新型流动调节器波纹管结构参数优化

对波纹管的气液两相流进行了数值模拟,分析了波纹管对分层流的流动调节作用,验证了数值模型的准确性,通过弯曲中心角、弯曲半径和管道内径比、弯管数目的敏感性分析,对波纹管的结构参数进行优化。结果表明,波纹管能够将分层流调节为非分层流,流动调节效果显著;弯曲中心角增大,流动调节作用增强,弯曲中心角的合理范围为90°~130°,取90°或120°便于加工建议采用;增加弯曲半径或者减小弯管内径,能够增加弯曲半径和管道内径比,增强流动调节作用,弯曲半径增加,波纹管尺寸增大,投资升高,建议采用减小弯管内径的方法;随着弯管数目的增加,波纹管的流动调节效果增强,应综合考虑安装空间、投资成本,适当选取弯管数目。     

波纹管在汽车碰撞吸能中的正交优化设计

应用正交设计法对波纹管 (用于提高汽车碰撞能力的部件 )的各个影响参数进行了优化设计 结果表明 :厚度对削减整车质心减速度峰值的影响最大 ,波距与夹角α的影响次之 ,直径的影响最小 文中的结果对于波纹管在汽车碰撞中的应用有一定的指导意义 笔者首次将正交设计法应用于汽车碰撞优化中 ,为汽车碰撞的优化开辟了一条新路     

井下涡流工具结构参数优化

涡流工具的作用是将气液进行分离,气液分离效果越好,涡流工具作用效果越好,为了提高气井涡流工具排液采气工具的工作效率和使用效果,进行了涡流工具的结构参数优化研究。运用SolidWorks和Fluent流体模拟软件,建立了涡流工具气液两相流场模型。从液相分布、切向速度、轴向速度三个角度分析螺距、导流叶片高度、内径、导程倍数、叶片数对涡流工具作用效果的影响,通过正交试验分析最优的涡流工具参数组合。结果表明,当涡流工具参数为：内径54mm、螺距200mm、叶片高度20mm、1倍导程、单叶片时,涡流工具作用效果最好。研究结果可以为现场涡流工具的优选和使用效果的提高提供依据。     

基于正交试验的隧道洞口缓冲结构参数优化

为了优化高速铁路隧道洞口缓冲结构参数,基于正交试验,利用FLUENT中三维、可压缩、粘性、湍流模型完成了4因素4水平共16种组合工况的数值模拟.试验中着重考察了各因素、水平组合对压力梯度降低率的影响.研究结果表明:正交试验能有效减少试验次数且不降低试验精度;各因素对组合式缓冲结构缓冲效果影响的主次顺序依次为开口尾部距隧道洞口距离、开口率、开口距缓冲结构入口距离、扩大断面与隧道断面积之比;在试验范围内给出了各影响因素的最优组合参数.     

基于ANSYS的某型号转向节结构优化

转向节是汽车转向系统的重要组成部分。其功用是承受汽车前部载荷,支承并带动前轮绕主销转动实现汽车转向。汽车行驶状态中转向节承受着多变的冲击载荷,因此它的疲劳强度对车辆行驶的可靠性和安全性有重要影响。     

某办公建筑热舒适及能耗的正交法优化

以重庆某采用地板送风加辐射供冷空调系统办公房间为研究对象,考虑送风速度、送风温度、辐射顶板温度、辐射顶板安装高度等影响因素,以房间热舒适度和能量利用系数的综合评分为优化目标,运用正交法建立4因素3水平正交方案,通过数值计算和极差、方差分析得到各因素对综合评分影响次序,从而得到最优方案,并为此类型空调系统设计提供了参考.     

