横梁截面形状对扭力梁扭转刚度影响分析

横梁是构成扭力梁总成最重要的零件,它直接影响扭力梁总成的扭转刚度。文章通过对扭力梁横梁形状和设计参数的研究,找出满足扭力梁扭转刚度的最佳的横梁结构,为设计类似扭力梁提供参考。通过CATIA软件建立3D扭力梁模型,并采用CATIA软件分析模块工具,分析不同横梁顶部半径R、横梁中间空间面积S、横梁中间高度差Z等对扭力梁刚度影响情况,总结出横梁形状优化的方法。经不同横梁形状参数计算结果表明,该方法对扭力梁横梁优化设计很有效,对设计管状扭力梁有很好的指导作用。

液冷散热器流道截面形状研究

论文构建了4种流道截面形状的液冷散热器模型,流道截面形状包括矩形、正方形、圆形和等腰三角形,研究了4种散热器多个截面处的温度分布情况、流道压力分布情况以及流道速度分布情况。同时,论文还研究了这4种散热器的换热系数、摩擦系数以及综合性能参数。研究发现,在4种散热器中,3#散热器在多个截面处温度极大值都低于其他散热器,同时3#散热器的综合性能参数最大,相比0#散热器提升了17%。论文为液冷散热器流道截面形状设计提供了一种新思路。

水下设备密封胶筒截面形状的响应面优化

胶筒的密封性能对于封隔器等水下设备来说极为重要,而胶筒的截面形状是影响胶筒密封性能的重要因素之一。一般来说,胶筒的上端与下端受到的约束条件并不相同,并且在密封性能方面,胶筒上端接触压力更大,且胶筒的各个结构参数相互影响。因此建立综合考虑胶筒上端厚度与倒角角度的二维数值模型,以外筒内侧受到的应力为优化目标,引入防肩突变量作为防止肩突发生的约束条件,利用响应面优化方法结合多目标遗传算法,对胶筒的端面厚度和角度进行优化。结果表明:在有限元仿真中,防肩突变量可有效地反映出胶筒在挤压过程中是否出现的肩突情况;在优化过程中加入防肩突变量进行约束,可避免得到产生肩突的胶筒结构参数值。优化得到了胶筒上端厚度比下端厚度大的胶筒截面结构,其密封性能比传统的胶筒截面结构更有优势。提出的不对称胶筒截面形状对类似密封件的研究有重要的理论意义。

固-液铸轧异形双金属线截面形状预测模型

为研究短流程异形截面双金属线制备工艺,本文提出了非圆孔型固-液铸轧复合异形截面双金属线制备工艺,并以铜包钢线为研究对象,利用Deform有限元软件对非圆孔型固-液铸轧复合双金属线的截面形状进行研究,建立了异形截面双金属线的截面形状预测模型。本文利用铸轧实验机成功制备了不同截面形状的双金属线,其截面形状与预测模型相符,预测模型的准确性在98%以上;基于截面形状预测模型,系统性地分析了设计参数对双金属线截面形状的影响。

不同截面形状对流致振动特性影响的试验分析

为了比较不同截面形状钝体的流致振动特性,找到适用海流能转换装置的柱体截面形式,在水槽中开展了不同折合速度下,相同质量比和相同特征长度的圆形、菱形、方形、梯形、类梯形、T字形6种不同截面形状钝体在水槽中的流致振动试验.试验结果表明:类梯形、梯形、T字形、方形截面获得的振幅响应较大,其振幅随着折合速度增加而不断增加,表现为驰振特征.发生驰振时,不同截面的振动频率却比较稳定,随折合速度的变化不大;棱形和圆形截面获得振幅响应较小,随着折合速度的增加而不断减小,表现为涡激振动下端分支特性,振动频率随着折合速度的增加而增大;6种截面的振幅响应从大到小依次为类梯形、梯形、T字形、方形、菱形、圆形.研究发现不同截面的振动响应大小主要跟截面在流场中分离点的位置、截面后沿部分面积占比及附加质量等因素有关.

