三元锂离子动力电池针刺热失控实验与建模

针对纯电动汽车锂离子动力电池存在的一个潜在安全问题,即热失控现象,本文中对某三元锂离子动力电池最为剧烈的一种热失控,即针刺热失控的过程进行研究。通过混合脉冲能力特性实验、热箱加热热失控实验和基于已有模型,搭建了描述针刺热失控过程的集总参数模型,并进行了实验。针刺模型的预测结果得到了针刺实验的证实,这为后续的研究和系统开发奠定了基础。     

有限元技术在预测发动机振动噪声中的应用

本文是针对降低振动噪声的问题，介绍发动机的结构分析过程，该研究是以一台车用直列4缸，排量为2L的柴油机为实验对象的。有限元模型结构分析和实验结构分析都是建立在已有的成型发动机上的。对于同一种结构，同时运用以上两种方法，可以发现，有限元的模型是具有很大的可靠性。可以用尽可能简单的有限元模型，来分析预测在缸体设计改动是否对结构特性具有很好的功效，所以说相当简单的有限元模型是一种很精确很可靠的辅助工具。     

超高墩承台水化热温度测试及数值分析

结合赫章特大桥195m超高墩承台的施工,本文运用三维有限元软件M IDAS/C ivil2006对承台按照一次浇注施工的方法进行水化热温度场数值分析,以及现场测试了承台水化热温度场,并对影响大体积混凝土水化热的参数进行了分析。通过理论计算和现场实测对比分析,得出可以较好地预测承台水化热的实际发展规律。本文研究分析结果对承台温度裂缝的防治提供了一定的技术依据。     

电动车用DC/DC电源模块有限元热分析研究

随着环境污染和能源危机的日趋严重,给新能源汽车产业带来了新的发展机遇。作为新能源汽车重要零部件的DC/DC电源模块逐渐向着高功率密度这个技术方向发展,它的热可靠性研究就显得越来越重要。为了解决DC/DC电源模块的局部高温引起的热可靠性问题,本文利用有限元方法对其进行热分析,得到整个DC/DC电源模块的温度场分布情况,并与实验数据进行对比,验证了有限元热分析模型的有效性。最后根据热分析结果提出热设计方案,并利用有限元热分析方法验证经过热设计优化后,DC/DC电源模块最高温度由70.6℃下降到39.7℃,温差变化范围从43.3℃变为9.5℃,整个DC/DC电源模块最高温度得到明显降低,温度分布更均匀,使DC/DC电源模块热可靠性得到改善。     

大功率永磁同步电机温升研究

本文围绕一台200kW纯电动汽车用大功率永磁同步电机,首先建立电机温升数值计算模型并计算了峰值工况温升时间;其次建立电机温升有限元仿真模型,计算得到峰值工况温度场及运行时间;再次研究了不同热负荷下采用数值计算方法和有限元仿真方法计算峰值工况温升时间差异,并对数值计算方法进行了修正;最后搭建电机温升实验台架,得到峰值工况电机实测温升时间。结果表明,修正后的数值计算方法、有限元仿真方法均与实测误差较小,两种方法具有一定的准确性。     

金属切削中的斜角切削过程的数值模拟

参数化建模在仿真切削过程中是行之有效的方法。通过接口设计,系统实现了在Marc中对斜角切削方式的参数化建模。基于金属切削理论和有限元分析原理,借助于有限元方法及材料弹塑性变形理论,针对斜角切削方式,通过建立几何模型、材料模型、刀屑摩擦模型、热控模型和切屑分离准则,采用有限元分析软件Marc,对一种难加工材料的切削过程进行数值模拟,得到在不同切削条件下的切削区应力场、温度场。通过对数值模拟后切削力的结果与实验得到的数据进行比较,验证了所建模型的合理性。     

铸铁试件在热冲击下热疲劳寿命的研究

采用简单的模拟试件进行缸盖常用的铸铁材料在热冲击条件下的低周热疲劳试验,同时建立试件的有限元模型,并运用有限元法对试件进行了温度场和应力与应变场的模拟计算,预测了试件的疲劳寿命.预测的疲劳寿命与试验结果吻合良好,说明模拟计算方法和所建预测模型的正确性.缸盖受到的低周热疲劳损伤与试件所受的热疲劳损伤具有一定的相似性,因此本文中采用的试验与模拟方法也适用于实际缸盖热疲劳寿命的研究.     

