钛合金板翅式结构真空钎焊过程温度场均匀性研究

板翅结构具有更高的换热效率与性价比,广泛应用于航空航天、超导、石油化工等领域。同时,高温高压高载荷的恶劣环境要求板翅结构具有更优异的力学性能、更高的安全性与可靠性。因此,针对钛合金板翅结构真空钎焊过程开展温度场均匀性研究,探究加热带分布、升温速率对板翅结构温度场均匀性的影响规律与机理,明晰炉膛内温度场分布规律。结果表明,工件温度场均匀性受工件结构的影响显著,炉膛中心区域温度最高,但板翅结构的峰值温度位于板翅结构两侧。当工件受到热辐射的方向性较差时,其温度均匀性更好,因此间隔分布的加热带温度均匀性更优。而升温速率增大时,工件的温度场均匀性变差。其仿真结果为优化钛合金板翅结构钎焊工艺提供了理论基础。

车载LNG储罐新型板翅式夹芯结构优化

将新型板翅式夹芯结构应用于车载LNG储罐外筒体强化,通过正交试验法对板翅式夹芯结构的翅厚、翅高、翅宽、上/下板厚度与宽度进行分析,并通过Matlab优化工具箱的Fmincon函数对板翅式夹芯结构进行优化。结果表明:影响板翅式夹芯结构刚度的主要因素是翅高和板宽,其他因素次之。优化后的板翅式夹芯结构刚度与原有角钢加强筋相当,但是较加强筋高度降低8mm,车载LNG罐车装载体积增大了约0.7m3。

板翅式换热器夹层结构等效模型研究及数值分析

依据薄板小挠度弯曲变形理论和正交各向异性夹层板弯曲变形理论,对板翅式换热器这种特定的金属夹层结构进行等效模型研究,通过建立有限元等效模型的方法研究板翅式换热器的力学参数。使用有限元前处理软件Patran对换热器夹层结构进行几何简化并独立成具有代表性的胞元,在多种边界条件下,提取胞元的应变分量和弯曲内力。结合夹层板应力与应变的本构关系计算刚度矩阵,从而求出宏观等效弹性常数。通过该方法可以将板翅式换热器夹层板等效成连续材料的单层板单元,最后将等效计算模型的力学参数用于板翅式换热器的模态分析,并与模态实验分析结果进行对比,验证等效分析方法的合理性和有效性。

车载LNG储罐外筒体内部加强圈结构优化

装载质量最大化是车载LNG储罐研究发展的重点方向之一。针对实际运行中罐车的受力情况,用新型翅片夹芯结构加强圈代替原角钢加强圈。通过遗传算法对夹芯结构的翅厚、翅高、翅宽、上下板厚度与宽度进行优化分析,采用有限元方法分析了不同工况时板翅式夹芯结构对外筒体强化作用下LNG储罐总体及局部应力分布的影响。结果表明,在相同的加强圈高度条件下,与角钢加强圈相比,新型加强圈不但能保证罐车的安全运行,而且使外筒体上的应力分布更加合理。改变约束条件进一步优化的结果表明,在保证罐车安全运行条件下,优化的新型加强圈的高度可以降低40mm,车载LNG罐车装载体积增加了约1.8m3,提高了运营效率、降低了运输成本。

拖拉机散热系统匹配设计

从设计计算、试验数据匹配、结构布置等几个方面介绍了一种147 k W(200马力)拖拉机散热包的设计,并通过试验对设计方案进行了验证。