收缩段截面形状对喷嘴性能影响的模拟分析

预混合磨料水射流喷嘴作为射流切割系统的执行端,细微的截面形状改变都会对喷嘴性能产生较大的影响。为提高喷嘴的综合性能(切割能力和使用寿命),本文运用计算流体力学软件对流体动力学方程和磨粒受力方程等进行耦合求解,研究在以峰值流速(切割能力)和单位流量冲蚀率对数(使用寿命)为指标的前提下,各类喷嘴性能的综合表现。以单锥、衔接型、凹型和凸型4类喷嘴为模型,分析不同收缩段截面形状对喷嘴综合性能的影响;结果表明:凹型和衔接型喷嘴综合性能接近,优于单锥喷嘴,凸型喷嘴综合性能最差;较大的收缩段夹角不利于喷嘴综合性能的提升;在以上分析结果的基础上,设计了圆弧过渡的平直型喷嘴,仿真结果显示:具有圆弧过渡的平直型喷嘴在综合性能上有了较大的提升。本文工作为后续的喷嘴截面形状优化提供了参考。

不同截面形状抗滑桩的边坡支护对比研究

抗滑桩因其较好的支挡效果在边坡中应用广泛。实际工程中合适的抗滑桩截面形状极为重要,关于抗滑桩截面形状的选择当前仍存在不清晰之处。针对此问题,本文结合一具体边坡治理工程,利用有限元分析软件MIDAS GTS,建立方形桩与圆形桩支护边坡模型,对两种类型抗滑桩的位移、内力以及支护效果进行对比研究。研究结果表明:(1)方形桩与圆形桩桩顶最大位移均满足规范要求,且差异不大;(2)两种截面形状的抗滑桩的桩身内力分布形式基本一致,但桩身弯矩大小有明显差异;(3)方形桩与圆形桩均使边坡稳定安全系数提升了32%,对边坡的支护效果均较显著。综合多种因素,推荐使用圆形桩。以上研究成果可为类似工程中,抗滑桩截面形状的选择提供参考。

波纹钢管涵横断面内力计算及截面形状研究

文章以零弯矩时波纹钢管涵横断面结构力学模型为研究对象,得到了波纹钢管横断面轴线及其内力的计算公式。对波纹钢管涵的横断面及内力特性进行了分析,结果表明,在合理受力状态下,波纹钢管涵的横断面并不是圆形,而是竖直径大于水平直径的类椭圆结构,且横断面参数与竖向土压力及水平土压力有关;波纹钢管涵横断面剪力为零,轴力在拱顶位置最小,在最大水平直径同高度位置最大。现行的波纹钢管涵截面形式可以随设计所需进行调整。

流道截面形状对旋涡泵内部流动影响的数值模拟

该文在国内外首次通过对不同流道截面形状的旋涡泵内部流场的数值模拟,分析了旋涡泵的内部流动状况,验证了流道截面形状对旋涡泵内部流动的影响,数值模拟结果与实验结果相符,从而为旋涡泵设计理论的完善和后续研究工作提供了重要的理论依据。

流道截面形状对微流体流动性能的影响

微尺度条件下流体的流动特性是微纳零件制造与微机械装置控制系统设计中需考虑的重要因素。采用基于Navier-stokes运动方程开发的Moldflow MPI软件,以PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)材料为对象,研究圆形、半圆形、梯形、矩形和正三角形5种微流道截面形状对非等温非牛顿流体流动性能的影响。研究结果表明:微流体在截面形态不同,长度均为50 mm微流道中的流动长度与流道截面的比表面积(截面周长与截面面积的比值)呈反比关系,比表面积越小,流动长度越大;当微流道的比表面积较小时,熔体温度与注射压力对流动长度的影响较大;当比表面积较大时,熔体温度与注射压力对流动长度的影响较小,且不论比表面积如何变化,注射压力对流动长度的影响比熔体温度对流动长度的影响显著。

