某型飞机液压系统流固耦合仿真与脉动应力分析

液压系统的压力脉动和管道振动是目前国内外亟待解决的难题,传统的脉动应力控制手段耗时耗力,笔者通过流固耦合14阶方程模型,编制了飞机液压系统仿真程序,对某型号飞机进行了液压系统脉动应力初步的模拟计算,经与试验结果比对,初步验证了其可行性,为复杂管系的设计及强度分析提供了一种数字模拟手段.     

流固耦合作用下管道振动模态分析

本文运用ANSYSWorkbench12．0模拟仿真软件,分析了有无流固耦合存在时管道振动模态的变化,以及在流固耦合作用下,管道约束的不同对管道固有频率、等效应力和总变形量的影响。结果表明：流固耦合作用的存在使得管道振动固有频率略有增加;适当的约束可减小管道所承受的等效应力、减小管道变形量,提高管道系统整体刚度,从而达到减少振动、减小管道局部能量损失及降低噪声的目的。     

高压油泵在流固耦合作用下的结构强度分析

高压油泵结构紧凑、工作压力高,在高压下仍可保持较高的效率,对其结构强度进行分析十分重要。以某柴油机高压单体泵为研究对象,采用Hypermesh有限元软件做前处理建立有限元模型,利用Fluent软件对油泵泵油阶段的流体有限元模型进行流体分析,得到过程中的油压分布。然后利用Abaqus软件将最大油压时刻的油压分布通过插值映射到油泵的结构有限元模型中对相关部件进行强度分析,得到各部件应力分布情况。通过这种耦合的方法来进行高压油泵的结构强度分析,对于以后高压油泵的设计及优化提供更好的指导及参考。     

基于流固耦合的供水管道的振动特性分析

铁路桥梁是列车运行线路的重要基础结构,列车在经过线路时会产生较大的振动,下穿铁路桥梁的供水管道会因为列车的经过而发生共振并造成管道破裂和腐蚀等恶劣后果.为此,基于流固耦合的分析方法,采用RNGκ-ε的湍流模型,分析管道的速度和压力分布;对比管道在自由状态下和单向流固耦合作用下的固有频率和振型.结果表明:管道内的水流速度...     

瞬态压力突变下管道振动研究

提出非定常流动下管道径向振动控制方程,采用特征线法和有限差分法,并基于阀门快速关闭所引起瞬态压力突变的假设,求解瞬态压力突变下管道径向振动模型.通过数值计算与模型对比发现,该模型具有较好的稳定性.计算结果表明,管道径向振动对流动压力的影响不明显.     

考虑流固耦合的装配式管线水击压力波速计算研究

以装配式管线为研究对象,分析连接器密封胶圈在水击压力作用下的形变情况。基于厚壁管流固耦合水击模型,提出一种适用于装配式管线耦合水击压力波速计算的新方法。对提出的计算方法进行试验验证,并详细分析密封胶圈以及管道厚径比对装配式管线耦合水击波速的影响。研究结果表明：所提方法计算值与试验实测值吻合较好,说明所提方法是正确可靠的;密封胶圈对水击波速的衰减率随其数量的增多而增大,并且管内输送介质的体积模量越大越能体现出密封胶圈对水击波速的衰减效果;当管道厚径比小于0.05时,所提方法与薄壁管模型计算值偏差很小,说明所提方法对薄壁管和厚壁管均适用;装配式管线各管段连接处的环状空腔扮演着“水击压力缓冲环”的角色,随着管道厚径比的增加,环状空腔对水击响应的衰减作用逐渐增强,使得管内耦合水击波速呈现出先短暂增大,而后持续减小直至极限值的变化情况。     

流固耦合作用的高速精密轧辊磨头动静压轴承油膜性能研究

根据一种高速精密轧辊磨床可调式动静压轴承的工作原理求出其在不同接触状态时所受的接触力。采用双向流固耦合分析方法,对轴承处于正常挤压、极限松弛和极限挤压状态时在不同供油压力情况下的轴承润滑油膜的压力分布及其静力学分析,用以满足国产高速精密轧辊磨头综合测试实验的要求。结果表明:随着轴承供油压力的增大,轴承油膜的油膜压力增大,轴承的形变量减小;随着轴承挤压程度的加深,轴承的油膜压力增大,应变加剧;随着主轴旋转速度增大,轴承油膜的油膜压力增大。     

混流风机整机数值模拟及流固耦合分析

为了改进叶型设计方法、提升SWF型号风机的通风效率,运用数值模拟的方法,并结合fluent软件分析了该混流式风机整机的内部流场状态,获得了风机内部压力场和速度场等有价值的信息,再运用流固耦合的原理,借助Ansys workbench平台将所得到的风机流场内部的表压添加到风机固体模型上,得出了风机运行时的应力和位移结果。最后通过改变流速,得到了多组不一样的全压和效率值,利用Matlab软件可以拟合出风机的效率曲线。结果表明:应力从叶根位置到叶顶位置逐渐减小,叶根位置的应力值为最大值;位移从叶根位置到叶顶位置逐渐变大,最大的位移值出现在叶顶位置。同时得出了风机的运行工况在流速为6-8时的效率最高。     

