基于热网络与数值仿真模拟的风电轴承瞬态温度分析

新疆达坂城风机齿轮箱的轴承温度超出限度是发生频率较高的故障之一,使用热网络法和数值仿真法分别计算轴承的温度变化并加以对比分析。热网络法首先计算风电齿轮箱轴承摩擦热量,分析轴承内部传热及其与外界换热行为,求解节点之间的热阻,然后根据能量守恒定律搭建瞬态温度方程组,形成风电齿轮箱输出轴轴承的热网络模型,最后利用Simulink求解各节点的温度变化。数值模拟法首先根据轴承尺寸建模,对模型离散化,然后根据实际运转情况确定轴承换热方式及换热量,最后计算各单元的温度变化,得到整体模型的温度变化情况。对比热网络法与数值模拟法,二者计算的轴承各节点温度误差很小,均适用于轴承温度的计算,但热网络法的计算速度远远高于数值模拟,并通过热网络法分析了不同工况下的轴承温度及其对轴承变形和接触应力的影响,结果表明:转速、径向载荷、环境温度提升均会引起轴承温度升高,温度升高会增大轴承的变形和接触应力。

大尺寸S型焊接金属波纹管刚度及薄板焊接接头应力分析

建立大尺寸S型焊接金属波纹管非对称截面有限元模型,采用ANSYS对其在弹性范围内的轴向刚度进行模拟计算,并与试验结果及经验公式计算结果进行对比。模拟结果与试验结果及经验计算值非常接近,说明可以用AN-SYS来模拟计算刚度,从而解决了大尺寸焊接金属波纹管刚度难以测量的问题。波纹管膜片的最大应力集中在内圆焊接处,可通过改善内圆焊接处的应力状况来提高波纹管的使用寿命。对薄板不同大小焊接接头的应力进行分析,结果表明,当焊接接头的截面半径为板厚的1.5倍时,焊接接头处应力值比较小,不易发生应力集中和失弹现象。

波纹管机械密封参数化建模及数值分析平台

金属波纹管机械密封是机械密封的一个分支,快速建立波纹管参数化模型并进行数值分析十分重要。以某公司提供金属波纹管机械密封系统为研究对象,运用VisualC++与ANSYS软件的APDL语言,建立了波纹管机械密封参数化建模与数值分析平台。在该平台输入相关参数,自动生成该系列S型波纹管的有限元模型,简化了建模过程,同时可通过构建的接口导入ANSYS完成对S型波纹管的数值分析。

采棉机打包式集棉箱液压系统设计与试验

针对传统网箱式集棉箱收纳棉花率较低等问题,确定了液压缸导向预紧式打包集棉箱的整体结构,设计了一种通过负压风机系统进行棉花输送的打包式棉箱液压传动系统,并完成了风机液压马达、液压泵和液压缸等主要执行元件参数的确定与选型。通过AMESIM对打包式集棉箱液压系统适用可靠性进行了仿真,结果显示液压系统稳定且压力和流量均满足要求。该设计能够促使采棉机向小型打包棉箱方向发展,为农业机械打包式收集作物提供了新的途径。

S形焊接金属波纹管振动特性分析

针对S形焊接金属波纹管密封的振动问题,选用面体代替波片实体单元进行数值建模和模态分析;研究了单元尺寸对波纹管振动频率的影响,提出了波片选用面体单元时的单元尺寸应小于0.5 mm,并验证了其有效性。利用电动振动试验平台进行振动试验测试,得到了波纹管的振动特性曲线。通过对比分析仿真结果和试验测试结果,确定了波纹管的前6阶振动固有频率和振型,揭示了波纹管的振动机制和影响因素,阐明了波纹管的数值建模方法和试验测试技术。研究结果对焊接金属波纹管密封的设计、制造和应用提供了参考。

柔性机座-转子系统动力学参数优化仿真

以M701F重型燃气轮机转子系统作为研究对象,建立柔性机座-转子系统动力学模型;计入柔性机座-转子系统动力学参数全局性变化范围,提出全局匹配分析方法并实现了动力学参数全局最佳匹配数值计算软件系统;通过跟踪研究计入全局动力学参数下机座动力参数最佳匹配点和轨迹的变化规律,揭示不同转子动力学参数下机座参数最佳匹配点轨迹特征,分析了全局稳定区域和不稳定区域及应用价值。研究结果表明:全局动力学参数范围内总会找到最佳匹配支承参数和匹配轨迹,这为柔性机座-转子系统刚度和阻尼最佳匹配域设计提供理论参考。

矿井水过流表面超疏水涂层的制备及其阻垢机理研究

在矿井水淡化过程中,因其水质的硬度较高,导致设备、管道表面结垢,影响制水的效率,提高制水成本。通过喷涂法在不锈钢316基体表面制备超疏水涂层,开展CaCO_(3)结垢对比试验研究,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)分析样品表面的结垢物成分,发现无超疏水涂层表面CaCO_(3)的形态为少量菱形晶体与典型的方解石,有超疏水涂层的316不锈钢表面的形态为针状和花状文石,质地松软;并首次通过成核理论,分析超疏水涂层的阻垢机理,确定超疏水涂层的成核功;同时研究温度、流速对CaCO_(3)结垢性能的影响,开展动态、静态对比试验发现,当流速一定时,温度越高CaCO_(3)结垢速率越大,当温度一定时,流速越大CaCO_(3)结垢速率越小。该方法在矿井水过流表面的阻垢、自清洁方面展现出了良好的应用前景。

S型焊接金属波纹管振动分析与试验

针对S型焊接金属波纹管振动问题,首先,利用ANSYS对其进行模态分析,得到了不同型号波纹管固有频率及其频率规律。然后,利用轴系润滑与动力稳定性试验系统进行振动试验测试,得到了不同型号波纹管在激励转速和实际工作转速下的频率响应曲线。最后通过仿真结果和试验测试结果的对比分析,确定了各型号波纹管的前6阶振动固有频率的径向频率值,揭示了波纹管的振动机理和实验测试影响因素,阐明了波纹管的数值建模方法和试验测试技术,这对焊接金属波纹管密封的设计、制造和应用提供了数据参考。

新型采棉机液压系统能量回收仿真研究

为防止牵引式新型采棉机实际采棉过程中垂直摘锭采摘头中滚筒、脱棉刷以及其他工作部件出现卡死不转等故障,设计能量回收式采棉头间距控制液压系统,防止采摘头摘锭刮擦棉株、破坏棉田,实现在采棉箱翻转下降时的重力势能回收,利用回收能量控制两组采棉头的距离。通过AMESim对采棉头防卡液压系统进行仿真,结果表明:在棉箱翻转卸棉过程中,蓄能器收集的能量可供3组采棉头防卡液压缸往复工作2次,且系统压力和流量均满足要求。