天然气发动机活塞热—机耦合仿真

以某天然气发动机为研究对象,利用Ansys有限元软件对活塞温度场进行了数值模拟,并对活塞在各种载荷下的应力与变形进行了分析与对比,为深入了解天然气发动机活塞应力分布、活塞与缸套的变形匹配提供了一定的理论依据。

制动盘制动过程的热—机耦合仿真

在对制动盘的结构特点进行充分考虑后,计算应力过程中对制动盘施加的对称性约束,然后在此基础上建立以制动盘、盘毂和闸片为主的三体接触弹塑性热机耦合模型,这样能够实现制动盘和闸片的相对运动。而对该模型的结果进行比较后,能够证明建立的耦合模型对制动盘在运行过程中的温度场和应力应变场的分布情况进行真实记录,保证了模拟的结果和测试结果的一致性。能够完成温度场和应力场的直接耦合的目的。

纤维金属层板接缝局部起裂准则研究

从金属层接缝界面端应力场分析出发,确定热-机耦合载荷作用下纤维金属层板接缝局部起裂控制参数,并据此建立界面端起裂准则。基于有限元特征分析法获得界面端奇异性应力场特征解,同时采用界面连续条件和自由边应力条件获得常数应力项,最后采用有限元方法结合最小二乘曲线拟合法获得热-机载荷下的应力强度系数。通过与实验结果对比发现:热-机耦合载荷作用下的应力强度系数可以作为接缝起裂控制参数;通过机械载荷作用下的应力强度系数,可以预测纤维金属层板接缝局部起裂载荷;应力强度系数准则具有很好的通用性,可以预测不同接缝宽度和纤维层厚度情况下的临界起裂载荷。