某商用车鼓式制动器热固耦合分析

针对汽车制动鼓温度试验测试成本高、周期长等问题,利用Abaqus建立某商用车鼓式制动器有限元模型,采用完全热固耦合法分析制动鼓的温度场和热应力分布。仿真结果表明：紧急制动工况时,制动鼓的最高温度为156.5 ℃,最高热应力为130 MPa。有限元分析可快速获取制动器在工作状态时的温度和应力分布情况,有利于产品设计和改进,缩短产品迭代周期。     

重卡底盘鼓式制动器热机耦合有限元分析

本文以重卡底盘鼓式制动器为研究对象,针对试验车鼓式制动器在制动过程中制动鼓开裂问题,对其进行有限元建模和分析。通过有限元热—机耦合分析,探讨鼓式制动器在不同制动蹄片规格和制动气压的情况下制动时,制动鼓热应力和温度的分布变化规律,为鼓式制动器的设计和制造提供了一定的理论依据。     

电动自行车鼓式制动器的有限元仿真

利用ANSYS/LS-DYNA分析软件对某电动自行车鼓式制动器进行瞬态动力学仿真,以非等载荷数组施加于与领蹄、从蹄相连的摩擦衬片,模拟制动过程中制动鼓和摩擦衬片的应力分布,并以摩擦衬片为研究对象,从材质、厚度、起始角三方面对制动器进行结构改进,为电动自行车鼓式制动器设计软件的开发提供数据参考。     

基于热-流-固耦合方法的涡轮叶片数值计算

将流体动力学方法与有限元方法相结合,在定常流场分析的基础上,采用单向和双向热、流、固耦合的计算方法获得了转子叶片在设计工况下的应力和变形情况,并比较了两种方法的计算结果.单向耦合计算中分析了离心、气动、热载荷对叶片应力、变形的影响,并按照斯贝发动机EGD-3应力标准对叶片强度进行了校核.计算结果表明：两种计算方法在涡轮叶片强度分析中是可行的,双向耦合能更准确地反映转子叶片的真实工况.     

发动机排气管流-固-热强耦合分析

为研究发动机排气管在流-固-热强耦合作用下的复杂工况,用INTESIM软件中流-固-热强耦合的方法计算某型发动机排气管在工作过程中流场、温度场、热变形和热应力的分布情况.结果表明,与传统的分析方法相比,INTESIM的强耦合方法收敛性更好,并且可以在同一软件平台下对模型耦合矩阵方程直接求解得到结构应力场、位移场、流场和温度场的所有结果.     

考虑刚-柔-热耦合的板结构多体系统的动力学建模

对热载荷作用下中心刚体与大变形薄板多体系统的动力学建模问题进行研究.基于Kirchhoff假设,从格林应变和曲率与绝对位移的非线性关系式出发,推导了非线性广义弹性力阵,用绝对节点坐标法建立了大变形矩形薄板的有限元离散的动力学变分方程.为了考虑刚体姿态运动、弹性变形和温度变化的相互耦合作用,推导了热流密度与绝对节点坐标之间的关系式.引入系统的运动学约束方程,建立了中心刚体-矩形板多体系统的考虑刚-柔-热耦合的热传导方程和带拉格朗日乘子的第一类拉格朗日动力学方程.为了有效地提高计算效率,将改进的中心差分法和广义-α法相结合,求解热传导方程和动力学方程,差分后的方程通过牛顿迭代法耦合求解.对刚-柔耦合和刚-柔-热三者耦合两种模型的仿真结果进行比较表明,刚体运动对温度梯度和热变形的影响显著.此外,本文建模方法考虑了几何非线性项,因此也考虑了热膨胀引起的轴向变形对横向变形的影响.     

柴油机缸盖有限元分析

用Abaqus将对流热边界耦合至固体传热计算中,得到柴油机缸盖的温度场.在此基础上进行预紧力和爆发压力-热应力2种工况的数值仿真.仿真结果可以帮助确定各影响因素造成的缸盖应力集中的主要位置,为结构设计和改进提供参考.     