Y型送灰器结构优化实验研究

用一个三因素水平的正交实验，以平均粒径为０．２８７ｍｍ的黄砂为输送物料，以物料输送量为考察指标，对自动调整性的Ｙ型送灰器最重要的结构因素管径、静止料层高度和溢料口高度进行了优化实验研究，结果表明，当静止料层高度为１Ｄ、溢料口高度为５Ｄ时，Ｙ型送灰器取得最佳输送效果。     

基于模态分析的输电塔结构优化模型

选取常见的干字型角钢塔,提出一种新型的基于模态分析输电塔结构优化模型。构建参数化输电塔结构有限元模型,采用拉丁超立方抽样方法进行高效抽样,将样本空间进行均匀划分,再对样本空间抽样,规避了Monte Carlo法样本空间低效重复抽样的缺点,有效提高Monte Carlo随机有限元法的运算效率;分别采用线性回归,纯二次回归,交叉回归及完全二次回归公式优化输电塔结构,通过线性回归残差分析,并综合考虑相关系数R2、F值、P值及评估误差E,选用完全二次回归模型构造输电塔随机输入变量与各随机输出变量之间的数学关系;分别采用模拟退火算法与遗传算法对模型进行优化,优化结果表明：两种算法均能实现全局搜索,规避优化过程中局部最小点;遗传算法的优势更为明显,收敛速度快,计算耗时短,并且目标函数的优化结果较模拟退火算法更优;与输电塔原始结构相比,遗传算法和模拟退火算法优化后的输电塔耗材总体积分别降低19.97%和19.96%,较为接近;经遗传算法优化后的输电塔优化结构五阶固有频率与一阶固有频率的差值是原设计的138.1%,模拟退火算法优化后的结果为113.7%,经遗传算法优化后的输电塔优化结构更好。     

PCB数控钻床工作台支撑板结构的设计优化

针对六钻头PCB数控钻床工作台支撑板,应用ANSYS软件进行拓扑优化分析,合理配置结构,减少支撑板质量,保证结构刚度最大化,并改进支撑板结构。对菱形结构、十字形结构和改进型支撑板进行尺寸优化,提高结构比刚度。在拓扑优化的基础上,通过静力学分析和模态分析对3种结构形式支撑板进行研究对比。结果表明,改进型支撑板减小了最大变形量,提高了固有频率,从而提高了工作台运动过程中的刚性,以及工作台进给系统的定位精度。     

波纹管阻垢性能试验研究

对波纹管和光管的阻垢性能进行了对比试验研究。结果表明 ,波纹管比光管相结垢速度慢 ,相对稳定后传热系数大 ,证明波纹管内湍流程度较高 ,周期性的轴向流速脉动明显阻碍了积垢的形成。由于波纹管具有良好的强化传热性能和防阻垢等性能 ,能满足石油化工行业管壳式换热元器件应用的需要     

基于模糊数学的STS管幕结构的连接参数优化

依托STS管幕结构纵向抗弯性能试验,建立了STS管幕构件纵向抗弯性能有限元分析模型并验证了模型的可行性.采用正交试验研究了钢管壁厚、钢管直径、螺栓直径、钢管间距、翼缘板厚度对构件纵向抗弯承载力、跨中位移和经济性指标的影响,结合模糊数学理论优化了连接参数.结果表明:对构件达到屈服荷载时跨中位移影响最大的参数为钢管直径,对构件纵向抗弯承载力和每延米构件材料平均价格影响最大的参数为钢管壁厚.为兼顾安全性和经济性,连接参数比值应为钢管直径∶钢管壁厚∶螺栓直径∶钢管间距∶翼缘板厚度 =1∶ 0.03∶0.05∶1.15∶0.02.     

某航空燃油喷嘴雾化特性分析及结构优化

燃油雾化在航空发动机预混燃烧过程中起着至关重要的作用.为提高某航空燃油喷嘴的雾化特性,改进和优化其结构参数,采用流体体积(VOF)界面捕捉算法和正交试验设计相结合的方法,研究了喷嘴的内部流动及结构参数(扩张角、直线段长度、旋流槽升角、旋流槽个数)对雾化特性的影响规律.结果表明：旋流槽上的局部漩涡影响喷嘴内部燃油流动,通过改变旋流槽入口的结构形式消除局部压力损失;旋流槽个数对索特尔平均直径(SMD)的影响最为显著,扩张角是影响雾化锥角最大的因素,存在一个最优的旋流槽升角使油膜厚度最小,直线段长度对雾化特性的影响相对较小;当扩张角为60°、直线段长度为0.25 mm、旋流槽升角为45°、旋流槽个数为2时,优化效果最佳.优化后的喷嘴油膜厚度减小了43.68%,雾化锥角增加了3.70%,SMD减小了14.79%.     

