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。     

换热边界下变物性梯度功能材料板瞬态热应力

用有限元和有限差分法,分析了由ZrO2 和Ti-6Al-4V组成的变物性梯度功能材料板的瞬态热应力问题,检验了方法的正确性,给出了对流换热边界下变物性梯度功能材料板的瞬态热应力场分布,并与不考虑变物性时的结果进行了比较。结果表明：在计算瞬态热应力场分布时,变物性是影响梯度功能材料板瞬态热应力场的最重要因素之一。此外,材料组分的分布形状系数 M、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热应力场分布均有明显的影响。此结果为梯度功能材料的设计和应用提供了理论计算依据。     

加热、冷却下变物性梯度功能材料板瞬态热应力

用非线性有限元法分析由ZnO2和Ti-6Al-4V组成的变物性梯度功能材料板在加热、冷却过程中的瞬态热应力问题,检验方法的正确性,给出不同力学边界条件下该材料板的瞬态热应力场分布,并与常物性时的结果进行比较。结果表明,考虑变物性比常物性时的最大拉应力减少26％,最大压应力减少23．2％;在冷却初瞬时,陶瓷侧出现很大拉应力;此外,材料组分的分布形状系数M的变化和力学边界条件对该材料板的加热、冷却瞬态热应力场分布的影响显著。此结果为该材料的设计、制备提供了准确的理论计算依据。     

梯度功能陶瓷刀具的热应力分析

运用有限元法计算了梯度功能陶瓷刀具内的热应力,结果表明,在切削速度较低的情况下,梯度功能陶瓷刀具内的热应力与普通陶瓷刀具内的热应力相比差别不大;而在高速切削条件下,梯度功能陶瓷刀具内的热应力明显小于普通陶瓷刀具,说明梯度功能陶瓷刀具适应于高速切削。     

功能梯度Al2O3涂层残余热应力分析

Al2O3/316L功能梯度材料是一种聚变反应堆第一壁的候选材料。为避免制备过程中因材料之间热物理性能差别产生的热应力过大造成材料的失效,须对梯度材料进行合理的热应力缓和设计。运用有限元软件,分析成分分布指数、梯度涂层厚度和梯度层数目等参数对Al2O3/316L功能梯度材料残余热应力的影响。分析结果表明：体积分布指数p=1.0时所受热应力最小,涂层承受压应力作用;梯度层数为9时热应力缓和效果最好;梯度层厚度不宜过大;将非功能梯度材料与优化后的功能梯度材料的残余热应力进行比,结果显示：功能梯度材料缓和热应力效果十分显著。最后利用等离子喷涂方法制备了梯度涂层测试涂层残余应力,并与有限元结果进行对比,以验证模拟的准确性。     

对称型梯度功能陶瓷材料的非定常热应力

采用摄动法推导出对称型梯度功能材料平板的一维非定常温度场及非定常热应力场的解析表达式,对Ａｌ２Ｏ３／（Ｗ,Ｔｉ）Ｃ系对称型梯度功能陶瓷平板表面冷却及加热过程中的非定常温度场及非定常热应力场进行了计算。讨论了提高陶瓷刀具材料抗热震性的方法即采用梯度功能陶瓷刀具材料,并结合断续车削试验进行了验证。     

功能梯度材料简支板振动模态的有限元分析

概述了功能梯度材料的定义及应用及其力学研究的现状和进展,介绍了有限元法.采用有限元分析软件Hyperworks对四边简支功能梯度材料矩形板进行建模,得出了各阶振动频率,对四边简支功能梯度材料矩形板进行模态分析,并改变长厚比,进行了结果对比分析.     