不同截面形状PP纤维对砂浆抗塑性开裂的影响及机理

为了揭示不同截面形状聚丙烯(PP)纤维对砂浆抗塑性开裂的影响,采用平板约束法、荧光分析技术和扫描电子显微技术(SEM)分别对砂浆塑性开裂、纤维分散和纤维/基体界面形貌进行研究.结果表明:纤维长度、当量半径和掺量相同时,异形截面PP纤维提升砂浆塑性抗裂性能的效果优于圆形截面;将三角形和三叶形截面PP纤维与圆形截面PP纤维相比,前二者纤维的本体抗弯刚度提高幅度均大于20.88%,比表面积分别提高了28.6%和37.1%,纤维分散有效利用率分别提高了17.62%和30.70%,同时,纤维/基体间界面更致密,纤维表面粘附的水化产物更多.本体抗弯刚度、分散性、比表面积和纤维/基体界面黏结力的提高是异形截面PP纤维提高砂浆抗塑性开裂能力的关键因素.

不同截面形状薄壁梁的轴向吸能特性研究

以汽车前纵梁结构为研究对象,运用数字模拟仿真和动态试验相结合的方法研究了截面形状对薄壁梁吸能特性的影响。首先在引入平均压溃载荷理论公式基础上,对影响平均压溃载荷的参数特性进行了分析,然后利用HYPERMESH/LS-DYNA非线性有限元软件对不同截面形状薄壁梁的吸能特性进行碰撞仿真模拟和计算,最后通过落锤试验对模拟仿真结果进行对比分析,验证了各截面参数变化对薄壁梁吸能特性的影响。结果表明:通过增加截面折叠单元(SFE)数目、增加相邻边夹角等措施能够有效提高薄壁梁的吸能特性,使变形模式更加稳定、规则。

不同截面形状矿井巷道火灾数值模拟研究

为揭示不同截面形状巷道火灾时期温度等参数的变化规律,利用FDS软件就常见的矩形、梯形、拱形、圆形4种典型截面巷道建立模型,并在不同位置设置测点对火灾情况下烟气蔓延、能见度、压力、火灾温度及有毒有害气体浓度等的分布规律进行研究,模拟结果表明:不同截面形状巷道火灾时各参数变化有较大差异,其中矩形巷道能见度较低,压力较大,有毒有害气体浓度也较高。该研究对于合理评价不同矿井巷道火灾危险性、科学分析截面形状对巷道火灾的影响具有重要的理论与现实指导意义。

截面形状对双肢薄壁墩温度场的影响分析

研究目的:置于自然环境下的高墩大跨混凝土结构,难免要受到日照温度荷载的作用,在这种荷载作用下,双肢薄壁墩会产生较大的温度应力与变形,严重的会引起墩身工程事故。本文以邢汾高速公路洺水大桥105.09 m高的双肢矩形薄壁空心墩为研究对象,利用ANSYS有限元软件的热分析及耦合分析功能,对不同截面形状的薄壁空心高墩在日照辐射作用下的温差效应进行仿真分析。研究结论:计算结果表明:(1)有限元软件ANSYS的热分析以及耦合分析功能可以很快速方便的计算双肢薄壁墩结构的温度场和温差效应;(2)温度应力随着截面边棱的增加而增加,而结构的变形却随着截面边棱的增加而减小;(3)温度应力的最大值一般在截面的角隅处出现;(4)在设计不同截面的双肢墩时,应综合考虑不同截面形状对温度应力以及变形的影响,选择合适的截面形状,使得高桥墩的温度裂缝控制在最小范围内;(5)该研究成果可以为薄壁高墩的设计和施工提供参考。

