基于流-固耦合分析的某型柴油机冷却水套开发

利用三维CAE软件对我所某款高速轻型柴油机冷却水套进行开发。首先运用Star-ccm+对整个冷却水套进行优化,初步获得较为理想的冷却流场分布,并提取该方案的缸盖热边界条件,即流体壁面温度及换热系数;然后将提取的热边界条件映射到有限元面网格,并运用有限元技术将其与缸盖体单元进行耦合,先后计算出缸盖的温度场及热应力分布,结合缸盖热应力分析结果,对冷却水套及缸盖固体区域进行优化,重复前面仿真工作,直到整个水套流场及缸盖热应力分布合理。     

柴油机活塞的热机耦合分析

本文以某型柴油机镶圈活塞为研究对象,对活塞在最大爆压下的温度场、机械应力和热机耦合应力进行了计算。分析了活塞温度场对活塞的影响规律,为活塞前期设计和提高活塞的工作寿命提供了一定的理论依据。     

柴油机机体的热―机耦合分析

以490柴油机为研究对象,建立包括缸体、缸盖、缸套、缸垫、连接螺栓的内燃机机体装配多体接触模型,利用boost及TYCON软件,采用多场耦合方法,计算考虑螺栓预紧力、燃气压力、热负荷综合作用下的机体温度、应力与变形。通过对仿真数据的分析,表明分析数据与测试数据比较吻合,机体设计较安全。分析数据为进一步机体优化提供一定的参考依据。     

基于流固耦合的离心泵蜗壳结构分析与优化

为了研究蜗壳和超厚离心泵叶片匹配时的应力分布和变形,采用单向流固耦合方法对3种蜗壳结构产生的变形、等效应力和模态进行了数值分析和优化.蜗壳基圆直径与叶轮直径的比值（D3/D2）是蜗壳结构动力特性的主要影响因素,所以选取不同的D3/D2设计方案,进行数值模拟.当D3/D2较小时（方案A）,超厚叶片出口的射流一尾迹现象导致蜗壳流道内压力分布不均匀,其诱导的蜗壳变形量较大;随着D3/D2逐渐增大（方案B,C）,蜗壳的动力特性参数数值明显减弱,且数值趋于稳定.在设计工况下,方案A变形量最大值为544μm,等效应力最大值为15.7 MPa;方案B和方案C最大变形量分别降低为方案A的2.6%,2.8%,最大等效应力分别降为方案A的14.8%,22.9%.数值计算结果表明,3组对比方案中,方案B和方案C的结构动力特性相近,方案B的各指标最好,其运行可靠性更高.因此推荐具有超厚叶片的离心泵蜗壳D3/D2取1.13（方案B所取值）左右,以获得较优的结构动力特性.     

柴油机活塞耦合数值分析

利用有限元分析软件对某内燃机活塞进行三维有限元分析,计算了活塞在热载荷、爆发压力多场耦合作用下的应力场和位移场分布情况,并进行"启动-停机"和"稳态运行"工况下的疲劳寿命估算,为改进设计提供参考.计算结果表明,该活塞刚度设计合理,疲劳寿命符合要求,但应对活塞销孔附近进行重点关注.     

基于有限元柴油机气缸垫固流耦合场分析

建立了汽车发动机气缸盖、气缸垫与冷却水组合结构有限元分析的三维CAD/CAE应用软件集成系统,采用固流耦合分析方法确定了固流独立个体的耦合热传递边界面,通过单元转换,在单一模型中完成了流场、温度场和应力场的计算,与试验结果对比,计算误差满足工程设计要求,可为气缸盖与气缸垫组合设计提供一定的理论依据。     

某型加油泵性能优化

针对由冲压涡轮和离心式加油泵共同组成的某型航空加油动力系统,在保持RAT不变的前提下,利用水力设计技术优化加油泵的性能,提高系统动力输出.采用CFD方法对原加油泵叶片进行优化设计,得到优化后的叶轮模型,并进行全流道三维数值模拟,经过反复迭代得到最终优化设计方案;根据优化设计结果生产试件,并进行试验验证.加油泵叶片优化前后的试验和模拟结果对比表明,经过理论设计—仿真计算—理论设计循环优化后的产品,其性能明显优于原型产品;通过内部流动分析发现,优化后的叶轮流道内横向旋涡尺度明显变小,旋涡强度减弱;优化后加油泵较原型泵模型效率增加8％,增压能力提高10％.研究结果增加了系统运行的可靠性,解决了系统匹配的问题,为航空燃油泵的优化设计提供了参考.     

SL4105Z型柴油机曲轴有限元分析及优化设计

对SL4105Z增压柴油机的曲轴进行了精确的三维建模,并对曲轴进行了不同工况下的有限元分析计算,校核了曲轴的疲劳强度;在此基础上提出曲轴的改进方案,利用试验优化技术对不同的方案进行处理,分析了各结构因素对疲劳强度的影响程度,得到了曲轴的最佳设计方案,并为以后的曲轴设计提供了参考。     

基于流固耦合的离心泵蜗壳振动特性优化

针对具有超厚叶片的离心泵叶轮与蜗壳匹配问题,采用双向耦合方法对3种蜗壳结构产生的振动位移和振动速度进行了数值模拟。计算结果表明,由于叶轮与隔舌之间的流场动静干涉作用,蜗壳受到交替的激振力作用,在不同时刻振动位移和振动速度分布呈周期性变化;蜗壳基圆直径与叶轮直径的比值D3/D2对蜗壳振动有明显的影响,当D3/D2≤1.013时,超厚叶片出口压力诱导蜗壳振动强烈;当D3/D2逐渐增大时,蜗壳振动明显减弱。在设计工况下,方案A（D3/D2=1.013）振动位移最大值为4.288×10-6m,振动速度最大值为8.547×10-4m/s;方案C（D3/D2=1.19）振动位移最大值为2.923×10-6m,振动速度最大值为5.253×10-4m/s;优选方案B（D3/D2=1.13）的振动最小,其位移和速度最大值分别为2.56×10-6m和4.823×10-4m/s,仅约为方案A的60%。该结果也验证了径向力的作用规律与蜗壳振动特性的直接关联性。     