三维实体转子系统热-结构耦合响应分析

以某型航空发动机高压转子系统为研究对象,基于不均匀分布稳态温度场,建立了某高压转子系统三维实体单元有限元模型以及稳态温度场下转子系统热-结构耦合振动方程,利用热-结构-动力学耦合理论,采用间接耦合法,通过稳态温度场分析和静力分析生成热应力,然后进行预应力模态分析,最后利用模态叠加法进行不平衡量和热弯曲耦合响应分析,实现热-结构-动力学耦合计算.通过稳态温度场对典型级盘稳态响应影响的分析以及不平衡量与热弯曲耦合稳态响应分析,发现耦合响应对转子系统各级盘的振动响应有较大影响.     

基于CFD的滑靴副多场耦合特性研究

滑靴副作为斜盘式轴向柱塞泵的主要摩擦副之一,长期工作于高速、高压、高温等一些复杂极端环境中.本文建立了滑靴副中流场的基本控制方程,构建了滑靴副多物理场耦合的有限元模型,通过CFD技术对滑靴副流场进行模拟分析,并在此基础上对滑靴副流-固-热多物理场耦合进行仿真,得到不同工况下油液的压力场和速度场的变化规律以及流体的压力和温度对滑靴副的总变形量、应力的影响.结果表明,随着工作压力增大,油液在阻尼管路中压力损失增加,油腔内涡旋个数及尺寸增大.除此之外还发现滑靴副变形量和最大应力对油液温度较为敏感.本文工作为滑靴副的结构设计提供了一定的技术支持,并且对于提高滑靴副的整体性能有着重要的意义.     

耦合压力与温度修正算法对流体流场数值仿真

深入研究了目前流体流场的数值仿真问题,由于流体流场中可能存在着马赫数变化很大的流动情形,通常的方法不能较好地计算出准确的结果,因此找出一种能计算任意马赫数流动的算法是非常必要的.使用了一种耦合压力与温度修正算法求解Navier-Stokes方程.是通过连续方程和能量方程推得压力修正值与温度修正值的方程,并将压力修正值方程与温度修正值方程联立求解,而其它求解变量采用分离式求解的思想,求解中对流项差分格式采用了AUSM 格式,并在低马赫数时进行了改进.通过对喷管和圆弧凸包的数值仿真,较好地反映出了流场中的激波现象,计算表明方法能适应任意马赫数范围的流体流动,并且具有一致的计算精度.     

基于空气流体动力学的高速列车制动盘散热性能模拟

基于CFD法分析高速列车制动盘的散热情况,得到制动盘各个区域的平均对流换热系数.在此散热条件下,用顺序耦合法模拟制动盘的温度场,实现复杂六边形热载荷的加载,并将二次制动温度场的模拟结果与试验数据进行对比分析.结果表明：模拟结果与试验数据在冷却阶段吻合度较高,且在制动阶段中最高温度值误差不超过5%.     

热膨胀过程中流固耦合应力分析的等效方法

密闭容器内的液体受热膨胀后,会挤压容器并使其受力变形直至破裂,而传统的流固耦合分析方法难以解决这种流固耦合场、应力场和温度场等多场耦合的问题.利用等效表面载荷的方法来模拟膨胀的液体与固体之间的相互作用,可分析在温度升高过程中内部充满液体的某个容器的受力情况.通过本方法对容器进行动态应力分析,可等效得到容器某个部分结构失效时,容器内壁所受载荷的具体大小及其容积的变化,并可对应得到某处结构失效时刻的准确温度.该方法可有效解决多场耦合的问题,并且省去液体模型,提高分析和计算速度.结合电池冷却箱受热膨胀的算例进一步阐释该方法.     

