辊磨机磨盘温度场及热-结构耦合分析研究

运用有限元法对辊磨机磨盘温度场与热-结构耦合进行了分析与研究。在分析过程中,采用APDL参数化设计语言将实测得到的温度场施加到磨盘有限元模型上进行有限元分析,以实测数据为基础,所确定的温度场更接近于实际温度场。通过数值求解,得出了辊磨机磨盘的温度场和热-结构耦合场热应力分布。     

复杂热环境下连接接头的温度场和热应力研究

复杂热环境下结构连接接头起到热连通器的作用,研究接头在复杂温度场条件下的温度场和热应力对于工程设计具有实用意义.利用有限元方法,通过热/力有限元模型的建立以及边界条件的处理,应用数值计算对接头温度、温度梯度和热应力的变化规律进行了分析研究,得出了复杂热环境下接头的稳态温度及热应力分布.计算结果表明,热短路中螺栓根部产生一定量的热应力,设计阶段必须适当其热强度分析问题.     

高功率电源模块封装的热应力分析

针对常用高功率电源模块的封装形式和热载荷分布,通过有限元方法先得到模块封装内部的温度场分布形式;然后,根据温度场的分布结果计算出模块内部热应力场的分布状态。由对温度场和热应力的分析,可得到高功率电源模块因热应力循环所产生的疲劳失效结果。仿真结果与分析对优化电源模块封装技术、提高模块的使用寿命,具有一定的指导意义。     

超深井提升机制动盘热应力场数值分析研究

基于顺序耦合法和直接耦合法,对超深矿井提升机制动盘热应力数值计算相关的热载荷计算方法、有限元建模及分析流程进行了研究,并对超深矿井提升机紧急制动过程中制动盘的温度场和热应力场进行了数值模拟,获得了紧急制动工况下制动盘的温度场和热应力场及其变化规律。同时,从有限元建模、计算时间、收敛性及计算结果的准确性等方面对各计算方法进行了对比分析。结果表明:紧急制动工况下目标提升机制动盘的温度和热应力满足设计要求;在提升机制动盘热应力计算方面,直接耦合法优于顺序耦合法。     

基于ANSYS的火管锅炉管板应力分析

在利用有限元对火管锅炉管板进行热应力分析时,若将浇注料和防磨套管建入整体实体模型中,则建模和边界十分复杂,计算难度很大。通过采用局部分析和整体分析相结合的方法,首先对管板上两个局部结构进行温度场分析,将得到的温度场以节点温度的方式加载到整体模型上,再进行热应力分析,最终得到整体结构的温度场和应力场。这样处理使火管锅炉管板有限元分析方法和过程大大简化,该方法对同类设备的分析有一定的参考价值。     

飞机刹车副的三维瞬态温度场和热应力仿真分析

飞机的刹车装置是利用摩擦产生制动将高速运动的动能转换成热能,产生的高温使摩擦材料的物理、化学性质发生变化,由于较大的温度梯度的出现使刹车盘上存在非常大的热应力,使刹车系统的安全性能受到威胁,所以对刹车盘瞬态温度场和由此产生的热应力进行计算就显得非常必要。针对飞机刹车盘瞬态温度场和热应力仿真建立了有限元模型,有限元网格划分采用六面体结构。对刹车过程进行了理论分析与计算,并运用MSC PATRAN/MARC软件对其进行了仿真计算。刹车副的最高温度为1 020℃,与刹车副温度场的经验值基本吻合,在以温度场和刹车副的位移约束为边界条件计算得到刹车副的热应力。热应力的分布特点和温度梯度是一致的,所以热应力的计算结果是合理可行的,可以应用于飞机刹车盘设计过程中。     

热应力对机翼结构固有频率的影响分析

研究了热应力对飞行器机翼结构固有频率的影响。用ANSYS建立机翼结构有限元模型,计算了均匀温度场、非均匀温度场和非均匀可变温度场条件下的结构热应力分布和振动模态。根据固有振动的结构变形,分析了热应力对固有频率的影响效应。研究结果表明,热环境下机翼结构因材料属性的退化导致固有频率下降,但对于振型节线处于翼面内部的振动模态,附加热应力刚度矩阵在结构总刚度矩阵变化中起主导作用,使该阶固有频率增大。     

喷射成形沉积坯热应力及残余应力分析

利用有限元技术计算了沉积坯在生长形成过程及形成后的温度场,利用该温度场计算了沉积坯的瞬时热应力场和残余应力场,计算结果表明沉积坯在沉积的初始阶段冷却速度较大,沉积坯底部的残余应力和瞬时热应力最大。     

复杂薄壁零件激光快速成形过程的热力耦合场数值模拟

研究直接激光成形过程中叶片温度场与热应力场的关系,改善成形质量.以空心叶片为例,根据激光测量仪测得的散点图,用圆弧逼近得到叶片的近似轮廓.利用有限元软件MSC.Marc建立Ti-6Al-4V(TC4)圆弧逼近的空心叶片的有限元模型,并对激光直接成形过程进行数值模拟,得到叶片在成形过程以及冷却过程中的温度场和热应力场.随着成形的进行,由于热量的积累,成形叶片的温度不断升高,已成形部位的热应力随着成形过程的热循环不断变化,小曲率半径处的热应力大,且热循环对热应力变化影响较小;在直接激光成形结束后,整体温度开始下降,各处的热应力都逐渐升高.通过分析温度场和热应力场的分布情况,得到不同曲率半径对温度场和热应力场的影响规律.基于模拟结果,总结的规律和试验经验,提出改善成形质量的有效方法.并利用激光直接成形技术,加工出模拟分析模型的实物零件,验证模拟和结论的正确性.     

转炉炉壳温度场的有限元模拟

目前，钢主要通过转炉生产，炉壳的寿命直接影响钢厂的生产效率和成本．炉壳寿命主要取决于其应力水平，炉壳工作中承受的应力主要是由于热膨胀和温度不均引起的热应力。定量分析热应力的首要前提是确定部件的温度场，在温度场的基础上才能进行热应力的求解。本文应用有限元数值计算软件，对转炉的温度场进行了数值模拟，仿真结果对进一步分析炉壳热应力提供了坚实的理论基础。