不同截面形状砂岩试样的力学特性试验研究

人们通常采用实心圆柱试样进行静态及动态加载试验分析岩石的力学特性,然而实际工程岩体中方形和空心圆柱体试样也很常见。为了研究不同横截面形状对岩石力学特征的影响,本文对相同高度和横截面面积的完整圆柱试样、方形试样和厚壁圆筒试样进行单轴压缩试验和声发射检测。试验结果表明,方形截面菱角、厚壁圆筒试样孔道自由面有利于岩石的局部变形,方形试样强度比实心圆柱体试样偏低6.2%而比厚壁圆筒试样偏高10.0%,方形试样弹性模量分别比实心圆柱体试样和厚壁圆筒试样偏低4.7%、2.8%。实心圆柱试样和厚壁圆筒试样在单轴压缩过程中峰值强度之前可释放弹性能占吸收总能量比值比方形试样大,耗散能所占比值比其小。实心圆柱试样和厚壁圆筒试样破坏以张拉复合破坏为主,方形试样出现了"沙漏"状的破坏形式,试样菱角处都出现明显的剪切面。研究结果为理解岩石的失稳破坏提供了参考。

三种不同截面形状FRP约束混凝土应力-应变关系的试验研究

通过对 2 1个三种不同截面形状的FRP约束混凝土短柱的全过程试验研究 ,证实了不同截面形状的FRP约束混凝土具有相似的应力 -应变全过程曲线 ,但由于其有效约束的差异 ,即使混凝土短柱强度和FRP含量相同 ,其全过程曲线的一些特征值也各不相同。结合国内外相关试验结果 ,给出了统一的适用于不同截面形状的应力 -应变关系方程 ,并给出了以约束刚度 βj

纺丝工艺及截面形状对异形纤维性能的影响

纤维截面异形化可以克服圆形截面纤维的某些缺点,赋予织物优良的性能和用途。文章从喷丝孔形状、纺丝液性质、纺丝工艺条件等方面分析了这些影响因素对纤维截面、纤维性能及纤维用途的影响,并以几种典型异形纤维为例阐述了不同截面纤维的用途,指出异形纤维是具有广阔前景的一种差别化纤维。

不同截面形状铝合金薄壁结构的轴向吸能特性研究

在引入了几何等效结构概念的基础上,采用LS-DYNA软件对截面形状不同的几何等效结构在轴向载荷作用下的变形进行了模拟分析,并对建模方法进行了试验验证。结果表明,铝合金薄壁管的比吸能是同类截面形式的低碳钢管的2～3倍;六边形铝合金型材的初始峰值载荷低,折叠长度均匀一致,变形模式比方管和圆管稳定,是一种变形稳定、可控性好的吸能元件,适用于铝合金空间框架车身的结构设计。

凝固浴条件对湿纺PAN初生纤维截面形状和皮芯结构的影响

借助光学显微镜及图像处理软件研究了凝固浴质量分数、温度、喷丝头牵伸倍率对湿纺PAN初生纤维截面形状和皮芯结构的影响。实验结果表明,较高的凝固浴质量分数(70%)、较高的凝固浴温度能使双扩散比较充分,所得初生纤维截面形状规整趋于圆形,并且芯部致密无孔洞。此外,随着牵伸倍率的升高,皮层厚度降低,皮芯差异增加,牵伸倍率为负牵伸是制备皮芯差异较小初生纤维的手段之一。

截面形状对微通道流动沸腾影响的数值研究

针对换流阀元件在工作时需要高效冷却的要求,采用全氟己烷类液体为工质的微通道相变冷却代替传统水冷系统,并对其在圆形、方形、三角形和梯形4种截面形状微通道内的流动沸腾特性进行了数值模拟,质量流量范围为0.0001~0.002 kg/s,热流密度范围为50~500 kW/m 2。数值分析结果表明:通道内的锐角边会限制气泡的生长,加速气泡的融合、破碎;局部换热系数沿流动方向逐渐增大,相同当量直径下三角形通道局部换热系数最大,圆形次之,梯形最小;随着热流密度与质量流量增大,4种通道的平均换热系数均增大,当质量流量增大19倍时,换热系数增大0.11~0.32倍,压降增大5.62~8.98倍;当热流密度增大9倍时,换热系数增大0.16~0.20倍,压降增大1.08~1.53倍;三角形通道的性能因子最大,综合换热性能最佳。该研究可为换流阀微通道相变冷却系统的设计提供理论依据。