除雪车集雪螺旋切雪过程有限元模拟研究

为探究除雪车作业时集雪螺旋与雪之间相互作用的规律,预测不同结构参数对集雪螺旋作业效果的影响,优化集雪螺旋的结构设计,改善除雪车的性能,以自主研制的铁路轨道除雪车为研究对象,建立了螺旋—积雪相互作用的三维动态有限元模型。该模型使用任意拉格朗日-欧拉网格自适应划分法,解决了积雪局部变形过大导致单元畸变而使分析中断的问题。通过有限元仿真,得到了螺旋—积雪模型相互作用过程的应力时域曲线和受力时域曲线,并以此分析了螺旋—积雪相互作用的规律。设置了3组不同螺距的切雪模型,以分析螺距改变对螺旋—积雪相互作用规律的影响。研究表明,适当减小螺距有利于螺旋工作状态的平稳,降低对自身结构和动力系统的冲击,增强积雪轴向输送能力,也会略微降低螺旋对冰雪的切削能力。     

抛雪风机的气固两相流场数值分析与结构优化

为探究抛雪风机在抛雪作业过程中内部流场的流动特性,揭示流场作用下雪的速度和浓度分布情况,优化风机结构,改善风机的抛雪性能,以自主研制的公铁两用除雪车为基础,利用CFD方法,建立了风机内部流场的气固两相流数值模型,对风机抛雪过程进行仿真研究。同时,对风机机壳形状、风扇叶片数以及叶片安装倾角等机构参数对气固两相流场和抛雪的影响进行了模拟分析与对比研究。结果表明:适当的机壳形状有利于改善流场的流动状况,提高抛雪能力;当风扇叶片安装倾角为0°、叶片数目为4时,风机内部流场流动情况更有利于积雪的抛送和减少能量的损耗。