柴油机活塞低周热疲劳寿命预测

以柴油机铝合金活塞为例 ,通过建立有限元计算分析模型与加速热疲劳试验 ,研究其低周热疲劳寿命 ,以局部应力—应变理论的Coffin—Manson公式和线弹性有限元理论为基础 ,总结出在热疲劳与高温蠕变相互作用下的低周热疲劳寿命预测公式 ,预测值与试验结果基本相同 ;同时又对试验结果进行分析并提出修正建议。     

钢筋在大体积混凝土承台水化热分析中的作用及简化方法

为使考虑钢筋作用的有限元计算能更合理高效地指导大体积混凝土承台的温控过程,对钢筋在混凝土承台水化热分析中的作用及简化方法进行研究。以一悬索桥索塔承台为例,建立承台素混凝土有限元模型和分离式有限元模型进行计算对比分析,结果表明可根据考虑钢筋作用的分离式模型的计算结果更准确地指导承台水化热温控过程;建立钢筋整体等效和局部等效两种承台整体式有限元模型,将整体式模型计算结果与分离式模型计算结果进行对比分析,结果表明大体积混凝土承台水化热有限元分析中,采用钢筋整体等效的简化方法,其计算结果可安全预测和指导承台水化热温控过程。     

汽车用IF钢冲压成形中变形诱发模具温升的有限元分析

以汽车用IF钢杯形拉深件为例,进行不同冲压速度下的连续冲压热力耦合有限元分析,获得了冲压成形中由于变形热和摩擦热所诱发的板料和模具温度场分布规律;通过进行不同速度、不同冲压次数的有限元模拟,得到板料和模具在每个冲压周期结束时最高温度随拉深次数和拉深速度的变化规律。采用单向拉伸变形热试验对本文所采用的热力耦合有限元分析模型进行了试验验证,结果表明有限元模拟可以很好地预测试件变形过程中的温升趋势,具有较好的精度。由此分析可知,当冲压速度较高时冲压过程中的温升现象应该引起重视。     

汽车金属材料断裂失效模型研究

随着CAE技术的发展,金属材料的断裂失效预测在汽车行业受到越来越多的重视,尤其是在整车碰撞等大变形情况下,高强度钢等金属材料的断裂失效模拟及预测显得尤为重要。文章以热成型钢B1500HS为研究对象,对比了显式动力学软件LS-DYNA中GISSMO及DIEC 2种失效模型,并通过一系列材料力学实验,获得了以上两种失效模型的相关参数。最终通过设计热成型B柱子系统试验对上述两种失效模型进行对比验证。结果表明,在本文案例中,DIEC失效模型可以更准确预测热成型钢的断裂失效行为。该研究可为CAE分析中高强钢等金属材料模型的选取及设置提供参考。     

铝合金焊接结构塑性变形及断裂失效预测方法

铝合金焊接接头力学性能不均匀加大了焊接结构变形及开裂失效预测的难度。通过特殊样件拉伸试验,结合有限元反求方法获得了铝合金焊接接头焊缝、热影响区局部材料参数,建立从细观损伤力学角度预测铝合金焊接结构变形开裂的GTN(Gurson-Tvergaard-Needlemen)损伤模型。将焊接接头按照材料性能差异进行分区,构建精细有限元模型,采用Ls-dyna软件结合GTN损伤模型对铝合金拼焊薄壁梁结构轴向压溃变形及开裂失效进行了预测,预测结果与试验吻合很好,验证了该方法的有效性。     

微型客车覆盖件抗凹性有限元分析与研究

运用有限元数值模拟方法模拟了车门外板凹陷变形过程,对其抗凹性进行了分析和评价,并采用数值模拟的方法对优化方案的可行性进行了验证。研究表明,有限元方法可以便利的预测和评定覆盖件的抗凹性能,为优化覆盖件结构的设计和材料选取提供理论指导和数据依据。     

