不同基体材质的Sm2Ce2O7涂层热冲应力的数值模拟

采用ANSYS软件对Ni、45钢、SiCf/SiC、2Cr13、1Cr13Ni9Ti五种不同基体Sm2Ce2O_7涂层的热冲击应力进行了计算,系统研究了基体材质对热应力的影响规律。结果表明,不同基体材质涂层均存在较大的热应力,最大热应力绝对值出现在热冲击瞬间,35s后趋于稳定,径向应力的影响远大于轴向与剪切方向;径向应力在横向距离小于12mm时保持稳定,横向距离在12~18 mm范围内,应力梯度逐渐增大;SiCf/SiC基体在表面及表面层/粘结层界面的应力状态为压应力,且表面径向、表面及表面层/粘结层界面的轴向应力梯度均低于其他基体涂层,有利于界面的结合及防止横向裂纹的扩展;热膨胀系数的差异造成SiCf/SiC基体涂层与其他金属基体涂层的体积形变方向不一致,同时粘结层/基体界面应力绝对值及应力梯度略大于2Cr13基体涂层,基体的热膨胀系数是影响热冲击性能的关键因素之一。

径向温度梯度对β平面上斜压波热力结构影响的实验研究

本文用转环实验模拟方法研究了径向温度梯度对 β平面上斜压波热力结构的影响。结果表明在转速相同的条件下 ,三波态流动对应的径向温度梯度比四波态流动的大 ;在三波态下 ,冷流团势力强 ,急流向暖区推进 ,无量纲温度值跃变区深厚 ,流动表现为静力稳定 ;而在四波态下 ,冷流团势力减弱 ,急流向冷区收缩 ,无量纲温度值跃变区被抬升 ,低层表现为多小尺度运动。

径向温度梯度对轻量化反射镜面形精度的影响

为了分析径向温度梯度对轻量化反射镜面形精度的影响,以某空间相机2m口径轻量化反射镜为研究对象,建立了反射镜有限元模型,分析了不同分布形式的径向温度梯度对轻量化反射镜面形RMS的影响程度,通过试验验证了仿真方法及结论的准确性,研究了不同轻量化结构与径向温度梯度对反射镜面形精度的耦合影响。结果表明:不同分布模式的径向温度梯度引起的面形RMS值最大可相差294倍,且径向梯度引起的面形误差无法通过优化反射镜支撑方案的方式使其减小。不同轻量化结构的反射镜面形精度对不同分布模式的径向温度梯度敏感度不同,三叶式削边和对称式削边的轻量化方式在特定径向温度场分布模式下,会对反射镜热稳定性产生极不利影响。

流延法制备管状ZrO_2/SUS316L功能梯度材料

结合流延法和辊压成型技术制备梯度变化为10%和20%（体积分数）的管状ZrO2/SUS316L梯度材料,优化了管状梯度材料的制备工艺,对其截面形貌进行了表征,利用有限元模拟其应力分布,并结合压缩和循环热震实验对管状梯度材料的径向力学性能和热冲击行为进行了研究。结果表明,所制备的管状ZrO2/SUS316L梯度材料成分梯度过渡良好;径向压缩时最大拉应力产生于外壁不锈钢层,20%（体积分数）管状梯度材料的抗压缩变形的能力较高,但是断裂功较低,而10%（体积分数）管状梯度材料接近于塑性断裂方式;随着梯度变化降低,管状梯度材料的热冲击性能提高,梯度变化10%（体积分数）时500~25℃最大循环热震次数为78。

钻井液径向温度梯度与轴向导热对井筒温度分布影响

本文基于井筒与地层间能量平衡原理,将井筒钻井液划分成不同径向单元网格,建立了考虑径向温度梯度条件下钻井液层间温度模型;同时引入钻井液轴向导热项,建立了钻井液轴向导热温度模型,将数学模型应用隐式有限差分法离散与求解.计算结果表明:钻井液径向温度梯度对井筒径向与轴向温度产生的误差分别为0.15℃和0.2℃左右;而钻井液轴向导热对井筒温度分布几乎不产生影响.因此,通过建立的数学模型进行系统分析表明,在建立井筒-地层耦合瞬态传热模型时可忽略两者对井筒温度分布的影响.基于数学建模方法验证了以前学者模型假设条件的正确性,为油气井与地热井井下温度分布规律深入研究奠定了可靠的理论基础.

光纤环瞬态温度梯度对Shupe误差的影响

光纤陀螺的承环结构不同,会影响光纤环的温度及温度梯度分布,进而影响陀螺的精度。对四种不同承环结构的光纤陀螺进行有限元瞬态热仿真,得到光纤环的温度分布。基于四极对称绕法绕制光纤环的截面数字离散化模型,绘制了四个光纤环沿展开光纤上的温度分布,计算了四个陀螺的轴向和径向温度梯度及其引起的Shupe误差。对比分析结果表明:承环结构形式不同,光纤环的轴向和径向温度梯度不同,轴向温度梯度对光纤环的Shupe误差影响更大。

径向磁悬浮轴承温度场数值仿真及实验分析

径向磁悬浮轴承工作时会产生铜损和铁损,损耗发热进而导致设备温升,温度过高会影响旋转机械转子系统的动态性能,降低其可靠性。针对以上问题,采用磁热耦合的分析方法,将瞬态电磁场分析的损耗结果导入到径向磁悬浮轴承热仿真模型,并进行温度场求解;然后通过搭建实验平台,测试磁悬浮轴承的温升,并将仿真与实验数据对比。结果表明该方法有效,为磁悬浮轴承的温升分析和控制提供一定参考。