襄阳东西轴线项目沉管预制局部块体试验研究

襄阳市东西轴线项目沉管预制采用节段整体式全断面顺浇法，具有高强度、大断面、大体积的特点，管节控裂难度较大。为验证混凝土配合比、施工工艺以及裂缝控制措施的可行性及可靠性，采用Midas FEA软件，进行沉管管节在设计工况下的水化热温度应力数值仿真模拟计算，分析管节浇筑过程中混凝土内部温度及应力变化情况。数值仿真结果表明，管节连接处抗裂安全系数较低。进而选取理论开裂风险最高的边墙倒角位置和施工难度最高的中隔墙倒角位置进行模型试验，实际模拟钢筋及预埋件施工工序，全面检验原材料、配合比和混凝土施工性能的可靠性，并布设智能温度监测系统。通过局部块体试验，合理优化钢筋及预埋件的结构形式和安装工序，验证混凝土性能并优选施工配合比；同时，通过提出的原材料温控标准对模型试验进行温度智能监测数据分析。     

汽车继电器触点瞬态接触传热特性数值模拟分析

继电器是车辆电器控制的重要控制元器件,其工作环境是瞬间大电流通过周期性闭合的触点,由于接触触点间接触电阻在闭合瞬间大电流的作用下产生焦耳热,导致触点极易发生熔焊的可能,严重影响继电器的使用性能,危害行车安全,据统计触点部分的故障率占到继电器故障率的90%以上。揭示汽车继电器触点瞬态接触传热特性,对改善继电器触点触点熔焊故障具有重要的现实意。本文采用分型接触理论建立接触电阻模型,综合考虑触点间接触力、接触面积及材料的比热容、导热系数等,建立了继电器触点闭合瞬间大电流作用下的有限元模型,模拟计算触点间的瞬态热场分布,为改善继电器触头熔焊现象提供理论支撑。     

某改型汽油机机体热负荷分析

通过建立的气缸盖、机体和冷却水耦合计算模型,使用直接耦合法,利用CFD软件计算了机体温度场。计算结果显示,将汽油机原有的2气门配气机构改为4气门后,随着热负荷的加大,机体最高温度升高了22.1℃。并以此温度场为边界条件,利用FEA软件计算了机体热应力和热变形。结果表明,在只有热负荷作用时,改型后机体受到的最大热应力由51.0 MPa增加到60.2 MPa,最大热变形由0.27 mm增加到0.37 mm。     

基于ABAQUS汽车发动机缸体缸盖温度场分析

为了在发动机开发初期了解发动机各结构的温度分布情况,文章采用有限元的方法对某发动机进行温度场分析。先运用Fire软件计算近壁面的温度场及流场,然后将温度以及换热系数映射到结构网格的单元上,再利用ABAQUS进行结构的温度场分析。通过对结果的分析发现,气缸盖的鼻梁区部分温度较高,但所有部件的温度均未超过材料的极限值,整个发动机的温度场分布较合理。     

子午线轮胎静态接触有限元分析及试验研究

对子午线轮胎195／60R14进行了三维非线性有限元分析及试验研究。在有限元模型中考虑了轮胎的几何非线性、材料非线性、轮胎与轮辋过盈配合以及轮胎接触非线性。得出了轮胎与地面接触过程中轮胎的变形情况、接触压力分布、载荷-变形关系等结果。采用连续加载、卸载方式，开展了轮胎准静态负荷试验。实时记录了试验中轮胎受力与变形关系，并采用压力敏感膜测量了轮胎接地区域内的压力分布状况。计算结果和试验结果符合较好。     

预制小箱梁中隐盖梁设计关键技术研究

城市高架桥在地面道路净空和桥面控制标高受限时，隐盖梁门式墩小箱梁能有效降低结构高度，是一种较经济的结构形式。结合设计实例，阐述了隐盖梁门式墩的设计关键点及构造措施，在同类工程中具有借鉴意义。通过对Midas Civil梁单元模型和Midas FEA全桥实体单元模型进行对比分析，可得到以下结论:①在设计中可采用Midas Civil简化模型进行受力分析，且结果偏安全；②在荷载作用下小箱梁与隐盖梁交接处拉应力不大，可不设置预应力筋。     

Transient modeling and validation of lithium ion battery pack with air cooled thermal management system for electric vehicles

A transient numerical model of a lithium ion battery (LiB) pack with air cooled thermal management system is developed and validated for electric vehicle applications. In the battery model, the open circuit voltage and the internal resistance map based on experiments are used. The Butler-Volmer equation is directly considered for activation voltage loss estimation. The heat generation of cells and the heat transfer from cells are also calculated to estimate temperature distribution. Validations are conducted by comparison between experimental results at the cell level and the pack level. After validations, the effects of module arrangement in a battery pack are studied with different ambient temperature conditions. The configuration that more LiB cells are placed near the air flow inlet is more effective to reduce the temperature deviation between modules.     