微型客车覆盖件抗凹性有限元分析与研究

运用有限元数值模拟方法模拟了车门外板凹陷变形过程,对其抗凹性进行了分析和评价,并采用数值模拟的方法对优化方案的可行性进行了验证。研究表明,有限元方法可以便利的预测和评定覆盖件的抗凹性能,为优化覆盖件结构的设计和材料选取提供理论指导和数据依据。     

不同加载幅值下考虑层间界面条件和侧向剪力作用的柔性铺面响应

该文进行了一个三维有限元参数量化的粘弹性路面响应研究,由于不同的轮胎配置:双轮和宽基轮胎在3种温度(5、25和40℃)和两种速度(8、72 km/h);还有影响路面响应的3种因素:移动车轮荷载幅值(连续,梯形),层间界面条件(简单的摩擦和粘弹性模型)和横向力共同对路面响应的影响进行了研究.研究发现连续加载幅值,不但可以模拟路面对运动轮荷载的响应,并且是一种比目前使用的梯形荷载幅值更准确的研究模型.粘弹性模型极大地提高了双轮胎对预测路面的响应,而简单的摩擦模型更接近宽基轮胎的实地测量.侧向剪力是积极改善预测轮底的表面磨损和底部热拌沥青(沥青)基层的较小程度上的应变.研究表明:使用连续加载幅值和非均匀压力分布模拟移动轮,侧向剪切力和适当的界面摩擦可显著改善有限元模型对车辆加载路面响应的预测能力.     

考虑混凝土开裂的板拉桥有限元分析

有限元分析中混凝土构件的开裂模拟较为复杂.该文以独塔单面板拉桥--广东番禺沙溪大桥为工程背景,用有限元模型处理考虑混凝土拉板和主梁出现的细微开裂,采用大型有限元计算软件ALGOR建立精细的全桥组合有限单元模型,对板拉桥成桥后荷载作用下的力学行为进行分析研究.分析中考虑了混凝土收缩、徐变、开裂、体系升降温、局部温差和4种活载加载模式对沙溪大桥的影响.通过分析可以看出,有限元分析结果与检测结果基本一致,表明应用精细的组合有限元方法对既有桥梁开裂进行评价和预测是可行的.     

客车覆盖件抗凹性有限元分析与研究

本文运用有限元数值模拟方法模拟了车门外板凹陷变形过程,对其抗凹性进行了分析和评价,并采用数值模拟的方法对优化方案的可行性进行了验证。研究表明,有限元方法可以便利地预测和评定覆盖件的抗凹性能,为优化覆盖件结构的设计和材料选取提供理论指导和数字依据。     

梁格法在异形钢箱梁桥计算分析中的应用

采用梁格法模型对一异型钢结构连续梁进行了计算分析,分析研究表明：梁格法作为一种介于平面和实体有限元方法之间的结构计算方法,计算简便、高效,是工程设计的一种实用方法。     

混凝土箱梁桥面铺装结构温度场有限元分析

该文针对桥面结构的简化模型,利用傅里叶传热定律建立桥面铺装结构体系温度场的二维计算模型,根据当地气象条件确定边界条件及初始条件,采用ABAQUS 有限元软件求解,建立了一种桥面铺装层温度场的数值计算方法.通过计算得出桥面结构的温度分布及变化情况,并求出了桥面结构不同部位的变温速率.在正确掌握气象条件及材料的热物性参数条件下,采用该方法,可以为混凝土箱梁沥青桥面铺装结构温度应力和抗裂等进行计算分析,方便地预测其二维温度场.     

汽车板件冲压连接技术的有限元分析

采用有限元分析软件ANSYS,基于弹塑性有限元理论建立有限元模型,对汽车板件冲压连接过程进行了模拟。研究了冲压连接模具参数和不同板厚组合方式对互锁值c和颈厚值n的影响规律,并给出了模具参数选用的一般范围及不等厚板的最佳组合方式。试验表明,模拟结果与试验结果吻合较好,证明了利用有限元模拟方法对冲压连接的连接效果进行预测是可行的。