柴油机排气歧管流固耦合分析

联合AVL-Fire与有限元分析软件对某柴油机排气歧管进行了温度场、热应力分析。首先利用AVL-Fire对排气歧管做内外流场CFD计算,得到排气歧管内外表面的热边界条件,即流体温度和换热系数,将该计算结果作为排气歧管的热边界条件并用有限元软件计算出排气歧管的温度场和热应力。     

某轻型电动货车车架有限元分析及优化

运用Hypermesh软件建立某轻型电动货车车架有限元模型,分析车架在满载运动和扭转(前右轮悬空)工况下的应力和位移分布情况.在此基础上,通过Optistruct自动寻优,对车架进行轻量化设计,并结合制造成本要求,给出最终优化结果.经过此次优化,车架重量由332kg降低为222kg,减重率为33％,轻量化效果明显,所获...     

某机载设备电源柜散热优化设计及仿真分析

针对某机载设备的电源柜散热问题,采用强制风冷进行散热设计.在对单个开关电源散热仿真基础上,进行电源柜的散热设计.通过理论计算,建立了相应的三维仿真模型,借助仿真软件Fluent进行散热分析.结果表明,通过对电源柜的设计减小压力损失,改善了电源的散热条件,解决了芯片的散热及均匀性难题.     

某8V150型柴油机平衡轴优化设计

文章以某8V150柴油机为例,对其平衡轴进行了优化设计,使得双轴平衡机构不但能够100％的平衡二级往复惯性力,而且所设计的平衡轴尺寸小,质量轻,能够有效地消减机体的倾覆力矩,改善了发动机的振动特性,满足了设计要求.     

某柴油机活塞的抗疲劳优化

柴油发动机活塞疲劳强度的提升一直是柴油发动机技术研究的重点,本文通过对某柴油发动机活塞进行有限分析,进行疲劳寿命分析计算,并对活塞的抗疲劳进行优化设计。     

柴油机气缸套热-结构耦合有限元分析

利用有限元分析软件ANASYS,对YZ4105QF柴油机气缸套进行三维有限元分析,在考虑各组件接触关系的基础上,计算了气缸套在热-结构耦合作用下的应力场和位移场分布情况,与试验结果良好吻合,为改进设计提供参考。     

具有耦合分支的两转动两移动并联机构分析与优化

提出了具有耦合分支的两转动两移动并联机构.基于李群理论分析了机构自由度,该机构动平台能输出两个转动运动和两个移动运动;采用闭环矢量法对机构进行了位置分析,求得位置反解;通过速度分析得到机构的雅可比矩阵,在雅可比矩阵基础上对机构的奇异位形进行了分析;采用虚功原理建立了机构的刚度模型,并进行了刚度性能分析;为消除内部奇异产...     

基于ANSYS的某柴油机连接箱减重优化分析

对某柴油机连接箱的结构减重进行了研究。利用Creo软件建立连接箱模型并导入ANSYS中进行初始强度分析并校核,对模型进行拓扑优化分析,根据优化结果对模型进行合理的修改。对修改后的模型进行强度分析,并对比优化前后模型强度,以验证修改后的模型是否达到设计要求。结果表明,因合理改变连接箱结构,使得连接箱静力学分析结果有了较大的改善,对比分析显示,其应变值降低了44%,应力值下降了18.1%,减重10.9%,达到预期效果。     

发动机EGR率均匀分配研究及优化

为降低某发动机的综合排放,通过CAE耦合分析进气歧管及EGR管路的气体流场,了解发动机各缸EGR率均匀性,找出主要原因,并指导进气歧管系统的改进设计工作。优化方案B相比原方案A在EGR出口管路末端加了一个"稳流腔",废气进入该腔室后有一个缓冲、稳流的效果,通过壁面碰撞、反射,更有利于与进气混合地更均匀。通过优化后样件B相关试验验证,CAE预测值与实验值较吻合,且优化方案B,减小各缸EGR率的差异,改善发动机排放。     

基于ABAQUS某汽车消声器的模态分析和结构优化

为研究某汽车消声器的振动特性,在SolidWorks中建立消声器几何模型;然后将其导入ABAQUS,基于有限元方法进行约束模态分析,对消声器的固有频率和振型进行了详细讨论;最后,在保证消声器性能参数不变的前提下,对现有消声器提出了3种优化设计结构并进行分析,为进一步解决现有消声器振动问题及其结构改进提供参考和帮助。     

无耦合3自由度并联机构的设计与分析

提出了一种无耦合二移动一转动3自由度空间并联机构,分析了其位置和速度的正、逆解析解,讨论了机构的灵巧性.该机构的雅可比矩阵为3×3阶对角阵,在所允许的整个工作空间内不存在奇异位形.通过将机构第3条支路的主动P副用2个轴线平行的转动副替换,得到一种2T1R型并联机构.该机构的雅可比矩阵为3×3阶单位阵,且其行列式的值恒等于1,因此机构在整个工作空间内表现为无奇异完全各向同性.因而所提出机构具有良好的运动学性能.