齿轮副本体温度分布状况;进而建立热-结构耦合分析模型,计算了齿轮修形量,对比分析了修形前后齿轮副齿面压力、热流密度和本体温度分布状况。结果表明,修形后齿面压力分布状况改善,消除了轮齿啮合过程中载荷突变现象,啮入和啮出区域热流密度大幅度减小,齿轮副摩擦损失和温升减小,本体温度降低。     

双渐开线齿轮传动稳态温度场模拟分析

双渐开线齿轮传动是一种新型齿轮传动。融合摩擦学、传热学和齿轮啮合原理,将轮齿之间摩擦接触所释放的热能视为热源,计算出稳态条件下双渐开线齿轮的摩擦热通量和对流系数;利用Ansys有限元软件,对双渐开线齿轮传动进行稳态温度场有限元分析;通过对不同阶梯参数下双渐开线齿轮的温度场仿真计算,得到轮齿最大温度值变化规律。     

一种考虑物性参数温变影响的齿轮传动温升计算方法

高速重载齿轮啮合传动因摩擦生热导致温升,齿轮从而产生热膨胀引起啮合误差,使得振动、噪声增大,胶合失效加剧。因此,对齿轮传动进行温升计算与影响因素分析具有重要意义。温升导致齿轮热物性参数变化,影响温度场,若忽略这种影响,将产生误差。基于渐开线直齿轮,根据齿轮啮合理论和摩擦传热原理,对齿轮传动中瞬时摩擦热流量和对流换热系数进行求解。利用CALPHAD法得出不同温度下的物性参数,基于ANSYS热固耦合法,利用APDL编写变物性参数程序,对齿轮传动温升进行计算,得出齿轮传动中温度场变化情况。编写参数化求解程序,分析齿宽和转矩对啮合传动温升的影响。该研究为分析温升对齿轮失效影响机理奠定重要基础,具有一定的指导意义。     

挤压旋转的橡胶辊滞后生热温度场分析

为了研究橡胶材料非线性黏弹性行为表现出的滞后生热的影响,以一对挤压对滚的钢辊-橡胶辊为研究对象,先采用解耦方法进行瞬态力学场分析,再通过损耗计算得出节点生热率,最后将滞后生热作为内热源进行热分析,得到其稳态温度场分布。结果表明,胶辊产生的滞后温升为6～13 ℃,周向两端的温度最高,径向中部的温度最高。仿真结果与试验结果的良好一致性证明了该方法的可行性,也证明了滞后生热是运动过程中的主要生热因素。     

渐开线直齿圆柱齿轮非稳态热弹流润滑分析

应用多重网格技术,不考虑轮齿表面粗糙度的影响,假设润滑剂为牛顿流体,考虑齿轮重合度对轮齿载荷的影响,根据实际轮齿载荷谱简化的轮齿载荷函数,求得了渐开线直齿圆柱齿轮非稳态热弹流润滑问题的完全数值解。结果表明,考虑油膜温升后,温度对轮齿啮入和啮出点的油膜厚度有显著影响。齿轮啮合过程中的最大油膜压力、最高油膜温升和轮齿间摩擦因数最大值都发生在啮合节点附近。在传动比大于1时,齿轮啮合过程中的最小油膜厚度通常在轮齿的初始啮入点。两轮齿间的油膜温升和摩擦因数受滑滚比、卷吸速度和载荷的影响。     

二齿差摆杆活齿传动啮合副稳态温度场研究

以二齿差摆杆活齿传动为研究对象,基于传热学和摩擦学基本理论,推导出滑差工况下啮合副摩擦热流密度、啮合齿面以及端面对流换热系数计算公式,建立活齿啮合副热分析有限元模型,利用Ansys有限元软件,计算分析处于热平衡状态下的啮合副稳态温度场,结合数值仿真结果揭示了齿形设计参数对稳态温度场的影响规律,结果表明:啮合副稳态温度场由接触区热流密度及各表面对流换热系数共同决定,由于滑滚摩擦产生的温升较大所致,最高温度在中心轮啮合工作齿面宽度的中点附近,基圆半径对啮合面稳态温度影响较大,摆杆长度则影响较小,研究结果为研究啮合副的热变形和热力耦合特性分析奠定基础,从而对二齿差摆杆活齿传动动态设计有指导意义。     

