不同热源合成SiC冶炼炉温度场的有限元分析及其计算机模拟

采用有限元法及ANSYS数值模拟软件,对Acheson单热源SiC冶炼炉(传统Acheson炉)和自行发明的多热源碳化硅冶炼炉炉内热量传递过程及温度分布进行研究,得到了炉内热量传递及温度分布模拟图,对比分析了两种炉型炉内热量传递及温度分布规律及其对SiC产率和能耗的影响,多热源SiC冶炼炉与传统Acheson炉相比具有节能、提质、高产和生产安全等特点,而且便于炉体的大型化。     

机械密封静环温度场的有限元分析

分析了机械密封的几何形状,讨论了影响密封温度的各个参数,利用有限元分析软件ANSYS7.0计算了在特定工况下密封静环的温度场,可作为合理评估机械密封静环的温度的理论依据.     

干式螺杆真空泵转子温度场的有限元分析

利用有限元建立了计算干式螺杆真空泵转子温度场的数值方法，考虑了热传导及转子表面与工作介质的对流换热因素对温度场的影响，采用相似准则方程一迪特斯一玻尔特（Dittus-Boelter）公式计算了对流换热系数。计算结果表明：转子温度场由进气端至排气端近似为线性增长，排气端温度约为120℃。随着转子转速降低，排气端温度迅速降低，当转速在2000r／min以下时，转子由进气端至排气端的温度变化在30℃以下。实验结果验证了上述结论，误差在15％以内。本文的研究工作不仅提供了干式螺杆真空泵转子的温度分布，也为进一步研究转子的热变形，合理确定泵腔内各密封间隙提供了理论与实验依据。     

梯度功能材料板瞬态温度场有限元分析

采用有限元法与有限差分法相结合的方法,对梯度功能材料板的瞬态温度场进行了分析,并且通过ＺｒＯ２和Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ组成的梯度功能材料对本方法的正确性进行了检验,最后给出了加热、冷却过程的瞬态温度场分布。     

永磁铁氧体烧结过程温度场有限元分析

利用有限元分析法对永磁铁氧体材料烧结过程温度场进行了数值模拟研究,得出铁氧体磁瓦在烧结过程的不同传热方式下、不同烧结阶段的温度分布规律,得出了烧结过程对流传热为主的低温阶段与辐射传热为主的高温阶段的分界温度.同时对对流为主的低温阶段的模拟结果进行了实验验证,得出模拟结果与实验结果定性符合.模拟结果为磁瓦烧结工艺制度的制定提供理论依据.     

不同载荷和初始气压下滚动轮胎稳态温度场的测试与有限元分析

进行了转鼓试验下滚动轮胎稳态温度场的测试;采用试验与计算相结合的方法验证了轮胎在转鼓试验中的实际滚动状态为自由滚动状态;根据解耦的分析思想,进行了转鼓试验下滚动轮胎稳态温度场的有限元分析。用实测的轮胎内部点的稳态温度对有限元的分析结果进行了验证,二者的一致性表明了该分析方法的可靠性。着重讨论了轮胎载荷、初始气压等因素对轮胎稳态温度场的影响。结果表明:随着载荷的增加,整个轮胎的温度场都呈上升的趋势;随着初始气压的增大,轮胎胎侧区域的温度场呈下降的趋势;初始气压对胎冠区域温度场的影响较小。     

陶瓷坯体烧成过程中温度场的三维有限元分析

应用三维高斯数值积分理论，研制了连续升温温度场的三维有限元计算程度和单元自动划分程度。根据面砖坯体和电瓷坯体的厚度特性，采用第一类边界条件，考虑到生坯升温过程中的反应热效庆，计算了不同条件下坯内温度场随表面温度的变化情况，并以坯体内外最大温差为标识，整理了计算的温度场。证明所设计的程序的正确性。其结果为热应力场的计算提供了可靠的数据。     

塑料板材热成形过程三维温度场有限元分析潜热处理技术的研究

对塑料板材热成形过程的三维温度场进行有限元分析时采用动态内部热源的方法对潜热进行了处理。在成形过程中利用Ａｖｒａｍｉ方程来解出型坯结晶时任意时刻结晶度的大小，进而求得各单元释放的潜热量。在利用Ｃａｌｅｒｋｉｎ有限元公式求解温度场时采用动态内部热源的方法计算了潜热时温度的影响，对塑料半球形件的温度场进行了计算，并对是否考虑潜热两种情形的温度场进行了比较。     

超级钢闪光对焊电热耦合过程温度场分布的有限元分析

为研究超级钢闪光对焊闪光阶段焊件的温度场分布,建立了轴对称有限元模型.运用单元死活技术解决闪光时液体过梁爆破引起物质烧损的模拟问题,提出了闪光焊过程中电热耦合作用的模拟方法.考虑单元死活的有限元分析结果与试验结果更加吻合,为选择和优化闪光焊焊接参数以及为闪光焊过程顶锻阶段的热力耦合过程的模拟提供了有效的分析手段.     

