一种新型高频大功率超声振动辐射器

利用机械振动体的三维耦合振动，研制了一种新型的高频大功率超声辐射器，即立方体型振动辐射器，从理论上推出了振出了振子的频率方程，研究了纵振动与横振动之间的耦合关系；从耦合振动的角度得出了材料泊松系数的取值范围，实验表明，辐射器的频率设计值怀测量值符合很好，由于纵横振动的强烈耦合，增大了声波辐射面积，改善了声匹配，提高了辐射器的辐射效率及声功率。     

一、三模纵向耦合谐振滤波器高频边瓣的改进

传统的一、三模纵向耦合谐振滤波器在频率响应的高端部分有一个固有的隆起,严重地影响了器件的性能,限制了该器件的应用范围.为了改进器件的性能,利用单端对谐振器的反谐振峰将其作为陷波器用以抑制传统的一、三模纵向耦合谐振滤波器的高端边瓣.首先,利用COM理论,在42°Y-XLiTaO3基片上,分析了单端对谐振器以及一、三模纵向耦合谐振滤波器与之串联的频率特性.然后,优化了单端对谐振器以及一、三模纵向耦合谐振滤波器的结构,并在42°Y-X LiTaO3基片上对改进前后的结构进行了实验.理论和实验结果一致表明,通过改进,传统的一、三模纵向耦合谐振滤波器的高端边瓣得到了有效的抑制.进一步在实验上将两个相同器件级联,获得了接近40 dB的高频边瓣抑制,比改进前的器件提高了8～10 dB的高端边瓣抑制量.     

一种新型高频大功率超声振动辐射器

利用机械振动体的三维耦合振动，研制了一种新型的高频大功率超声辐射器，即立方体型振动辐射器．从理论上推出了振子的频率方程，研究了纵振动与横振动之间的耦合关系；从耦合振动的角度得出了材料泊松系数的取值范围．实验表明，辐射器的频率设计值与测量值符合很好．由于纵横振动的强烈耦合，增大了声波辐射面积，改善了声匹配，提高了辐射器的辐射效率及声功率．     

基于热固耦合的柴油机气缸盖有限元分析

针对柴油发动机缸盖失效问题,在ABAQUS软件中以某现产柴油发动机构建仿真模型,通过实验数据标定模型温度边界,运用热固耦合理论对缸盖的温度分布、应力及变形分布进行仿真分析.对于分析中发现的热应力集中的缸盖鼻梁区,提出了缸心外凸、平齐和内凹的3种对比优化设计方案,并进行仿真验证.仿真结果表明,采用缸心内凹设计,降低缸心区域壁厚,可以有效降低鼻梁区最大应力.与试验对比,仿真模型的温度分布符合实际缸盖温度分布,验证了此方法的准确性,为解决柴油发动机缸盖失效问题提供了有效的优化设计方法.     

100t铁水罐热-结构耦合分析与实测验证

应用有限元法分析了某炼铁厂100t铁水罐在满载铁水工况下的温度场,在此基础上采用热-结构耦合法分析了其中所受的热应力及变形情况,并在实际工作中采用红外热像仪测量法和电阻应变片电测法进行验证。结果表明,有限元分析结果与现场测试数据的误差在合理范围内,验证了有限元分析中材料属性、边界条件的合理性及计算结果的正确性;铁水罐整体强度满足要求,但罐壁局部存在较大变形,容易使内衬产生裂缝导致铁水渗漏。     

排气歧管流固耦合热仿真分析

针对某发动机可靠性试验时排气歧管出现局部开裂问题进行了仿真研究.首先建立流固耦合模型,应用试验所得流场边界条件,计算得到排气歧管温度场及热应力热变形分布.仿真结果表明:排气歧管开裂失效处温度较高、热应力较大导致塑性变形增量大于1%而产生热疲劳破坏.最后根据仿真结果对排气歧管结构进行改进达到减小热应力和塑性变形的目的.     