考虑热诱导载荷和摩擦生热交互影响的高速角接触球轴承温度场分析

高速电主轴角接触球轴承内部的摩擦会使轴承温度升高,进而影响主轴的使用性能。为精确分析高速角接触球轴承的温度场,提出了一种考虑热诱导载荷和摩擦生热交互影响的轴承温度场分析方法。首先建立考虑差动滑动、自旋滑动、载荷以及润滑油黏性引起的摩擦的总摩擦生热量计算模型和热诱导载荷计算模型,然后分析两者之间的交互影响,最终基于有限元分析软件得到轴承稳态温度场,结果表明：稳态时轴承最高温度在球与内圈接触区域,球与外圈的接触区域温度较低;考虑热诱导载荷时差动滑动、自旋滑动以及载荷引起的摩擦生热量大于未考虑热诱导载荷,润滑油黏性引起的摩擦生热量无变化;考虑热诱导载荷时球与内圈的接触力及温升大于未考虑热诱导载荷。     

考虑齿面接触温度的齿轮系统非线性动力学建模及分析

为研究齿轮啮合过程中齿面接触温度对系统动力学的影响,基于Block闪温理论,计算主、从动轮的齿面闪温,推导齿面接触温度随时间变化的表达式,计算由齿面接触温度变化导致的齿廓形变;通过Hertz接触理论,推导随齿面接触温度变化的啮合刚度的表达式。建立综合考虑齿面接触温度、时变啮合刚度、齿面摩擦、齿侧间隙、综合啮合误差等因素的单级直齿圆柱齿轮系统非线性动力学模型。对该模型进行研究,分析摩擦因数、载荷对齿面闪温的影响及系统的动力学特性。计算结果显示,齿面闪温在齿根和齿顶啮合时达到最大,而在节点附近接近于零。这表明所提出的齿面闪温计算方法能在一定程度上反映齿轮啮合时的温度变化和滑动情况,该方法在计算齿面温度变化时其基本规律是正确的。对比考虑齿面接触温度与否的分岔图发现,齿面接触温度对系统动力学行为有明显的影响。     

雷达制导部件高热流密度组件散热技术

随着军用电子器件和微波器件的发展,高功率密度器件在军用电子装备上得到更为广泛的应用。军用电子装备的功率密度越来越大,对散热技术的要求也越来越高。文中针对弹载雷达高热流密度组件的散热问题,论述了一种基于均温板的强迫液冷散热方法,并对设计分别进行了120 s时瞬态分析和稳态分析。分析结果表明,高热流密度芯片能够正常工作,可以保证弹载雷达制导部件的工作要求和连续性测试需求。     

Gardon型热流传感器隔热技术的优化

在无法向外散热的情况下,采用Gardon型热流传感器测量火焰强度的热流密度时,传感器对于热量的处理只能选择用储热体来吸收,故该类型的传感器有了工作时间的限制.为增加Gardon型热流传感器的工作时间,对其隔热技术加以改进,效果较为明显.     

紧急制动过程动态摩擦热源模型

分析了路面车辆从开始制动到停止的紧急制动全过程,将制动器、整车及路面组成的系统作为紧急制动过程分析的对象,建立了紧急制动过程各参数的动态换型和制动器热流密度模型,从而为制动器温度场分析提供了更合理的热流密度边界条件。     

微电子芯片高热流密度相变冷却技术

介绍了微电子芯片高热流密度相变冷却技术,包括热管、热虹吸、环路热管、毛细泵吸环路,分析了各自的优缺点,提出LHP和CPL技术是唯一能替代热管技术的先进相变冷却技术,将是今后微电子芯片高热流密度冷却的主要方向.     