热仿真分析在前舱熔断丝盒上的应用及验证

通过模拟某轻客车的前舱熔断丝盒上加载实际负载时的温升分布,建立有限元分析的零部件模型,重点对继电器的热分析模块进行优化。基于有限体积法的FLOEFD热仿真分析软件对整个熔断丝盒的温升分布进行仿真,并和实物试验结果进行对比分析,验证仿真分析模型的可靠性,对后续产品热设计的优化具有指导作用。     

苏通大桥辅桥箱梁节段水化热效应的仿真分析

结合实际工程,分析了大体积混凝土水化热是使其表面产生裂缝的主要原因之一。采用三维瞬态温度场理论,利用有限元程序ANSYS对苏通大桥连续刚构墩顶现浇块的水化热效应进行了数值模拟,分析了箱梁水化热温度场和应力场的分布规律。结果表明,水化热引起的温度应力使底板内外表面受拉,混凝土内部受压,这样的温度应力是自平衡的。水化热效应引起的早期温度应力是不容忽视的,提出了控制水化热温度及温度应力的合理建议,有一定的工程参考价值。     

混凝土箱梁温度场有限元分析

应用大型有限元分析程序ANSYS对南京长江二桥北汊主桥0号块箱梁混凝土的浇注温度场进行了分析，并将计算结果与混凝土连续箱梁的实测温度进行了比较，结果显示用本文所建立的有限元分析模型可以精确的仿真实际混凝土温度场。     

大体积混凝土沉管隧道温度场的数值仿真分析

通过对广州国际创新城金光东沉管隧道进行有限元分析，模拟得到了沉管大体积混凝土的最高温度及其出现的位置。将其与现场监测数据对比表明，基于Midas FEA对沉管大体积混凝土进行的有限元分析结果可靠。通过进一步对散热系数入模温度及环境温度进行参数化分析，发现沉管大体积混凝土温度与热交换系数呈负相关，与混凝土的入模温度和环境温度呈正相关。这表明，要保证混凝土的浇筑质量，必须严格控制混凝土的入模温度及养护条件，其中降低混凝土的入模温度效果最为显著。     

重型柴油机四气门气缸盖的设计

在经验设计的基础上,采用冷却系统CFD与有限元分析相结合的方法,利用CFD定量分析确定了气缸盖的冷却水量和冷却水分布,利用有限元分析了气缸盖的温度场和疲劳安全系数,优化设计了一重型柴油机的四气门气缸盖,并进行了气缸盖测温和发动机可靠性试验。试验证明,该气缸盖工作可靠,测量的温度与计算的温度基本吻合,证明了气缸盖设计方法的有效性。     

混凝土箱梁悬臂施工中温度梯度对标高影响的分析与控制

为研究混凝土箱梁悬臂施工阶段温度变形对成桥状态线形的影响,以苏北地区京杭大运河特大桥混凝土连续箱梁作为工程背景,进行了混凝土箱梁温度场的观测试验.在实测箱梁温度场数据的基础上,将传热学有限元分析结果与实测数据进行了比较.计算值和实测值吻合较好.从而验证了影响施工期间箱梁温度梯度的主要因素是太阳辐射强度和箱梁梗腋高度,定量确定了其与温度梯度之间的关系.研究表明,悬臂浇注施工箱梁温度梯度可以表达为太阳辐射强度和箱梁梗腋高度的函数,将计算温度梯度结果代入最大悬臂状态的计算模型中,可预测温度梯度对各节段箱梁立模标高的影响.     