坝区裂隙岩体渗流场与应力场耦合分析

分析了裂隙岩体渗流场与应力场相互作用的实质,提出了渗流的渗透体积力、渗透压力以及对应力场的影响机理;采用有限元数值模拟的方法计算出渗流场影响下的应力场分布、应力场影响下的渗流场分布以及应力场和渗流场各自非耦合分布.以工程实例说明:在渗流作用力的影响下,坝基的各应力分量都增大,对坝基的稳定造成了不利影响.     

裂隙网络岩体三维渗流场与应力场耦合分析

从岩体裂隙网络渗流的特点出发,以岩体裂隙网络渗流与岩体应力相互影响,相互作用的耦合机理为基础,同时考虑裂隙网络渗流对裂隙壁施加的法向渗透压力和切向拖曳力,提出了裂隙网络岩体三维渗流场与应力场耦合分析的数学模型。采用算例检验了该数学模型的有效性和适用性。     

冻土墙冻结温度场和应力场耦合的有限元分析

根据传热学和固体力学原理导出了温度场、应力场耦合微分控制方程，并用伽辽金法推导了两场耦合的有限元计算公式。在NCAP—2D有限元程序的基础上扩充了冻结温度场和应力场的有限元程序，使其适应于冻土墙深基坑两场耦合分析。分析结果表明：冻土墙的变形呈一曲线的形式，最大位移发生在跨中顶部；地基因不同的热膨胀系数造成地表和基坑底部位移值不同。数值模拟的系统分析可为冻土墙围护深基坑开挖工程的设计与施工提供科学依据。     

车用永磁同步电机转子热结构耦合分析

为了准确分析永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)转子结构强度,文章从热结构耦合方面出发,以额定功率30 kW的车用PMSM为研究对象,基于传热学理论建立了电机三维温度场求解域模型,求解电机全域温度分布,并通过温升实验验证了仿真精度;然后将转子瞬态温度场仿真结果作为载荷施加到结构场中,分析了转子在热结构耦合下的应力分布;最后分别研究了离心力、热应力以及两者耦合对转子应力的影响。该文研究结果为进一步优化PMSM转子结构提供了一定的参考依据。     

碾压混凝土重力坝温度场与温度徐变应力仿真分析

结合百色碾压混凝土坝的工程实际情况，采用三维有限元浮动网格法对该坝施工期和运行期温度场、温度徐变应力进行了仿真计算。计算中考虑了混凝土热力学参数随龄期变化、坝体分层浇筑过程及自重、水压力对温度应力的影响。仿真结果给出了温度场、温度应力分布及其随时间变化规律，为碾压混凝土重力坝的设计和施工中的温控提供了参考依据。     

多场耦合下大体积混凝土初次蓄水的温度应力问题研究

在大体积混凝土坝初次蓄水时,温度较低的库水必然会对坝体温度场产生较明显的影响,从而影响坝体的变形,甚至产生温度裂缝.为分析大体积混凝土初次蓄水的温度应力,本文将混凝土类多孔介质视为连续介质,综合运用水力学、热学和固体力学等基本理论,根据动量守恒、质量守恒和能量守恒方程建立了以位移、孔隙水压力、孔隙气压力、温度和孔隙率为未知量的多场耦合数学模型,在此基础上编制了有限元计算程序,并对大体积碾压混凝土块的渗流场、温度场和应力场进行了耦合分析,结果表明,考虑耦合后块体温降幅度及温度大主应力均较不考虑耦合条件下大.     

某次地铁受流臂动应力测试中的热输出分析

应变计是用应变电阻效应测量应变的.在测量过程中,环境温度可以从多个方面影响应变计的输出.探讨了在某次地铁受流臂动应力实验中,由于温度变化,测量应变计和补偿应变计贴在不同材料上所引起的测量误差,得出了此次实验中热输出的表达式.并可以作为类似动应力实验中热输出分析的参考.分析结果表明,此次实验中应变计的热输出与变温、被测试样线膨胀系数、补偿块线膨胀系数、应变计灵敏系数有关.     

