基于ANSYS的机床电主轴温度场计算仿真分析

针对高档数控机床热变形严重影响加工精度和加工产品质量的问题,首先介绍了高速电主轴的特点.其次,选取了某一种型号的电主轴和支撑结构,计算出热参数.再次,运用ANSYS有限元软件对电主轴单元的温度场进行了稳态和瞬态仿真.最后,根据仿真结果,提出了改善电主轴温度场分布不均匀的措施以及减小电主轴热变形的方案,为机床和加工中心等装备实现高速、高精密加工提供了一定的技术依据.     

钝圆半径对刀具硬态切削性能的影响研究

为了揭示修圆刃口对刀具硬态切削性能的影响规律,以5种钝圆半径的修圆刃口为研究对象,运用金属切削软件AdvantEdge对淬硬轴承钢进行干式车削仿真。结果表明,主切削力F_c和进给力F_f均随钝圆半径的增加而变大;刀具高温区面积随着钝圆半径的增加而扩大,最高切削温度均位于切削刃附近;钝圆半径对刀具最大应力值的影响较小。研究结果可为刀具刃口形式和参数的合理选择提供理论指导。     

高弹性联轴器橡胶弹性元件传热与温度场的仿真分析

利用ABAQUS有限元分析软件对LS2110型高弹性联轴器橡胶弹性元件在不同工况下生热、传热进行了研究,形成了相应的研究方法。通过该方法得到的计算结果与通过振动试验所得的试验值有较好的一致性,误差最多不超过10%,表明基于此方法所得的温度场能较好地反映橡胶弹性元件工作时的实际情况,且具有较高的精度,通过该方法可较好的辅助高弹性联轴器的结构优化与选型。     

切削温度场的仿真分析

介绍了建立车削温度场的仿真系统,实现对机床温度分布的预测,通过由此系统得到的温度仿真图形进行分析,为机床的更新设计提供了理论依据。     

金属切削过程中切削热和切削温度场的仿真分析

切削热的产生和由它导致的切削温度是影响金属切削状态的重要物理因素之一。笔者通过45#圆钢在几种不同切削速度下的温度场的仿真分析,直观的表现出切削速度对金属切削热的影响,从而对优化切削参数和研究刀具磨损机理提供方法依据。     

基于ANSYS的双层不锈钢水壶温度场模拟与验证

新型不锈钢电水壶的出现引起了人们对水壶隔热性能的关注。ANSYS强大的热分析功能为水壶的传热分析提供了平台。利用ANSYS有限元分析软件对双层不锈钢电水壶进行建模,对双层不锈钢电水壶的传热过程进行仿真。以不锈钢电水壶外壁温度为表征,结合实物不锈钢水壶进行温度测量验证了ANSYS有限元仿真模拟结果的实际有效性、准确性。结合有限元仿真模拟结果,论述分析了双层不锈钢电水壶的传热过程,为同类不锈钢水壶产品的设计提供参考和理论依据。     

基于ANSYS的直流电磁铁温度场仿真分析

基于ANSYS有限元软件对电磁铁温度场进行了稳态及瞬态仿真,仿真中考虑了热载荷和边界条件随时间的变化,仿真得到了线圈温度随时间的变化规律以及电磁铁其他部分的温度场分布。对电磁铁线圈进行了发热试验,试验结果表明本研究建立的电磁铁温度场仿真模型能够准确的计算出线圈温度随时间的变化规律。     

基于ANSYS的平面磨削温度场的有限元仿真

通过确定移动热源的加载方式,运用ANSYS软件的热分析模块对磨削温度场进行仿真分析,得到了不同载荷步的温度场分布以及不同深度的节点的温度变化曲线,验证了越靠近热源磨削温度越高以及工件下层材料温升显著低于工件表面。通过改变砂轮线速度、工件进给速度和磨削深度,得到了主要的磨削参数对磨削区温度场的影响状况,证明了钛合金磨削存在临界磨削速度。在临界磨削速度附近某一区间磨削温度出现回落,因此适当的磨削速度、高的工件进给速度和小的磨削深度可以有效的减小磨削温度。     

刀具角度对钢轨铣削温度的仿真与试验研究

刀具角度与切屑的形成、铣削力、铣削温度、刀具磨损和被加工表面质量有着重要的联系。为了分析刀具几何角度对第一变形区铣削温度的影响,利用Advant Edge对U71Mn铣削过程建立了3D仿真模型;同时,采用K型人工热电偶测量了第三变形区—刀/工面处铣削温度,并探究了工艺参数对铣削温度的影响规律。试验结果表明:随着刀盘转速、进给速度和背吃刀量的增加,铣削温度逐渐升高;其中,刀盘转速和背吃刀量对切削温度有着更为显著的影响,而进给速度的影响则较小。然后采用红外热像仪对第二变形区刀/屑面的铣削温度进行了测量,并将在同一切削参数条件下人工热电偶与红外热像仪的实测温度与仿真结果进行了比较,结果表明所建3D仿真模型的有效性。最后,在上述所建模型基础上仿真分析不同刀具角度对第一变形区切削温度的影响,为铣刀盘刀具结构设计提供一定的指导意义。     

