调节阀阀芯型面设计优化模型

以直线型调节阀为研究对象,以阀芯型面设计相关参数为设计变量,以流量系数负值和流阻系数最小为目标,以阀芯型面设计要求和机构尺寸等为约束条件,构建多目标优化模型,运用线性加权权重法将多目标优化问题转化成单目标优化问题,利用Lingo优化软件求解,从而得到阀芯型面设计相关参数。

基于钢轨型面扩展法的车轮型面设计

首先对欧洲国际铁路联盟(Union enternationale des chemins der fer,UIC)高速轮轨型面S1002/UIC60和我国准高速型面LMa/CHN60进行接触几何分析,认为LMa/CHN60型面共形度太低,对钢轨磨损以及滚动接触疲劳极为不利。以改善钢轨的受力状态为出发点,在对钢轨型面扩展法进行数值研究的基础上,采用钢轨局部型面扩展法,根据我国60kg/m钢轨设计出共形度较高的车轮型面。通过车辆轨道耦合动力学仿真确定车辆临界速度约为400 km/h,且具有较好的曲线通过性能。轮轨非赫兹滚动接触分析表明,在靠近钢轨一侧接触斑面积、应力等较LMa型面变化不大的情况下,离开钢轨一侧接触斑面积明显增大,接触应力降低约20%,钢轨与车轮的接触带变宽,钢轨接触频次得到改善。在车轮型面优化设计做了尝试性工作,以期为我国高速、重载以及城市轨道交通车辆车轮型面优化设计提供借鉴。

基于疲劳寿命理论的膜盘联轴器型面设计

区别于传统的基于强度理论的膜盘联轴器型面设计方法,提出了一种基于膜盘联轴器动力学分析和疲劳寿命理论的型面设计方法.建立了分析膜盘联轴器应力及寿命的简化有限元模型,给出了作用在此模型上的边界条件和初始条件,建立了膜盘联轴器动静复合应力分析方法.根据动力学分析的结果,讨论了膜盘联轴器工作时,不同类型的载荷对其疲劳寿命的影响.计算对比了几种典型型面在不同复合载荷作用下的寿命;基于疲劳寿命理论对膜盘联轴器的型面设计给予评价,最后给出各典型型面的适用工况.

汽车覆盖件成形数值模拟与模具型面设计

以某汽车覆盖件为研究对象,利用板料分析软件Autoform对其进行了冲压方向的确定、压料面和工艺补充面设计、拉延筋设计以及拉延成形过程的数值模拟。通过仿真预测了板料成形过程中拉裂、减薄、起皱等缺陷,并根据模拟结果分析了板料与凸凹模的摩擦、工艺补充面、压边力、拉延筋等因素对缺陷产生的影响,进而调整优化了板料成形工艺参数和模具型面结构,消除了零件成形中的质量缺陷,提高了成形工艺的可靠性,为实际生产中覆盖件冲压工艺确定和模具型面设计提供了参考和依据。

基于Dynaform的汽车横梁模具型面设计与数值模拟分析

探讨了基于Dynaform软件,以汽车横梁为例实现汽车覆盖件型面参数化设计的方法,其中包括冲压方向、工艺补充面、压料面、拉深筋等设计,并通过仿真模拟判断模具型面的优劣,再根据模拟结果对模面进行快速修改。这种模面设计和分析方法对类似零件成形工艺的制定具有一定的借鉴作用。

圆转方塞式喷管型面设计和试验研究

提出了圆转方塞式喷管的内喷管和塞锥型面的设计方法，内喷管用圆弧和抛物线近似，塞锥型面用抛物线和三次曲线近似，设计了一单元圆转方塞式喷管试验发动机。并采用气氧作氧化剂，气氢作燃料，进行了点火热试研究。介绍了试验发动机的结构与设计参数，以及试验系统组成和点火方式，给出了试验发动机照片、试验结果照片、测量参数曲线和性能数据处理。试验结果表明，试验发动机具有较高的热试效率：在三个不同工作高度下，喷管推力系数效率在93％-98％之间，说明圆转方塞式喷管的型面设计和试验方法是可行的。

轴对称短化喷管型面设计及流动分析

对最短长度喷管(MLN)设计方法进行了改进和优化,在喷管喉部扩张段实现了光滑过渡,采用特征线方法设计轴对称短化喷管型面。采用高阶、高分辨率WENO格式对设计的喷管进行流场数值模拟,结果表明:短长度喷管和喉部加圆弧过渡的短化喷管出口流场均匀,能够达到设计要求,经过圆弧过渡的喷管型面出口流场品质更好。

半柔壁喷管型面设计与校准方法研究

半柔壁喷管是跨超声速风洞柔壁喷管的一种类型,由喉道块、可变型面的柔板及出口端板等部分构成。半柔壁喷管具有长度短、支撑机构数量少、建设成本低、系统可靠性高、运行维护成本低等优点。鉴于半柔壁喷管的各项优点,航空工业气动院的0.6 m连续式跨声速风洞和2.4 m连续式跨声速风洞均采用半柔壁喷管。本文以0.6 m风洞的半柔壁喷管为例,详细介绍航空工业气动院的半柔壁喷管型面设计方法,主要内容包括曲率连续的喷管无黏型面设计方法、曲率连续的附面层位移厚度计算方法、喷管型面的迭代设计方法、半柔壁喷管设计方法和喉道块上游型线设计方法。本文提出了一种根据计算流体动力学(Computational fluid dynamics,CFD)和流场校测结果调节附面层位移厚度的喷管型面校准方法,有效地提高了喷管型面出口马赫数的精准度。半柔壁喷管流场校测结果表明,半柔壁喷管菱形区的马赫数偏差小,流场均匀性良好,达到国军标先进水平。

