车用永磁式缓速器转子鼓瞬态温度场计算方法

根据车用永磁式缓速器的结构和工作原理,建立了转子鼓瞬态温度场的计算模型,确定了合理的边界条件,运用Laplace变换法推导了永磁式缓速器转子鼓瞬态温度场的计算公式。最后进行了台架试验,并与计算数据进行了比较,结果表明试验值与理论值吻合较好。说明Laplace变换法推导的计算公式可用来分析转子鼓瞬态温度场的变化,反映各设计参数与温度之间的精确关系,达到优化转子鼓设计、减小转子鼓温度和温度梯度、从而达到降低转子鼓的热应力与热变形的目的,有效地提高了永磁式缓速器的制动稳定性。     

微型电动车轮毂电机的磁热耦合分析

针对温度变化对微型电动车轮毂电机工作性能和使用寿命的影响,提出了一种磁热耦合分析方法,并对轮毂电机进行了磁场和热场分析.采用Ansoft Maxwell软件建立了轮毂电机的有限元仿真模型,并通过仿真获得了其内部复杂磁通密度云图和磁力线分布图.建立了湿度场的数学模型,计算了绕组损耗、定转子铁损和永磁体的涡流损耗,并以此耦合到温度场作为热源.采用Ansys Workbench软件,计算了轮毂电机稳态温度场和各部件的温度分布以及起动过程中定子铁芯与转子铁芯瞬态温度曲线.仿真结果与试验实测温度值基本一致,表明采用磁热耦合方法分析轮毂电机的热源分布与温度分布准确可行,可为今后的轮毂电机优化设计提供基础.     

砂土地基钻孔灌注桩轴心温度场及应变试验研究

通过加蓬Ogooué特大桥砂土地基钻孔灌注桩温度及应变试验,研究了桩基轴心温度场及应变分布与发展规律。结果表明:桩基轴心不同深度的轴向与径向水化热温度包括诱导、快速升温、缓慢升温、迅速降温和缓慢降温5个发展阶段;混凝土初凝至终凝阶段温升速率最大,终凝后8～12h达到温度峰值,进入缓慢降温阶段后桩基轴心温度最终与环境温度接近;水化热对桩基轴向方位温度场影响较小,最大温差1.1℃;建立了温升与温降阶段温度与龄期关系的Boltzmann及指数式模型,计算结果与试验结果吻合较好。桩基轴心同一位置达到应变峰值的时间相对温度峰值具有滞后性,且轴向方位的应变峰值滞后时间随深度增加而增加,轴向最大应变值在相同的水化热温度作用下随深度增加而减少,但轴向残余应变随深度增加而增大。     

电涡流缓速器转子盘强制散热分析和试验

应用标准k-ε双方程和能量方程,对比分析了原结构和加装顺排与叉排销式强制散热结构时缓速器转子盘单个风道的窄气流动和散热状况.对加装顺排散热销后转子盘内、外表面温度的变化进行台架试验,结果表明加装顺排散热销结构可有效降低转子盘最高平衡温度和温度上升速率,提高缓速器制动稳定性.     

水泥混凝土T梁桥沥青铺装结构温度场分析

桥面铺装温度场属于非线性瞬态温度场,由于其结构的复杂性,难以采用理论方法求得解析解。通过对进入铺装层的对流换热、太阳辐射及辐射换热等方面进行全面地分析后,按平面问题利用有限元方法对重庆奉云路梅子沟大桥50mT梁桥面铺装瞬态温度场进行分析。通过计算分析认为:在正确的掌握边界条件、桥面铺装和桥梁结构体材料特性参数及本地区气候条件情况下,能够可靠地计算出不同位置、不同时间桥面铺装结构的温度场分布,以便于进行温度应力的计算;确定防水粘结层的试验温度;减少获取桥面铺装温度环境的费用和时间。     

排气制动对增压器涡轮轴向载荷影响的研究

本文中针对同时采用排气制动和涡轮增压的车辆,分析其在排气制动工况下增压器的工作状态。通过排气制动与增压器联动试验得出数值计算所需的边界条件,并据此计算涡轮转子在稳态工况和过渡工况的轴向受力。结果表明,在排气制动工况下,增压器涡轮转子的轴向受力反向,且排气背压越高,涡轮转子所受轴向力越大;在工况切换过程中,涡轮转子所受突变载荷较大,最高值达221N,工况切换时间越短、背压越高,轴向冲击载荷越大。因此确定合理的排气背压和工况切换策略可有效降低涡轮转子所承受的轴向载荷。     

空心高桥墩日照时变温度场及温度效应研究

为了深入揭示空心高桥墩在日照温度作用下的温度场分布规律及温度效应,以衢宁铁路某大桥混凝土桥墩为工程背景,进行空心高桥墩温度场的观测试验。在实测温度场数据的基础上,根据太阳物理学及传热学相关理论,考虑太阳辐射、长波辐射、对流换热、风速等因素,建立桥墩三维瞬态日照温度场有限元数值仿真模型,有限元分析结果与实测数据对比表明两者吻合较好,反映出温度场有限元数值分析的准确性和实用性;在有限元分析的基础上,进一步采用最小二乘法拟合出适合该桥的空心高墩沿壁厚方向的梯度模式,并与规范对比;最后,通过热一结构耦合分析,得到空心高墩在日照温度作用下的应力分布。     