高速滚动汽车轮胎稳态温度场分布的数值研究

建立了滚动轮胎热平衡状态下的简化传热数学模型。应用自行开发的传热和热弹性力学分析有限元软件对中型载货车用9．OO一20(12P．R)尼龙斜交胎进行了稳态温度场仿真计算，获得了胎体内部的稳态温度场分布。分析了轮眙的速度、几何结构参数及材料特性参数对轮胎最高温升的影响，通过回归分析建立了该轮胎速度与最高温升的经验计算公式。     

干式气缸套机体气缸加强筋的有限元分析

应用Pro/E三维造型软件和HyperMesh有限元软件,建立了某柴油机组件的实体模型和有限元网格模型,并用Ansys对该柴油机机体进行有限元分析。以气缸套的变形和机体的缸套止口平面的变形作为评价指标,用统计的方法讨论了机体气缸加强筋的效果,发现该机体有气缸加强筋时,气缸套以及机体的缸套止口变形大,影响发动机密封性能,使机械效率下降,不利于排放,从而为该柴油机机体的改进设计提供了依据。     

特种车辆重载电动轮用轮毂电机热特性分析及冷却水道优化

为了准确分析轮毂电机温度场，基于电磁场有限元分析，采用考虑旋转磁化及谐波磁场的方法计算铁耗，并计算了轮毂电机各部件生热率。采用基于有限体积法的流固耦合分析和基于热网络法的磁热耦合分析，分别计算了额定工况下轮毂电机温度场，将轮毂电机温升试验和仿真结果进行了对比。结果表明，基于有限体积法的流固耦合分析得出的绕组稳态温度计算误差为1.8%，基于热网路法的磁热耦合分析计算误差为2.5%，验证了两种温度场分析方法的正确性。对不同结构冷却水道的热阻和压降进行了理论分析，基于Pareto遗传算法对螺旋型水道进行多目标优化，在保证额定工况电机稳态温升基本不变的情况下使水道压降降低了22.9%。     

车辆传动装置部件温度的热网络计算方法

分析了车辆液力机械传动装置内部摩擦生热与传热过程,建立了完整的传动装置热网络模型,提出了基于热网络法的传动装置部件温度计算方法,确定了总体计算流程.对某型车辆液力机械传动装置部件温度进行了计算,得到了部件温度的详细分布,预测了传动装置中关键部件温度随大气环境温度的变化规律.计算结果与试验值符合较好,证实了该方法的有效性.     

热扰动对冻土区片块石路基热状态变化特性的影响研究

随着我国现阶段的公路建设里程不断增长,相较于常规平原地区,高寒冻土区公路建设过程要克服冻土路基带来的各类不良影响。针对热扰动对冻土区片块石路基带来的影响进行深入研究,在分析该区域高等级公路路基状态的过程中,采集片块石路基的温度状态、吸放热状态和冻融循环状态等方面数据,探讨了其热状态变化的整体规律。研究结果显示:片块石路基在冻土区有着很好的热稳定性作用,可实现主动冷却作用;片块石路基能通过加快温差空气间的流通速度,避免热扰动对路基温度产生过于明显的影响,从而减少热扰动所带来的各类路基病害;片块石路基正下方的最大融化深度正逐步提高;片块石路基的阴阳面存在吸放热不平衡的情况,阳面路肩吸放热量达到阴面路肩吸放热量的2.7倍,阳面坡脚吸放热量达到阴面坡脚吸放热量的2.3倍;随着片块石路基阴阳面吸放热不平衡的发展,其对应的阴面冻土升温速度小于阳面冻土,阴面冻土上限发展程度同样小于阳面冻土。     

运营通风作用下高海拔隧道保温隔热层的设计参数

为研究运营通风作用下高海拔隧道的保温隔热层的设计参数,通过建立考虑气-固耦合换热的隧道有限元模型,研究了不同通风工况下的气流流动特征,分析了保温隔热层的合理敷设长度。结果表明:在不同的通风工况下,隧道内气流流动特征不同;平导压入通风时,在横通道和主洞相接处出现漩涡;自然通风下,二衬表面温度在洞口段骤然升高,而后趋稳;建议主洞进出口保温层的敷设长度为565 m,导洞进出口保温层的敷设长度为680 m。     

依维柯汽车机油冷却器传热及流阻性能的试验研究

在对依维柯汽车用板翅式机油冷却器做传热及流阻性能试验的基础上，得出了传热系数等规律性关联式。热阻分析表明，对于该机油冷却器，其油侧热阻只占总热阻的12％～36％，进一步的强化传热只能在水侧进行。文中提出的速度指数分析方法及热阻组成分离分析方法，为分析比较机油冷却器的性能提供了条件。