功能梯度材料的研究动态

功能梯度材料是一种新型复合材料，它的两侧由不同性能的材料组成，而中间部分的结构是以原子、分子级连续变化，从而消除了不同材料结合的性能不匹配因素。本文介绍了功能梯度材料的概念和开发背景，着重论述了功能梯度材料在材料设计、制备和性能评价方面的研究现状及其应用前景。     

PSZ/Mo功能梯度材料的优化设计

在测量不同成分的热压PSZ/Mo功能梯度材料物理性能基础上，利用有限元分析方法，对材料进行了优化设计，确定了最佳成分分布因子、层数和每一层的厚度，对优化设计的PSZ/Mo功能梯度材料在稳态温度场的热应力进行了计算。在此基础上，用热压烧结的方法制备了六层结构的PSZ/Mo功能梯度材料。     

夹套对流传热分析设计

建立了整体夹套结构的计算流体力学、计算传热学和有限元分析模型 ,利用SIMPLE算法和有限单元法分别进行了流体 /结构耦合传热、应力计算和详细的传热分析设计 ,为类似工程复杂结构的分析设计提供了一种先进可靠的手段     

微管道散热器换热性能的有限元分析

利用伽辽金有限元公式计算了微管道散热器中的管道表面温度分布、流体温度分布及流动阻力系数和换热系数等。与现有的分析方法对比发现，利用有限元方法可对热负荷任意分布工况下的微管道散热器进行传热性能分析，而且使用范围比现行的大型CFD软件更广，也可用于分析微管道散热器的几何参数对散热器传热性能的影响。     

基于热网络法与有限元法的球轴承稳态热分析

轴承热分析的研究方法主要有热网络法、有限元法及实验法.以直升机传动系统主减速器中的球轴承为研究对象,分别应用热网络法及有限元法开展稳态热分析,并将两种方法的计算结果进行对比,为直升机传动系统的干运转研究奠定基础.     

新型百叶窗翅片对流换热特性研究

百叶窗翅片广泛应用在紧凑式换热器中,基于传统矩形百叶窗结构,提出两种新型矩/梭形百叶窗翅片,利用FLUENT软件对不同结构的百叶窗翅片流场、温度场进行模拟分析,对比不同结构百叶窗翅片的传热和阻力特性。研究表明,由于流道变截面的影响,使得梭形百叶窗和矩/梭形百叶窗有较高流速的流体冲刷加热管壁面,从而梭形百叶窗和矩/梭形百叶窗传热效果增强,其综合性能均优于矩形百叶窗,矩/梭（2/1）形百叶窗传热j因子相对较高,综合性能较好。     

基于热网络的某主轴系统稳态热分析

以某主轴系统为研究对象,用热网络法建立了该主轴系统的热平衡方程组;针对主轴系统的结构件、轴承转速、冷却液温度等给定的工况建立了热阻、功率损失、对流传热的计算模型;通过MATLAB求解热平衡方程组,计算出主轴系统的稳态温度场分布;考虑了轴承转速、冷却液温度、润滑剂黏度大小对主轴系统中关键节点温度的影响,为该主轴系统的瞬态热分析提供了有效的初始条件。     

双金属轧片式翅片管管外对流换热准则关系式研究

双金属轧制翅片管以其优良的传热性能、机械性能和耐腐蚀性能在许多工业领域，特别是炼油、化工、发电行业得到了广泛应用。影响双金属轧片式翅片管的传热性能的一个重要因素是管外气体一侧的对流换热系数。本文对双金属轧片式翅片管管外对流换热系数准测进行了研究，得到了一个精度较高的适用于各种规格双金属轧片式翅片管的通用的管外对流换热系数准则关系式。     

热混合板式换热器换热阻力性能

为提高板式换热器对工况的适应能力,对两种不同倾角波纹板片组成的板式换热器进行研究。通过数值模拟,分析了热混合板式换热器单流道模型换热和阻力的情况,并结合场协同理论和火积耗散理论分析热混合板式换热器的综合性能。结果表明:随着入口Re的增大,压降和Nu逐渐上升,场协同数Fc逐渐降低。利用约束的平均协同角更能体现协同性随Re的变化规律。火积传递效率随Re的增大呈现震荡降低的趋势,硬板组合的传递效率要高于软板组合。在Re为1600时,Nu和压降随上壁面倾角βt的增大而增大,粘性耗散随着βt呈现先增大、后减小的趋势,且在上下倾角之和为100°时取得极大值。