汽车轮胎的三维有限元结构分析

本文从轮胎内部材料微结构出发,建立三维分析模型,考虑轮胎大位移引起的几何非线性,轮胎各部位材料的物理非线性和拉压不同模量,考虑了轮胎与地面接触区域的可动性,通过一参数来提高预测接触区域的准确性,并用白光散斑干涉计量技术测定轮胎表面的大位移场,结果表明计算与实验结果是吻合的。     

对流换热边界下变物性梯度功能材料板瞬态温度场有限元分析

用有限元法和有限差分法相结合的方法,分析了由 ZrO₂和Ti-6Al-4V组成的变物性梯度功能材料板在对流换热边界条件下的非线性瞬态热传导问题,检验了方法的正确性,给出了对流换热边界下的瞬态温度场分布,并与不考虑变物性时的结果进行了比较。结果表明:在精确计算瞬态温度场分布时,变物性是影响梯度功能材料板瞬态温度场的最重要因素之一。此外,材料组分的分布形状系数、环境介质温度和对流换热系数的变化对变物性梯度功能材料板的瞬态温度场分布均有明显的影响。此结果为材料设计和进一步的热应力分析提供了准确的计算依据。     

激光干涉仪反射镜三维温度场的快速多极边界元分析

温差造成光刻机激光干涉仪反射镜热变形,从而影响光刻机的精度。该文将基于二次单元的快速边界元法用于激光干涉仪反射镜的大规模温度场模拟。不连续单元的引入可以有效处理角点问题;新型快速多极算法用于边界元法的加速求解。建立统一的二次单元多极展开格式以处理混合边界。数值算例分析了快速多极边界元法的计算精度和效率,并和常规算法比较;使用该算法对激光干涉仪反射镜进行了大规模温度场计算,并和有限元法比较。结果表明：基于二次单元的快速多极边界元法可以高精度求解大规模三维传热问题。     

实心轮胎温升的有限元与试验分析

用ANSYS有限元分析软件建立了橡胶和聚氨酯弹性体两种材料实心轮胎的应力场有限元模型．通过计算节点生热率,再作为负载导入到温度场有限元模型中．进行两种材料实心轮胎的温升有限元计算,得到两种实心轮胎的温升规律．并进行了试验论证。分析误差产生的原因．试验结果很好地验证了有限元分析的温升规律．证实了建模选用模块合理有效．     

不同轮胎花纹非均布荷载下沥青路面三维有限元分析

近年来对出现在路表面轮迹带边缘且向下扩展的纵向裂缝的研究,已成为国际沥青路面工程界对道路损坏研究的新热点。采用传统的均匀分布的垂直表面荷载模式不能解释路面的这种损坏。为了探求从上到下表面裂缝形成的原因,该文考虑不同的轮胎花纹形式,选用非均布车轮荷载模式建立了半刚性路面结构的三维有限元模型,采用大型有限元软件ABAQUS 进行了数值分析。计算结果表明:路面结构最大剪应力发生在路面表层,其值较大超过了面层材料的抗剪强度,可能是导致表面裂缝的直接原因,且裂缝出现在轮迹带边缘,表现为纵向裂缝的形式。无论是纵向花纹轮胎还是横向花纹轮胎,重载车辆对路面都极具破坏性。在重载作用下,纵向花纹轮胎比横向花纹轮胎对路面的破坏更大。轮胎花纹形式的不同,对路面的影响是不同的,横向花纹轮胎更易形成斜向裂缝。     

高温接触热阻的有限元模拟方法

基于多点接触理论建立了高温接触热阻的计算模型及其有限元格式,模型的基本尺寸取自表面粗糙度测量时的特征尺寸,该模型能有效模拟界面粗糙度、界面压力、界面温度和间隙填料热导率等参数对界面接触热阻的影响,同时也考虑了高温环境下材料热导率随温度变化的特点以及通过界面间隙的辐射换热效应。在此基础上,针对影响接触热阻的若干主要参数进行了研究。数值算例表明：该文所建立的有限元计算模型及其计算方法不仅能有效地模拟不同条件下高温接触热阻的变化规律,也为进行高温接触热阻研究提供了一种新途径。     

基于有限元法的模糊参数二维声场数值分析

为了分析不确定性二维声场,引入模糊集概念描述声场的物理参数、载荷和边界条件的不确定性,推导了分析模糊参数下二维声场问题的相关计算公式。在不同隶属度的截集下通过对模糊动刚度矩阵和模糊载荷矩阵进行泰勒展开,再用纽曼展开对模糊动刚度矩阵泰勒展开式的逆进行转化,采用摄动有限元法求解,最终得到模糊参数下的声压解集。以二维管道声场模型和某轿车二维声腔模型为研究对象分析了模糊参数下的声压响应,结果表明该文方法能有效分析模糊参数下的二维声场,具有重要的工程应用价值。     

轴对称旋转体动频的半解析有限棱柱元分析

本文用环形有限棱柱单元分析了轴对称结构体旋转时的固有频率（此时的固有频率称为动频），推导出离心力引起的动态刚度矩阵，给出动频的求解过程，计算的结果已被实验证明。     

三维编织复合材料弹道侵彻准细观层次有限元计算

三维编织复合材料相比于层合复合材料有较高的层间剪切强度和断裂韧性,因而具有更高的冲击损伤容限。用钢芯弹对三维编织复合材料作弹道贯穿测试,得到弹体的入射速度和剩余速度,并考察侵彻破坏模式。目前对三维编织复合材料弹道侵彻性能计算主要建立在连续介质假设上,从真实细观结构计算三维编织复合材料弹道冲击性能尚有一定难度,用三维结构复合材料的纤维倾斜模型在准细观结构层次上分解三维编织复合材料,就其中的一块倾斜单向板作弹道侵彻有限元计算,由弹体动能损失得到贯穿整个复合材料靶体后弹体的剩余速度。有限元计算及与弹道测试结果的比较证明在准细观层次上计算三维编织复合材料弹道冲击性能的有效性。