火灾下混凝土空心板温度场及损伤规律研究

为分析火灾下混凝土空心板温度场分布变化,研究其结构受火损伤规律,从服役多年的空心板桥上截取长2.6 m的梁段,按ISO 834标准规定的升温曲线对其进行180 min的明火高温试验,通过预埋温度传感器实测获得空心板梁段温度场随受火作用时间的分布变化规律。在此基础上,结合统计得到的混凝土热工参数代表值、火灾试验升温加热过程和空心板实际受火热边界条件,对梁段的温度场进行有限元数值仿真分析,并将温度场理论计算结果与实测结果进行比较,分析温度场计算偏差的主要原因,探讨温度场有限元模型参数合理取值。采用300℃、500℃和800℃等温线法分别计算火灾下空心板的截面缩减系数。基于最小二乘法拟合得到空心板截面缩减系数与受火作用时间关系,对其火灾下截面损伤进行多项式量化。研究结果表明：空心板内部在试验前期升温速度较快,后期趋于平缓;同一时刻下,空心板内部温度沿梁高方向非线性递减,且梯度逐渐降低;空心板温度场有限元数值仿真结果与实测结果接近;所提出的热工参数代表值合理;空心板截面高度对其受火损伤范围影响不大;火灾下混凝土空心板截面缩减系数随受火时间呈二次抛物线递减,并随梁高递增。该研究成果可用于类似桥梁火灾下的温度场仿真分析和损伤状况评估。     

预应力混凝土箱梁日照温度场试验及仿真分析

通过对某大跨预应力连续箱梁桥进行连续数日的温度场观测试验,验证了我国最新规范关于日照温度效应设计条款的可靠性;同时基于平面非稳态温度场理论,引入箱梁截面温度分布求解的解析模型,应用ANSYS有限元软件对实桥进行日照作用下温度场分布的时程仿真分析,而后将解析模型所得结果同现场试验结果进行比较,验证了预应力混凝土箱梁温度场引入数值仿真分析的可行性。     

尿素喷射量对SCR催化箱内温度场影响的试验研究

在发动机台架上,通过转动SCR催化箱内呈一字形布置热电偶的测量段,在稳态工况下对沿轴向多个截面内的温度场进行了测量,研究氨氮比对SCR催化箱内温度场分布规律的影响。结果表明:在试验条件下,当氨氮比小于1时,随着氨氮比的增加,催化箱内各截面温度分布的均匀性降低,而当氨氮比大于1,排气温度较低时,氨氮比的增加对催化箱内温度的分布几乎没有影响,而排气温度较高时,催化箱内温度分布的均匀性随氨氮比的增加而变差;随着氨氮比的增加,催化剂入口截面平均温度逐渐降低,而催化剂内各截面平均温度因反应放热大于散热损失而逐渐升高,且催化剂后端温度高于前端温度。     

路面非周期一维温度场的傅里叶级数解

首先把路面温度场简化为非周期一维温度场,用分离变量法得到齐次边界条件下与温度场基本方程相容的傅里叶级数;然后用格林公式在边界展开热传导方程,得到傅里叶级数系数的常微分方程组,并用拉普拉斯变换求解;最后用实测数据标定的材料参数预测路面温度场。分析结果表明：傅里叶级数第4项仅在-0.1℃～0.1℃范围内波动;初始温度扰动对温度场有短时影响,如果扰动深度增大则影响时间变长;用实测数据标定模型后,模型可以较准确地预测路面温度场,标准差为1.88℃。     

车用电涡流缓速器转子盘流场有限元分析

简要介绍了车用电涡流缓速器的工作原理,建立了6191HS型电涡流缓速器转子盘叶片二维有限元模型,确定适当的边界条什件并对流场进行了数值分析,显示了叶片上的压力和叶间速度分布,其数值分析结果有利于叶片结构的改进设计,以达到降低转子盘温升,提高电涡流缓速器制动稳定性的目的。     

基于一阶法的活塞温度场分析与优化研究

通过柴油机工作过程模型及各区域传热系数经验公式确定了活塞温度场计算的边界条件,结合一阶优化算法应用有限元软件计算分析了标定工况下该活塞的温度场分布,并通过试验数据验证了计算方法的可行性.应用此方法预测分析了柴油机最大扭矩工况下活塞的温度场分布,结合两种工况下的计算结果对活塞顶进行了优化改进,并对改进后的活塞温度场进行了仿真计算,结果显示改进后活塞的温度场基本保持稳定且消除了结构原因造成的局部温度梯度偏大的问题.     

