锥段结构对旋流器内部流场和分级性能的影响

针对常规旋流器分级精度低、运行能耗高的问题,提出了一种改进旋流器锥段的方法用于提高旋流器分级性能,通过数值计算法呈现了直线型、抛物线型和双曲线型锥段结构旋流器对内部流场特性和分离性能的影响规律。数值模拟结果表明:采用抛物线锥段可使其旋流器的切向速度和轴向速度减小,降低乱流的发生概率,流场稳定性得到有效提升,双曲线锥段内部流场不稳定,不利于颗粒的平稳运行。抛物线型旋流器零速包络面外移,细内旋流空间变大,细颗粒得到充分分离,分级精度得到一定提升。相比于常规型和双曲线型,抛物线型旋流器具有较小的湍流强度,颗粒稳定性得到有效提升,同时,抛物线型旋流器的陡度指数从0.61提升为0.72,旋流器分级精度得到大幅提升,由于其分离空间的变大,切割粒径稍有增大。

复合曲线型进料体旋流器数值分析和试验性能探究

水力旋流器是一种常见的固液分离设备,但由于其自身结构的限制,致使旋流器分级精度不高。进料体作为多相流进入旋流器的首要通道,对旋流器分级性能有着重要影响,但进料体内高湍流场引起的湍流扩散以及颗粒间的相互碰撞挤压造成的颗粒分级精度低等问题亟待解决。因此,设计了一种复合曲线式进料体结构旋流器,通过对进料体内部流场和颗粒运动调控,降低细颗粒进入底流的比例,从而达到提高分级精度的目的。采用数值分析法探究了直线式、渐开线式、涡状线式、直线导流式以及复合曲线式五种进料体结构旋流器内的流场特性和分级性能特性,突出了复合曲线式进料体旋流器的优越性,分别从压力场、速度场、分级效率等方面进行了全方位探究,最后对其进行了试验探究。结果表明,复合曲线式进料体结构相比于其他进料体结构具有更好的细颗粒分级性能,且内部流场更加稳定,同时等压面分布呈规律性变化,颗粒运动更加平稳。复合曲线式进料体的切向速度明显高于其他进料体结构,颗粒获得更大离心推动力,颗粒更易分级。通过试验探究发现,复合曲线式进料体旋流器的质效率为46.32%,比常规进料体质效率提高了7.32%,复合曲线式型底流中-24μm颗粒含量比常规型降低了15.07%。溢流中-24μm颗粒含量比常规型提高了3.39%,颗粒分级精度大幅提升。

具有折弯的汽车转向直拉杆强度分析方法研究

为了提高具有折弯的汽车转向直拉杆强度分析的精度,建立了三种转向直拉杆的力学模型,并采用单位载荷法对最大折弯处的垂直位移计算公式进行理论推导,进而得到最大应力的计算公式。通过算例进行分析,与ANSYS软件得到的最大折弯处垂直位移的数值解对比,验证了计算公式的准确性;与传统方法得到的最大应力进行对比,验证了修正后最大应力的精确性。为更加精确地分析具有折弯的汽车转向直拉杆强度提供了一定的依据。

矿用重型卡车前梁的多工况强度分析

首先分析了矿用重型卡车前梁在满载弯曲、制动和转弯三种工况时的受力情况,确定不同工况的载荷和约束的施加方法;然后利用ANSYS Workbench软件对前梁进行上述工况的强度分析。结果显示应力较大处出现在钢板弹簧座附近以及板簧座下表面。其中,制动工况的最大应力超出了材料的屈服极限,前梁不符合强度要求。最后针对应力较大处对前梁进行了改进,并再次进行了强度验证。

含损伤裂纹的前梁疲劳寿命分析

根据强度及疲劳计算结果划定前梁的危险区,在危险区域内建立局部坐标系以确定裂纹的位置、添加裂纹单元,建立前梁含不同尺寸的半椭圆表面裂纹的有限元模型。采用ANSYS Workbench软件对前梁的疲劳寿命进行估算,研究含有裂纹的前梁剩余寿命问题,分析裂纹长度、深度等参数对疲劳寿命的影响,探究疲劳寿命随影响因素的变化规律。

多腔消声器消声性能数值计算与结构优化

运用声学有限元法对某型号喷雾喷粉机的排气消声器进行减噪优化,采用LMS Virtual.Lab声学仿真软件分析介质流动效应和排气温度对消声器传递损失的影响,研究排气管位置和消声器消声性能之间存在的规律,并通过增加腔室数来研究消声器传递损失的变化规律,由仿真分析可以得出,在低频段三腔消声器的消声性能较好。最后利用声学测试系统分别测试未安装消声器以及安装有原消声器和两种通过增加腔室数改进的消声器的喷雾喷粉机的噪声频谱,验证仿真分析的结论。

基于一维搜索的车身轻量化设计

以一款低速电动乘用车为研究对象,讨论了车身静态分析有限元模型的建立过程。提出了基于一维搜索的车身轻量化设计方法,以应力为约束条件,零件质量最小为目标函数,对车身结构进行轻量化优化设计。优化后车身零件的应力值都向屈服极限靠拢,实现材料的充分利用。最后通过对比采用全局优化方法和整体优化与局部厚度改进相结合的优化方法发现,采用整体优化与局部改进的设计方法对提高材料的利用率更有效。

桁架结构的倒变量响应面法研究

介绍了响应面的基本思想,指出了多项式基响应面在拟合精度方面存在的问题.通过分析多项式形式的响应面方程在设计变量的形式上与结构的位移解析解之间的区别,研究了基于倒变量的响应面方法,并结合算例分析验证了该方法建立的静定桁架结构的位移表达式具有很高的精度.分析结果表明,提出的响应面方法能够精确、快速地解决平面和空间桁架位移的显式化问题.

载货汽车转向桥前梁疲劳寿命分析

前梁是汽车转向桥的重要部件之一,而疲劳破坏是转向桥前梁破坏的主要形式。应用ANSYS Workbench软件的Fatigue Tool模块,以某载货汽车转向桥的前梁为研究对象,分别选择Von_Mises应力、最大主应力和绝对值最大主应力为疲劳分析的应力分量研究了前梁的疲劳强度分析问题,并与前梁的试验结果进行对比分析。得出了对于像转向桥前梁这样的非旋转受弯结构,最大主应力是其发生疲劳破坏的主要因素的结论,为研究疲劳破坏的原因有实质性进展的意义。

复杂多腔消声器的数值分析与结构优化

对某型号喷雾喷粉机的复杂多腔排气消声器进行减噪优化,提出了增加穿孔板和增加共振腔两套改进方案。利用理论计算设计共振腔,并采用LMS Virtual.Lab声学仿真软件分析共振腔消声器的传递损失。最后利用声学测试系统分别测试了安装两种改进消声器的喷雾喷粉机的噪声频谱,验证了共振腔消声器仿真分析的结果,得出增加穿孔板能够提高复杂多腔消声器的高频消声性能的结论。