基于有限元法的面接触摩擦热流分配系数反推研究

本文基于有限元基础,利用红外测温-温度场有限元模拟-热电偶验证相结合的方法,反推得出摩擦副热流分配系数,分析了不同摩擦副材料、表面接触状况、散热条件对摩擦副热流分配系数的影响.分析表明:反推热流法为热流分配系数的计算提供了1个可行的方案;当摩擦副材料具有较好的减摩、抗黏着特性时,摩擦副运行稳定,摩擦副动态热流分配系数随时间变化平缓;摩擦副表面接触状况和散热条件对热流分配系数有明显的影响,利用本文提出的修正系数,可对理论公式进行修正.

7050铝合金板材深冷处理时温度场的数值模拟

基于实验测定的7050铝合金试件深冷处理的中心温度曲线,运用反传热法计算了试件深冷处理时的表面换热系数;应用有限元分析软件ANSYS计算了7050铝合金深冷处理时的温度场。研究表明7050铝合金深冷处理时的温度场与传热是非线性的,中心温度曲线的计算结果和实验结果比较吻合。

铝卷径向等效导热系数的仿真

利用铝板退火加热实验采集到的温度,通过热传导反问题的求解,求得铝板间的等效导热系数,将其等效为铝卷径向导热系数,并推导出铝卷强对流传热系数对温度的数学表达式,从而构建更准确的铝卷退火的温度场模型。运用ANSYS有限元分析软件,综合考虑铝卷的导热系数和对流换热系数随温度变化的非线性,模拟铝卷退火过程中的瞬态温度场。仿真结果表明:在退火的开始阶段,铝卷外表面与芯部温差较大,最高达173℃;在保温阶段,铝卷内部温差逐渐减小,温差只有3℃,最后稳定在545℃,与实测结果较吻合,证明所建立的数学模型是可靠的,同时,为铝卷退火工艺的优化提供了理论依据。

基于反热传导法的消失模铸件/铸型界面传热系数研究

基于反热传导法,建立了铸件/铸型界面传热系数反求数学模型。将铸铁件实际冷却曲线作为输入条件,成功获取了消失模铸件/铸型界面传热系数,同时建立了消失模铸件/铸型界面传热系数随时间变化的数学模型。当铸型温度为20℃时,传热系数服从h(t)=182.8-182.1×(7.23×10^(-5))~t;当铸型温度为50℃时,传热系数服从h(t)=181.7-237.1×(1.45×10^(-4))~t。采用反求获取的铸件/铸型界面传热系数对铸件凝固过程的温度场进行模拟。结果表明,与采用经验常数界面传热系数相比,采用反求法获取的界面传热系数的温度场模拟更接近实际。

多片离合器滑摩过程摩擦元件间的热流分配

在湿式多片离合器滑摩过程中,摩擦元件之间的热流分配会受到厚度和摩擦材料特性的影响。针对有限厚摩擦元件,建立厚度方向上的有限元耦合传热模型,计算摩擦元件之间热流分配系数的变化过程,同时得到摩擦元件温度场。分析结果表明,热流分配系数会从初始值经过短时间上升,变化到另一个稳态值;将该热流分配规律与使用半无限厚模型所得的定热流分配系数对比,发现后者只能用于确定初始热流分配系数;进行离合器滑摩实验发现:使用变热流分配系数计算的钢片中平面温度上升过程非常接近实验结果,但使用固定热流分配系数则会高估实际的钢片中平面温度,而低估摩擦片温度。