金属陶瓷离合器从动盘结构强度分析及拓扑优化

研究了金属陶瓷离合器在接合工作过程中所受载荷和边界条件下的强度问题，通过开发出的一种有限元分析模型计算得到从动盘片的应力、应变场分布。提出了用基于有限元法的拓扑优化来改进从动盘结构设计，结果在满足安装、使用要求的前提下，将原型的质量减轻了17．8％，而最大等效应力减小了20％。研究表明，在假设关键载荷作用下的零件可能用线性分析方法建立有限元模型时，拓扑优化技术可以有效地应用在实际结构中。     

一种测量车用涡轮增压器转子轴向力的新方法

介绍了电阻应变片的工作原理,提出了应用电阻应变片来测量涡轮增压器轴向力的方法,并进行了某涡轮增压器的轴向力测量试验。所提出的涡轮增压器转子轴向力测量方法可为止推轴承的结构设计提供依据。     

多层地基中单桩的沉降分析

根据能量法中的格林公式以及桩微段和桩侧土微段的力平衡推导了多层地基中单桩的位移控制方程,该控制方程能综合考虑桩侧土的剪切和压缩过程.根据桩土系统的轴力和位移在各层地基边界处的连续条件以及传递矩阵法获得了多层地基中单桩在轴向荷载下的总刚度矩阵.由于位移函数非显式,因此运用迭代步骤进行求解,进而可以完全确定单桩的位移和力函...     

Cooling Efficiency According to Shape Changes to the Straight Ventilation Hole in Carbon-Ceramic Brake Disks

In this study, in order to examine the cooling efficiency of a carbon-ceramic brake disk, the temperature distribution of the disk, depending on the AMS (Auto-Motor-Sport) Fade mode, was analyzed using a numerical method. Two brake disks with different straight ventilation hole shapes were considered. The ventilation holes configuration was changed from base models in order to find a higher cooling efficiency disk design. In the Model A disk, the mean temperatures of the mid-plane and the entire disk, at the AMS Fade mode end time decreased 1.9 oC and 3 oC, hole length respectively. This was done by decreasing the length of the a2 hole from 94 mm to 59 mm. When a₂ hole length was increased from 94 mm to 128 mm, the mean temperature of the entire disk and the disk mid-plane increased 3.7 oC and 16.2 oC, respectively. This was due to the increased affined air stagnation in the disk. In the Model B disk, after removing stagnation region of the b₂ hole, the hole diameter expanded from 13 mm to 17.6 mm. As a result, the mean temperature of the entre disk and the mid-plane decreased 2.8 oC and 18.7 oC, respectively, (compared to the base model). As a result, increasing the surface area of the ventilation holes gave a higher cooling efficiency.     

基于m法的横向受荷桩无网格伽辽金分析

基于横向受荷桩m法控制微分方程的等效积分弱形式,对桩挠度函数采用移动最小二乘近似函数进行插值,采用罚因子法施加本质边界条件,进一步研究无网格伽辽金法(EFGM)在层状地基中横向受荷桩问题中的应用。利用MATLAB语言编制出相应的无网格计算程序对单层地基横向受荷桩进行计算,算例结果与幂级数解吻合良好,同时讨论了无网格伽辽金方法中的权函数和积分方案对计算结果的影响。最后,双层地基横向受荷桩的算例表明,无网格伽辽金方法适用于分析层状地基中的横向受荷桩,其具有不需要划分单元,前后处理方便,计算精度高的优点。     

Experimental investigation using CFD for thermal performance of ventilated disc brake rotor

In the present work, different ventilated disc brake rotor configurations were analysed to enhance the heat transfer rate and obtain the uniform temperature distribution in the rotor. CFD code used in this work was validated at using experimental results obtained by conducting experiments on a test rig. The experimental analysis was performed to calculate the mass flow rate and heat dissipation through the rotor. Further, different types of rotor configurations viz. straight radial vane (SRV), tapered radial vane (TRV), alternate long and short vane (ALSV), variable diameter circular pillars (VDCP) were considered for the analysis. A rotor segment of 20° was considered for the numerical analysis due to its rotational symmetry. CFD results were in good agreement with the experiments. The maximum deviation of the numerical results were about 12 % from the experimental results. It is found from the analysis that among the different types of rotor configurations; variable diameter circular pillars (VDCP) rotor gives better rate of heat dissipation with more uniform temperature distribution in the flow passages. Hence for modern high speed vehicles VDCP rotor may be more appropriate.     

考虑热流通道效应的沥青路面温度数据的处理方法研究

以温度场实测数据为基础,提出了温度实测数据的处理及拟合方法.路面实测温度沿深度呈散点分布,但在短时间间隔内路面沿深度的升温曲线近似为线性分布.根据导热理论推断温度沿深度的二次导数为深度的一次函数,可以近似用三次曲线拟合路面温度的深度分布;用最小二乘拟合路面温度的深度曲线,发现路面内部存在热流通道,温度高的部位热流大,温度低的位置热流小.最后推荐采用加权最小二乘法拟合路面温度分布.