高热流密度功率器件热设计及实验研究

雷达系统中的DAM模块发热量大,热流密度高,其散热性能直接影响功率器件运行的可靠性。对从功率器件到散热器之间的传热路径以及散热器风道侧参数进行优化设计,确定在热源上焊接铜板以降低热流密度、选择导热性能优异的界面接触材料、冷板局部焊接铜板以减小平面方向温度梯度、增加散热器翅片高度和加密散热器翅片排布等优化设计方法改进常规风冷散热方案,并对优化后的风冷散热方案进行实验研究,实验结果与仿真结果相吻合,验证了风冷散热优化方案的可行性。     

高热流密度器件散热技术的研究进展

随着科学技术的迅猛发展,高热流密度器件被广泛应用于国民经济的各个领域之中,为了确保高热流密度器件的可靠运行,对热控系统的要求也越来越高。本文对典型高热流密度器件散热技术的基本原理、基本流程以及国内外的研究现状进行了介绍和分析。     

表面结构对喷雾冷却临界热流密度的影响

在闭式循环喷雾冷却系统上,以蒸馏水为工质,研究了表面结构、喷雾流量对喷雾冷却临界热流密度的影响。结果表明,相较于光滑表面,微槽表面可提升临界热流密度;因具有适当的槽深(0.3mm)和较窄的槽宽(0.2mm),No.2槽面的临界热流密度最大,在流量为18.0m L/min时,临界热流密度为175.7W/cm2,比光滑表面提升了59.1%,对应的液体蒸发率达91.4%;增加喷雾流量能大幅提升临界热流密度,特别是对槽面而言更是如此;流量从13.0m L/min增至23.0m L/min时,No.6槽面的临界热流密度由130.7W/cm2增至212.4W/cm2,相对增加了62.5%,同样情况下,光滑表面临界热流密度仅增加了43.6%。表面开槽可有效阻止液滴滚离待冷面,延长液滴停留时间,这是微槽面临界热流密度更大的根本原因。     

车用柴油机燃烧和热流分析的数值研究

利用商用软件STAR—CD及ES—ICE对某D6114柴油机在的缸内燃烧过程进行了数值模拟计算,分析和比较了不同喷油提前角对缸内燃烧过程和燃烧室表面热流的影响。研究结果表明：喷油提前角提前,柴油机缸内的燃烧效果优于喷油提前角推迟,燃烧过程中缸内的压力和温度比推迟喷油提前角时要大,同时缸内的最高燃烧压力和最高温度也高;喷油提前角对缸盖和活塞顶壁面平均热流的影响与其对缸内平均温度的影响相似,对缸套壁面的影响是喷油提前角提前越早,传给缸套的热流越小。数值计算结果为高功率、高强化和低热损的柴油机设计提供理论依据。．     

VPX架构下高热流密度电子设备热设计

随着电子设备的国产化、小型化以及各种功能的进一步集成,其热流密度不断增大,对电子设备的热设计提出了更高的要求.文中基于VITA48.2定义的VPX模块进行电子设备整机热设计,提出了一种满足高热流密度VPX模块散热要求的整机结构形式,分析了该种散热结构的热阻网络,并通过6sigma软件进行了热仿真分析,根据仿真结果优化热...     

某高热耗及高热流密度风冷散热热设计与优化

随着大功率器件的普及,单点热耗高且热流密度大的问题越发突出。以往的解决方法都采用液冷散热,但液冷散热相较于风冷散热存在设备量大、成本高等缺点。文中探讨采用风冷散热解决单点热耗高且热流密度大的问题,使风冷散热方式在高热耗、高热流密度工程上得到应用。通过仿真分析,采用蒸汽腔（Vapor Chamber, VC）均温板并进行风冷冷板结构参数优化,达到减小传热路径上各热阻的目的,从而设计出了满足散热要求的风冷冷板。装机后对实物进行测试,验证了风冷散热在高热耗、高热流密度散热问题上的可行性。