抗剪螺栓高压自紧密封装置的温差应力分析

采用有力矩理论对抗剪螺栓高压自紧密封装置的温差应力进行了分析，得到温差应力与温差的关系式，算例表明，该抗剪螺栓联接密封装置的具有很高的安全可靠性。     

高K值LC谐振互感耦合系统的设计与分析

主要研究了LC谐振互感耦合系统的耦合性能。从平面螺旋电感线圈互感模型分析了LC谐振互感耦合系统的耦合因数与距离、线圈尺寸之间的关系,设计并制作多组不同参数的电感线圈进行比较实验。结果表明当传感器的尺寸大小受外界环境限制而固定时,线圈内径的增大、匝数的减小(线宽和线间距一定);线宽、线间距和内径的减小(匝数一定)能有效增大耦合因数;并提高了互感耦合系统的传输效率,更有利于对LC谐振传感器信号的提取;为LC谐振传感器应用在高温、高压等恶劣环境奠定了基础。     

基于有限元法的镜筒热应力分析

热量传递是机械结构在工作中常遇见的问题,利用有限元法对结构进行热应力分析,将有效预估结构在热载荷作用下的机械性能,以优化结构设计．利用有限元分析软件ANSYS,以某空间相机镜筒为例,分析了在一定温度载荷作用下其温度场及应力分布,给出了相应的计算结果。     

基于热力耦合分析的预应力切削残余应力研究

对预应力切削的已加工表面残余应力状态进行热力耦合分析,通过对机械应力和热应力在工件表面分布的叠加,发现加工表面存在3种不同的残余应力类型,文中定性讨论了其产生条件,并进一步分析了刀具切削刃钝圆和预应力对工件表面残余应力状态的影响.最后采用不同钝圆半径的刀具和预应力对表面淬火硬化的40Cr合金钢进行硬态切削实验,并将实验结果与理论分析结果进行了对比.结果表明:切削刃钝圆影响残余应力的大小和分布;钝圆半径越大,残余压应力越大,应力层也越厚;预应力可以有效提高加工表面的残余压应力,而对其分布基本没有影响;实验结果和理论分析相吻合,说明文中理论分析是正确的.     

碱熔锅非线性温度场及热应力分析

本文对高温设备——碱熔锅在稳定工况下的最主要的应力——热应力进行了分析计算。在高温下锅体材料铸铁呈现着非线性的物理、力学特性。作者根据资料数据和实验数据采用多项式逐步回归的方法,构成导热系数λ、热膨胀系数α与温度T的关系以及铸铁材料的本构方程,并用有限元法进行非线性稳态温度场的计算及材料非线性的应力计算。为改进碱熔锅的设计提供了可靠的依据。     

连铸坯热应力状态的数值模拟

作为“金属冷凝、加热过程数学模型研究”的一部分,本文根据水平连铸工艺特点,建立了坯壳应力数学模型。推导了结晶器内、外坯壳应力解,定量地分析了各种工艺参数对坯壳应力状态的影响。评价了引锭力对不同厚度坯壳的作用程度,并初步提出了改善坯壳应力状态的途径和措施。     

高射速自动机身管热容量及热应力分析

针对高射速自动机在连续射击条件下,身管承受高频、高温及高压冲击作用的特点,采用传热学理论与有限元方法相结合方法,建立了高射速自动机身管热结构耦合分析模型.选取不同管径比的身管为实例,对自动机以高射速连续射击条件下身管的热容量和热应力情况进行了仿真,得出了管壁温度和热应力随连续射弹数的变化趋势及热应力在管壁内的分布规律,在考虑膛压和温度场共同作用下,进一步分析了热应力的存在对不同管径比身管强度安全性的影响.该文分析方法和仿真结果对小口径高射速自动机身管的设计具有一定的参考价值.