基于双向流固耦合的均压电极铂针力学性能研究

为研究换流阀设备水路中均压电极铂针在水流激励下的力学性能,利用CREO软件建立均压电极铂针流场的三维模型,将处理后的模型导入ANSYS Workbench平台,通过双向耦合模块将Fluent和Transient structural连接,并将数据传输接口定义在流固耦合界面上。考虑水流的周期波动特性,对离散后的有限元模型进行双向流固耦合下的瞬态分析,获得铂针的应力、应变动态响应曲线。通过对铂针进行力学性能试验得到其抗弯强度,得出结论:铂针在单端固定的方式下,其最大应力远小于材料抗弯强度,满足工程使用要求。     

流固耦合力学的数值研究方法的发展及软件应用概述

流固耦合力学是多种工程领域研究的重要课题。本文对流固耦合力学数值研究方法发展过程进行了概述,阐述了各发展阶段使用的三类数值研究方法,并简单介绍了常见的计算流固耦合商业软件,最后对流固耦合力学的发展趋势进行了展望。     

气体瞬态力对减压阀动态特性的影响分析

气体瞬态力是影响减压阀动态性能一个重要的非线性因素之一,本文从可压缩流体力学的动量方程出发,对减压阀阀腔的气体参数采用集中参数来处理,推导出了考虑气体可压缩性情况下的气体瞬态力的计算公式,得出了可压缩流体与不可压缩流体的瞬态力之间的关系,并分析了其对减压阀的动态特性的影响。仿真结果表明在控制体积与低压腔体积之比很小的情况下,其气体的瞬态力对减压阀动态特性的影响不是很明显。     

含气泡和气穴的液压管路瞬态实验研究

一端连接阀门、另一端连接油箱的等径液压管路中,当阀门突然关闭时,管路中会产生压力和流量的瞬态脉动过程,本文对这一管路中的瞬态脉动过程进行了观察及测量,利用动态压力传感器记录了管路中的压力脉动过程,记录结果表明,当阀门关闭速度较快时,管路中的压力会降低到大气压以下,甚至达到绝对零压,导致管路中气泡和气穴的产生。     

滑阀式多路阀流固耦合有限元分析

液压阀在液压传动中的作用至关重要,其阀门失效将致使整个液压系统的稳定性下降,也对工作人员的正常作业构成了安全隐患。为解决阀门失效问题,建立了液压滑阀阀腔内流体与阀门组件的流固耦合分析模型,经仿真得到阀门内部应力集中分布区域,并提出了相应的改进措施。此研究可为滑阀式多路阀的安全性、可靠性设计提供理论依据。     

液压系统设计不合理引起机床温升故障的分析

分析了机床液压系统油温升高的原因，并着重通过两个实例，说明了在机床液压系统设计中应充分注意溢流阀及相关元件，提出了一些注意事项。     

共振消声器吸收压力脉动的动态分析及仿真计算

研究了一种共振消声器———亥姆霍兹共振消声器。首先建立了共振消声器的数学模型,从频率特性角度讨论了共振消声器对压力脉动的削减作用,最后使用MATLAB进行了仿真计算,得到了三种脉动频率下压力脉动的削减幅度,其计算结果与仿真结果基本吻合。     

一种基于活塞结构的光纤流体压力传感器

对一种新型的光纤流体压力传感器进行了设计与研究。依据强度补偿原理,设计出了传感器系统,并建立了传感器系统的强度补偿模型;提出了一种基于活塞结构的光纤流体压力传感器探头,并建立了传感器的传感数学模型;在理论分析的基础上,对传感器进行了实验研究,得出了传感器在不同结构参数NA、l、d取值下的p-M曲线,实验结果表明:传感器的输出值与压力p之间存在线性关系,传感器具有较好的灵敏度。能够满足不同场合流体压力的检测。     

低压铸造流动与传热耦合计算的研究

根据低压铸造充型流动的特点 ,利用计算机数值模拟技术 ,对低压铸造充型阶段的流动怀传热过程进行了耦合计算 ,从而保证了模拟结果的准确性和可靠性。在此基础上开发出了模拟软件 ,并对实际低压铸件进行了模拟分析 ,结果与实际生产情况吻合很好     

低压铸造流动与传热耦合计算的研究

根据低压铸造充型流动的特点,利用计算机数值模拟技术,对低压铸造充型阶段的流动与传热过程进行了耦合计算,从而保证了模拟结果的准确性和可靠性。在此基础上开发出了模拟软件,并对实际低压铸件进行了模拟分析,结果与实际生产情况吻合很好。     

井下异常压差的流体出水口结构设计

利用流体力学理论分析异常压差的降压、升压原理,并引入湍流控制方程,在此基础上提出一种井下分层注水管出水口的结构。借助CFD通用软件Fluent和Gambit对出水口结构进行数值模拟,将计算结果用图形与曲线表示。通过与同等压差下水嘴大小的比较,进一步论证该出水结构的可行性和正确性。从而使得异常高压下配水可以不用调节水嘴开口大小,而直接通过更换出水口结构来实现。