超磁致伸缩作动器传热分析与温度场仿真

超磁致伸缩材料易受温度的影响,最佳工作温度范围为40～50℃。为保证超磁致伸缩作动器的工作性能,在理论分析超磁致伸缩作动器内部传热过程的基础上,利用COMSOL Multiphysics软件对超磁致伸缩作动器的内部温度场进行仿真,并依据仿真结果对冷却水的流速进行优化,最终确定优化后的冷却水流速为0.14 m·s^-1。在此流速下的超磁致伸缩材料棒的稳态温度能够维持在40～50℃,并且具有较大的平均值,能够保证超磁致伸缩作动器的工作性能。     

换热边界下梯度功能材料板稳态温度场研究

用有限元法分析了由ZrO2和Ti-6Al—4V组成的梯度功能材料板在对流换热边界条件下的稳态温度场问题，检验了方法的正确性，给出了对流换热边界下的稳态温度场分布。结果表明：材料组分的分布形状系数M、孔隙度P、对流换热系数和环境介质温度的变化对梯度功能材料板的稳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。     

基于ANSYS的调节阀温度场分析

基于ANSYS有限元分析软件.采用热流耦合与单独温度场两种分析方法,对调节阀的温度场进行模拟分析.结果表明,调节阀温度场分布相差不大,阀杆最高温度相差为7℃左右.通过对调节阀温度场的数值模拟,提出了降低执行机构温度的有效途径.     

钢件淬火过程温度场的数值模拟

利用ANSYS软件的热分析模块对某钢件淬火过程进行建模、分网、加栽及求解,得到了钢件淬火不同时刻的温度场、在某一时刻沿钢件内壁温度分布,以及钢件上所选特殊点的温度分布;同时还建立了淬火过程的数学模型。模拟过程对于淬火液的选取及淬火工艺的优化提供了参考依据,对淬火过程中的热应力、残余应力计算提供了温度边界条件。     

基于ANSYS的涡轮钻具密封支承节温度场分析

根据密封支承节结构和传热特点,基于热工理论,建立密封支承节的传热学模型,运用ANSYS进行分析,计算得到支承节温度场分布特征。结果表明,密封支承节轴承组摩擦产生的热量主要通过轴承组外壳向钻井液传递,端部密封腔内的润滑油受轴承组发热影响较小,选取合适的润滑油能保证密封支承节正常工作。     

基于Fluent的蓄热体传热过程的数值模拟

在能源紧张的环境下,蓄热式电锅炉利用低谷电加热蓄热体耐火砖材料将不能存储的电能转化为热能暂时贮存起来,通过二次换热转化为用户可以利用的能源。蓄热体工作过程分为加热、保温、放热、保温、再加热的循环过程。放热过程是蓄热体工作的主要阶段,放热量的大小和时间长短直接影响设备的工作状态。通过对蓄热体模型的简化,建立三维模型,采用ANSYS Workbench中的Fluent模块对蓄热体的放热过程做了数值模拟,得到了蓄热体放热过程出口温度的分布情况。得到的结果和某工厂的电锅炉实际工作温度和时间相吻合,通过对蓄热体材料、加热时间等一些参数的设置得到的模拟结果对实际生产具有一定的指导意义。     

基于ANSYS的CPU散热片的散热及温度场分析

利用ANSYS对CPU芯片散热片进行了对流和辐射热分析,并对其进行了温度场模拟试验和热传递的数值计算,比较三者的差异可知在散热片的散热过程中,辐射散热是不容忽略的,从而为散热片的设计和制造提供了可靠的依据。     

柱形锻件热处理过程中传热模拟分析

以YB-65柱形锻件为研究对象,试验测量其三种不同组织（珠光体、贝氏体、马氏体）的热物性参数,并用JMatPro热力学软件对其进行计算。采用敷偶法研究实际热处理过程中锻件内部温度场的变化,运用商用非线性有限元软件对不同热物性参数条件下锻件不透烧加热、淬火及回火过程中的温度场进行模拟。通过实测和模拟,建立起反映这一热处理过程的传热模型,确定该模型的物性参数、燃气炉加热的表面有效黑度,淬火换热系数等重要参数,模拟结果较好地反应了实际传热过程。     

一种借助有限元传热仿真的刀尖点切削温度精确测量方法

切削热是金属切削加工中的重要物理现象,特别是刀尖点温度对于切削研究具有重要的参考价值,但是现有的切削温度测量方法很难实现对刀尖点切削温度的精确测量。本文提出一种人工热电偶法和有限元传热仿真相结合测量车削刀尖点温度的方法,并利用专业切削仿真软件进行验证。研究表明这种方法准确可靠,为研究车削过程刀尖点温度提供了新的测量方法。     

基于ANSYS Icepak的热管模块设计与仿真分析

NVIDIA JETSON TX2高功率系统芯片的散热功率一般在25 W左右,一般的风扇与肋片式散热器组合的散热方式存在体积大、高度高、不方便整合在小型系统中等问题,而热管、风扇、铜鳍片散热器组合的散热方式具有高度低、体积小、传热效率高等优点。文中首先对热管模块进行结构设计;然后对热管模块设计的合理性进行计算验证,并利用ANSYS Icepak对热管模块进行热稳态仿真,发现主要芯片的温度都在要求范围内,表明设计合理;最后将热管模块装入系统进行温度测试。结果表明,主要芯片的计算、仿真与实验的温度基本一致。