任意长度喷管型面设计方法在气动激光器喷管设计中的应用

将一种新的任意长度喷管型面设计(ALN)方法应用于气动激光器喷管型面设计,在相同的喷管出口设计马赫数、喷管喉部高度及喷管扩张段长度条件下,设计了4条ALN方法喷管型面,并和一条最短长度(MLN)喷管型面作对比,采用2维气动激光器增益场仿真方法对5个喷管的小信号增益场进行仿真。计算结果表明:ALN方法可以有效地实现增益场分布的控制,选择合理的设计参数得到的喷管长度比MLN喷管更短,小信号增益更大。

三轴承旋转喷管型面设计与分析

通过对短距/垂直起降用三轴承旋转喷管工作原理的分析,给出了型面设计的技术指标,并对三轴承旋转喷管型面进行了分析,探讨了等直段、型面过渡段、收缩喷管段的设计方法。同时,基于某型涡喷发动机开展了数值模拟分析,发现喷管推力矢量有效偏转角与喷管偏转角度大致呈线性关系,且前者约为后者的1.021倍,则设计的三轴承旋转喷管具有产生矢量推力的能力,满足了型面设计的要求。

基于DYNAFORM的汽车覆盖件模具型面设计及成形性分析

以板料成形非线性有限元分析软件eta/DYNAFORM为平台,介绍了汽车覆盖件模具型面设计过程,对某种汽车引擎罩零件冲压成形过程进行数值模拟,根据模拟结果进行成形性分析,为优化工艺参数和模具结构提供了强有力的工具。

基于数值仿真的汽车轮罩拉深型面设计研究

采用有限元分析软件Dynaform对汽车轮罩的拉深成形过程进行了数值模拟仿真。对零件拉深型面进行了设计,重点对工艺补充面形式和拉深筋分布方式进行了优化分析,比较了2种工艺补充面和3种拉深筋分布方式状态下零件的应力、应变状态以及成形性能。获得合理的工艺补充面和拉深筋分布方式。模拟结果表明采用优化的拉深型面可以有效地改善零件角部材料的流动状况,提高成形质量。

基于零维内弹道模型的变推力发动机喉栓型面设计与工作特性研究

为简化内弹道性能与喉栓行程的关系,提高变推力发动机喉栓型面的设计能力,基于零维内弹道模型,提出了喉栓型面位置修正设计方法,使用该方法可以根据预设内弹道调节规律开展喉栓型面设计。以推力随喉栓行程线性变化为例完成了喉栓型面的设计,分析了主要变量偏差对推力的影响,结合数值模拟和地面试验验证了喉栓型面设计方法的正确性和设计构型的推力线性调节规律,研究了喉栓设计构型的动态调节特性。结果表明,设计构型喉栓在稳态条件下具备较好的推力-喉栓行程线性关系,在动态调节过程中,喉栓正向运动时推力过冲小于2%,反向运动时推力过冲可较锥形喉栓降低65%以上。

汽车覆盖件拉深模型面设计

阐述了汽车覆盖件的成形特点和覆盖件拉深模型面设计的基本原则,提出了包括冲压方向、工艺补充面、压料面、拉深筋及拉深台阶等设计的常用方法。以前车门外板为实例,具体分析了其成形特点,找出车门外板类冲压件成形的共性,分析车门外板类覆盖件的成形方法,为类似零件成形工艺的制定提供一定的经验。

基于Pro/E的风扇叶片分型面设计

一副完整的注塑模具的设计应该包括成型零件、浇注系统、合模导向机构、分型抽芯机构、推出机构、冷却加热系统、排气系统、支承与紧固零件等部分的设计，其中最主要最关键的部分应该是成型部分零件的设计，有人也称之为开模设计。

基于黄金分割法的超塑成型模具型面设计

为了研究不封底零件模具补偿面结构形式在超塑成型中对工件厚度分布的影响,以TC4钛合金负角度法兰盘零件为研究对象,采用MSC.Marc有限元数值模拟技术分析了不同模具型面结构对零件壁厚分布的影响。结果表明：法兰补偿面采用圆弧过渡比采用垂直过渡能获得更好的壁厚分布,实际零件的最小壁厚为0.68 mm,整体壁厚在0.68~1.42 mm之间;利用黄金分割法获得的最佳补偿高度为29.42 mm,对应的零件最小壁厚为0.845 mm。

基于数值模拟技术的轿车盖板成形模具型面设计

本文以轿车盖板为研究对象,根据覆盖件成形特点,对该零件的成形工艺补充面、压料面和拉延筋进行分析,设计出了拉延模具型面。并运用有限元技术对其成形过程进行数值模拟,根据模拟结果对拉延型面进行调整、修改,最终得到合理的模具型面用于模具的加工制造,并对同类零件的设计起到一定的指导作用。

高性能二元收敛喷管型面设计方法

为了使二元收敛喷管同时具有较优的气动特性和红外隐身效果,发展和完善了基于超椭圆截面和圆角矩形截面的二元收敛喷管型面设计方法,分析了2种截面的控制参数,采用多项式函数推导了不同类型的横截面控制参数沿程变化规律,指出了截面控制参数与其沿程变化规律之间的几何约束关系,并进行数值计算和试验分析。结果表明:采用横截面构型的二元喷管具有光顺过渡的几何外形,通过选取合适的截面控制参数和沿程变化规律,均可设计出性能较高的二元收敛喷管。

TC4钛合金贮箱半球超塑成形模具型面设计

合理布置成形后半球毛坯的壁厚加工余量,并计算超塑成形模具型面的名义加工尺寸。通过分析半球在超塑成形过程中材料变形机理,设计反向预成形模具型面,达到均匀半球毛坯壁厚的目的,使其满足后续加工尺寸的要求。