高炉铸铁冷却壁结构优化

采用正交试验和数值模拟方法对高炉炉身下部冷却壁主要结构参数进行优化,对优化前后的冷却壁温度场进行计算。结果表明,冷却壁热面最高温度的影响因素中影响程度从大到小依次为：水管直径、水管间距、水管中心线距冷却壁热面距离、壁体厚度,其中水管直径、水管间距和水管中心线距冷却壁热面距离为显著因素;最优冷却壁结构参数组合为：水管直径60mm、水管间距180mm、水管中心线距冷却壁热面距离120mm、壁体厚度220mm,优化后的冷却壁较优化前的冷却壁冷却性能有较大幅度的改善。     

结构拓扑及参数优化研究的发展

首先介绍了关于结构优化的基本问题,然后按其分类方式阐述了各种优化方法的研究现状,最后对结构拓扑优化中的常用算法及其常见的数值不稳定现象进行了分析.     

高炉铸铁冷却壁结构优化

采用正交试验和数值模拟方法对高炉炉身下部冷却壁主要结构参数进行优化,对优化前后的冷却壁温度场进行计算。结果表明,冷却壁热面最高温度的影响因素中影响程度从大到小依次为:水管直径、水管间距、水管中心线距冷却壁热面距离、壁体厚度,其中水管直径、水管间距和水管中心线距冷却壁热面距离为显著因素;最优冷却壁结构参数组合为:水管直径60mm、水管间距180mm、水管中心线距冷却壁热面距离120mm、壁体厚度220mm,优化后的冷却壁较优化前的冷却壁冷却性能有较大幅度的改善。     

基于侧面碰撞的多用途乘用车侧面结构优化

为了提升多用途乘用车的侧面碰撞安全性能,采用有限元分析与实车试验相结合的方法,对其进行了结构优化.建立了该车的有限元模型,通过实车正面碰撞试验与有限元仿真的对比,验证了有限元模型的准确性.根据侧面碰撞法规进行了侧面碰撞仿真分析,采用正交试验设计方法,对B柱内外板和车门加强板选取5个优化参数,分别设置4个水平,得到不同的设计方案.采用极差分析法和多因素权重优化法对试验结果进行分析,找出最显著的因素水平获取最优设计方案.结合侧面结构特点,对车门和B柱结构进行改进得到最终优化方案.将优化后的车型与原车型仿真结果进行对比分析,结果表明:测量点的侵入量和侵入速度都有了明显的降低,验证了优化方案的有效性.     

制丝叶丝生产线关键工艺参数组合优化研究

为优化制丝叶丝生产线工艺参数,在单工序工艺参数优化成果的基础上,将各工序主要工艺参数区分为常量和变量,确定关键工艺参数并开展关键工艺参数组合优化研究。结果表明,通过对关键工艺参数进行组合优化,提高了产品感官质量及稳定性,实现以适宜的工艺参数组合加工叶组,充分发挥了原料潜质。     

参数耦合作用下复杂汽车塑件气辅成型工艺正交优化研究

熔体温度、熔体注射时间、气体延迟时间、气体注射压力、气体保压时间是气体辅助注射成型的关键工艺参数.为研究参数耦合作用下的气辅工艺优化问题,提出考虑参数交互作用的正交试验方法,以复杂塑件汽车后视镜镜框为对象,采用带溢料槽的满射注塑方式,分别得到针对气体穿透体积、进气端壁厚和中间壁厚的优化工艺参数组合.将优化结果应用于实际注塑过程,验证了方法的有效性.     

波纹管机械密封焊接金属膜片的有限元分析和结构优化

波纹管为焊接金属波纹管机械密封的关键零件,工作中常因反复的弹性变形而发生疲劳失效．本文以焊接金属波纹管的膜片为研究对象,对S型和V型两种膜片的应力场和变形场进行了详细的有限元法分析和计算,在对两种膜片进行比较的基础上对S型膜片进行了结构形状优化和计算．研究结果为焊接金属波纹管机械密封的改进和设计、提高疲劳强度和使用寿命提供了理论依据．