高负荷下应用米勒循环提升高压比汽油机热效率机理研究

对高负荷工况下应用进气阀早关(EIVC)或者迟关(LIVC)技术实现的米勒循环进行仿真计算,基于热力学第一定律比较分析两者改善高压缩比增压直喷汽油机热效率的机理。结果表明:几何压缩比的增加提高了发动机的理论热效率,但由于高负荷时的爆震限制使油耗恶化了1.9%;米勒循环的应用可以有效降低爆震倾向,与原发动机相比,采用EIVC与LIVC策略燃油经济性的分别提升2.4%和3.0%;对比分析EIVC与LIVC对汽油机热效率的影响发现,LIVC策略能使燃烧相位更加优化、缸内燃烧更为充分,使得其燃油改善效果好于EIVC策略。     

直喷增压汽油机采用高压缩比技术的研究

通过在1.3L直喷增压汽油机上,采用两种不同的高压缩比进行试验,研究泵气损失变化规律和对热效率的影响。在转速2500rpm-8bar工况下,采用可变气门正时技术调节发动机有效压缩比和膨胀比。结果表明:高的有效压缩比,必须加大节气门开度来减少节流损失,以降低泵气损失;利用高压缩比并采取进气门晚关、排气门晚开的策略的同时,需要兼顾到燃烧稳定性问题:几何压缩比提高以后,发动机不仅热效率得到提升,同时排放物NOx也在降低,但THC排放有所上升。     

应用热管理平台分析汽车冷却系统的参数和灵敏度

建立了基于软件的热管理平台,整合了与整车热管理相关的子系统,并通过仿真模型分析了汽车冷却系统中的散热器、风扇、冷却水的相关参数,以及对各参数进行了灵敏度分析。为冷却系统的设计和优化提供了依据。     

不同沥青混凝土路面结构的大温差温度行为分析

为基于环境因素的大温差地区选择适宜的沥青混凝土路面结构提供理论依据。考虑沥青混合料的感温特性,将路面结构视为层间接触的不连续层状体系,应用ABAQU S的瞬态热分析和热-结构耦合求解技术,对不同基层类型沥青混凝土路面结构在低温大温差作用下的温度场与温度应力响应等温度行为特性进行分析。分析结果表明:采用级配碎石、掺2%水泥的级配碎石以及沥青稳定碎石等柔性基层的沥青混凝土路面结构组合,具有优良的抗环境温度变化作用的性能,是高寒、低温大温差地区值得推荐选用的沥青混凝土路面结构。     

连续刚构拱梁组合桥梁应力横向分布与温度应力分析

连续刚构拱梁组合桥梁,兼有连续刚构桥刚度大与拱桥跨越能力大的优点。以某连续刚构拱桥为研究对象,应用ANSYS软件建立起该桥的三维有限元模型,研究该桥箱梁应力的横向分布规律与全桥的温度应力。     

多年冻土地区路基冻胀变形分析

首先模拟气候因素变化过程,得到不同时期冻土路基温度场分布,温度场随时间的变化可以反映出冻结相变区的变化,然后考虑土体体积力和土体冻结相变产生的冻胀力,采用考虑拉破坏的热弹性力学方法,分析得到多年冻土地区路基变形分布和演变规律;在此基础上,对冻土路基纵向裂缝的成因进行研究,揭示出冻土路基纵向裂缝主要出现于路面中部及路面靠近路肩部位,这与实际情况是相符合的。进一步的分析表明:采用低冻胀性的土填筑路基,如采用碎石土填筑,对于降低冻土路基冻胀变形及防治纵向裂缝病害是有效的。     

基于对流效应的寒区路堤块石层临界高度研究

为了研究块石路堤降温效应与块石层高度之间的关系,基于多孔介质自然对流理论和热传导理论引入了表征寒区块石路堤自然对流降温效应的自然对流指数,利用热传导温度分布函数获得了路堤自然对流指数随块石层高度变化的近似公式。分析表明:自然对流指数最小值对应于路堤块石层的最小高度,而其最大值对应于路堤块石层的最大高度。另外介绍了一种利用自然对流指数近似公式估算路堤块石层临界高度的方法,并具体给出了算例,最后进行了数值验算。结果表明:通过自然对流指数确定的临界高度可为寒区工程的路堤设计提供参考。     

改进的水泥混凝土路面温度应力系数经验公式表达

现行规范水泥混凝土路面的温度应力系数需要人工查图读取，不可避免地存在主观性，也不利于计算机技术的应用。通过查图读取数据，应用双线性函数、一般化的二次方程、以及其他简单函数拟合，得到了含有13个常量的改进的温度应力系数Bx经验公式。分析表明，基于查图数据，对应99％的保证率，使用公式引起的温度疲劳应力的误差不超过水泥混凝土弯拉强度的1％。公式对温度应力系数的解析描述，不但克服了查图的缺点，也为进一步的研究工作准备了条件。     

三灰稳定砂砾力学性能研究

针对石灰粉煤灰稳定粒料早期强度较低和水泥稳定粒料抗裂性能较差的问题,通过大量的室内试验和理论分析,研究了水泥石灰粉煤灰稳定砂砾的强度和抗裂性能,并与水泥粉煤灰稳定砂砾和石灰粉煤灰稳定砂砾进行比较,从而得到配比合理的水泥石灰粉煤灰稳定砂砾具有早期强度和后期强度高、抗裂性能优异等特性。     

基于量子化学的沥青热老化与紫外老化机理

为从原子层面揭示沥青热老化与紫外老化的底层机制,基于从头算分子动力学和密度泛函理论分析了沥青质在多种温度及紫外辐射条件下的老化反应路径与反应势能参数;基于傅里叶变换红外光谱试验,分析了原样沥青、热老化沥青和紫外老化沥青试样表面化学官能团的变化规律,比较了它们的老化程度。研究结果表明：沥青质老化涉及的亚反应包括由氧气或自由基攫氢所触发的环烷芳构化与含氧基团形成,以及直接的侧链均裂;沥青质老化机理可归纳为沥青质在氧气分子或自由基的侵袭下不断失去氢原子并转化为具有高反应性的不稳定结构,因而经由分子异构化或吸附氧原子等后续反应来降低自身能量,由此引发了沥青质老化行为的持续进展;温度提升不仅加快老化反应速率,还使更多类型的老化反应得以发生;芳构化反应的能垒最低,因此,在较低温度下即可发生,含氧基团的形成次之,而侧链均裂反应的能垒最高,只能在较高温度下才发生;在紫外线辐射下,沥青质分子跃迁至激发态,其反应能垒相比基态显著降低,能大幅加快老化反应;傅里叶变换红外光谱测试结果表明紫外老化沥青试样的老化程度远高于热老化沥青试样,验证了理论计算结果。