基于热-结构耦合模型的高速电主轴温升特性分析与实验研究（英文）

为解决热变形对主轴寿命及加工精度的影响,对高速电主轴的温升特性进行研究。首先建立了电主轴的热结构耦合模型,然后利用ANSYS软件进行热态模拟,分析稳态温度场的分布以及电主轴的热变形情况,最后探讨了主轴转速与切削力的变化对电主轴温度的影响。研究结果表明:所用方法可有效模拟电主轴工作过程中温度场分布以及热变形,仿真与实验结果基本一致,为电主轴温度控制提供参考。

水下航行器艉轴球面机械密封热-结构耦合分析

针对船舶轴系校中不良、轴承磨损等因素会导致艉轴平面机械密封面出现垂向偏移,严重影响密封面的接触压力、温度和变形等密封性能的问题,应用有限元方法建立水下航行器艉轴球面机械密封热-结构耦合模型,在不同的潜深和轴转速条件下,分析轴线垂向偏移对球面机械密封的接触压力、温度和变形状况的影响规律,结果表明,在轴线有垂向偏移的情况下,密封球面的接触压力、温度和变形与无偏移相比变化很小,说明球面机械密封具有良好的自位能力,能在不同工况条件下保持较稳定的密封性能。

海口双子塔-南塔钢结构抗火设计

海口双子塔-南塔结构体系外侧为巨型钢管混凝土柱+钢支撑框架,内部为钢板混凝土核心筒,二者之间为钢结构组合楼盖,需进行抗火设计。采用临界温度法对结构进行抗火设计,基于抗火设计结果建立热-固耦合整体结构模型,继而进行抗火灾连续倒塌分析。分析时考虑了高温下构件材料的刚度、屈服强度等折减以及构件的温度应力,同时对耐火极限后的构件损坏进行了评价。结果表明,采用临界温度法抗火设计以及基于整体结构的火灾全过程分析,基本可实现建筑结构在火灾时的抗连续倒塌设计目标,其中大跨组合钢次梁为防连续倒塌薄弱构件,转换梁及钢结构节点需进行防火加强。

基于UG与ANSYS Workbench的齿轮箱体热-结构耦合分析研究

结合虚拟样机技术、有限元分析技术和热应力学理论,使用UG NX8.0建立齿轮箱体的虚拟样机模型。通过UG与ANSYS Workbench14.5的无缝链接,建立了齿轮箱体三维有限元模型;基于有限元理论对有限元模型进行热-结构耦合分析,得到齿轮箱体的温度场分布和热变形,确定了热应力和变形的集中部位,给出了影响温度场分布和热变形的因素。通过对有限元仿真结果分析表明,该热-结构耦合分析所建模型,可为复杂重载传动的发热量大工况下的齿轮箱体的结构设计、集成设计及热量均一优化设计提供可靠分析依据。

Effects of Transverse Field on Internal Energy and Specific Heat of a Molecular-Based Materials

The molecular-based magnetic materials AFe11 Fe111（C2O4）3 have a honeycomb structure in which FeII （S = 2） and FeIH （S= 5/2） occupy sites alternately. They can be described as mixed spin-2 and spin-5/2 Ising model with ferrimagnetic interlayer coupling. The influences of the transverse field on the internal energy and the specific heat of the molecalar-based magnetic system have been studied numerically by using the effective-field theory with self-spin correlations and the differential operator technique.

三塔自锚式悬索桥主缆抗火性能评估方法

提出了一种简易的桥梁结构抗火性能评估方法。首先,通过开展构件传热分析,获取了车致火灾下构件温度场时程曲线;建立了全桥热-结构耦合作用模型,对全桥结构高温下静力响应及安全性进行了分析与评估。然后,以某钢-混简支梁试件为对象,数值模拟分析了火灾下构件温度场及静力响应,并将分析结果与试验结果进行对比以验证所建模型的准确性。最后,以某悬索桥为工程背景,开展了油罐车、货车、客车及小汽车等4种车型发生火灾工况下构件传热分析及结构响应分析;根据自定义缆索损伤评估标准,采用所提出的评估方法对主缆局部损伤状况进行了评估。研究表明:油罐车发生火灾对结构的危害最严重,主缆最高温度可达830℃,虽然跨中挠度仅增加160 mm,但主缆产生了严重的不可逆损伤;所提出的评估方法可用于大跨径缆索承重桥梁结构抗火性能及安全性分析。

H型钢混组合梁耐火极限时间研究

为探究H型钢混组合梁的耐火极限时间,采用ANSYS软件建立H型钢混组合梁的热-结构耦合计算模型,分析了火源类型、外荷载大小、腹板厚度、受火区长度对H型钢混组合梁耐火极限时间的影响。结果表明:在设定的火灾场景下,油罐车燃烧时H型钢混组合梁的耐火极限时间为36 min,而小汽车的燃烧不会造成H型钢混组合梁的下挠破坏;外荷载越大、腹板越薄、受火区越长,H型钢混组合梁的耐火极限时间越短,其耐火极限时间最多分别缩短了11、8、8 min。在此基础上提出了提升H型钢混组合梁耐火极限时间的建议。