地铁用制动电阻的弹性热力耦合仿真分析

为分析地铁列车电制动过程中，制动电阻片表面温度场、位移场及应力场的分布，基于有限单元法，建立了三维热力耦合分析模型，并运用有限元软件进行了具体的求解计算，以回归得到了结构变形量与温度的关系曲线。在应力场的计算中引入了最小二乘法，从而以三次有限元计算求得温度场、位移场、应力场的耦合解，以改善计算精度。通过不同冷却条件下计算结果的比较，为制动电阻片采取合适的方法抑制变形提供了依据。     

基于正交设计NSGA-II算法的制动器多目标优化*

针对汽车鼓式制动器,以制动效能因数最大、制动鼓体积最小和制动器温升最低为目标,建立了多目标优化模型。针对传统NSGA-II算法求解3目标优化问题的不足,引入正交设计策略,提出了改进的NSGA-II算法。将改进算法与目前三种经典的多目标优化算法在DTLZ系列测试函数上进行性能测试,结果表明改进算法在求解3目标优化问题上有更好的性能。用改进算法和NSGA-II两种算法同时求解制动器多目标优化设计实例,改进算法得到了分布更好的Pareto前端,表明改进算法对此类问题求解行之有效。     

上海地铁统型车轮热机耦合有限元分析

为分析上海地铁统型车轮踏面制动时的热应力,建立上海地铁13号线车轮及上海地铁统型车轮的有限元模型,依据美国铁路协会(Association of American Railroads,AAR)S-660标准、欧洲的BS EN标准、国际铁路联盟UIC 510-5标准,模拟在踏面制动时这二种车轮在曲线、直线和道岔工况下的热机耦合应力场.结果表明,在踏面制动时,上海地铁13号线采用的直辐板车轮和上海地铁统型车轮的应力均满足标准要求,且后者性能优于前者.     

Intelligent control of braking process

Intelligent modeling, prediction and control of the braking process are not an easy task if using classical modeling techniques, regarding its complexity. In this paper, the new approach has been proposed for easy and effective monitoring, modeling, prediction, and control of the braking process i.e. the brake performance during a braking cycle. The context based control of the disc brake actuation pressure was used for improving the dynamic control of braking process versus influence of the previous and current values of the disc brake actuation pressure, the vehicle speed, and the brake interface temperature. For these purposes, two different dynamic neural models have been developed and integrated into the microcontroller. Microcontrollers are resource intensive and cost effective platforms that offer possibilities to associate with commonly used artificial intelligence techniques. The neural models, based on recurrent dynamic neural networks, are implemented in 8-bit CMOS microcontroller for control of the disc brake actuation pressure during a braking cycle. The first neural model was used for modeling and prediction of the braking process output (braking torque). Based on such acquired knowledge about the real brake operation, the inverse neural model has been developed which was able to predict the brake actuation pressure needed for achieving previously selected (desired) braking torque value in accordance with the previous and current influence of the pressure, speed, and the brake interface temperature. Both neural models have had inherent abilities for on-line learning and prediction during each braking cycle and an intelligent adaptation to the change of influences of pressure, speed, and temperature on the braking process.     

高温冲击下三偏心蝶阀的密封性能

某三偏心金属蝶阀在工作中承受瞬时高温、高压冲击,为探索该环境工况对蝶阀密封性能的影响,采用Ansys软件对蝶阀进行热-结构间接耦合分析,研究高温、高压冲击下蝶阀的变形、应力分布和密封特性.蝶阀的温度分布结果表明瞬间的高温仅造成蝶阀温度升高0.23 K,而3.0 MPa的冲击可使得阀门密封面之间的接触应力平均增大60.0...     

基于列车信息管理系统(TMS)空电联合制动控制方案设计

为了进行有效的制动操作和提高乘坐平稳性,TMS负责整个空电联合制动的控制.主要阐述了列车的制动系统设计方案,介绍了列车制动系统的主要框架,说明了空电联合制动技术的原理,概述了制动系统中制动力的计算流程及关键的计算公式.