稳态温度场

摘要： 建立了高速重载工况下的直升机主减速器热网络模型,得到弧齿锥齿轮温度场随齿面结构变化规律。对基于主动设计得到的弧齿锥齿轮齿面进行加载接触分析(LTCA)得到齿间载荷,结合摩擦学和传热学得到锥齿轮的摩擦因子和热载荷,研究分析了锥齿轮的齿面接触迹线方向、接触椭圆半长轴长度、传动比的1阶导数的改变对锥齿轮温度场的影响规律。

摘要： 为预测塑料齿轮的脂润滑条件下的稳态温度,建立了考虑温度-模量效应和摩擦热流-滞后热通量多热源效应的塑料齿轮运行温度场有限元数值模型,研究了塑料齿轮稳态温度场的分布规律以及载荷和转速水平对稳态温度的影响。研究结果表明,稳态温度场的温度沿着齿廓内法线方向逐渐降低,在内法线方向0.5 mm深度处的温度约为表面温度的90%,稳态温度随着载荷或转速的增大而逐渐升高。开展了脂润滑条件下POM(聚甲醛)-POM齿轮副的运行温度试验,试验结果与仿真结果吻合良好,该研究可为高承载塑料齿轮传动设计提供支撑。

摘要： 以2K⁃V行星传动机构中齿轮为研究对象,以齿轮啮合原理、传热学等为理论依据,分析了齿轮在不同啮合位置的相对滑动速度和齿面的接触应力的变化规律。精确计算了稳态温度场边界条件,包括齿轮一个啮合周期内的平均摩擦热流量和不同齿面的对流换热系数。建立单齿三维模型并导入ANSYSWorkbench进行温度场的有限元分析。通过将啮合齿面划分成多个沿齿宽方向的条形区域来实现不同啮合位置摩擦热流量的加载,得到齿轮稳态温度场分布,并分析了条形区域的数量对温度场的影响。结果表明,当条形区域数量多于50时,温度场基本趋于稳定。

摘要： 为了提高摆线针轮减速器的传动性能和精度,根据摩擦热计算原理以及摆线轮啮合理论,计算出摆线针轮啮合热流量以及曲柄轴承热量.根据热量和边界条件,运用有限元分析法,对摆线针轮在不同运转环境下进行稳态温度场分析研究,得出摆线针轮稳态运转过程中稳态温度场.同时考虑不同输出转矩和外界温度对温度场的影响,可知对温度场分布趋势变化影响较小.研究结果可为摆线针轮减速器的润滑、摆线轮的修形以及提高传动精度的研究提供了理论基础.

摘要： 为分析滚针轴承在运行过程中的热特性对RV减速器精度的影响,根据实际工况建立了RV减速器滚针轴承的有限元热分析模型,研究摩擦生热量的计算方法和对流换热系数的选取,基于Ansys Workbench对滚针轴承进行稳态热分析,得到了实际工况下的轴承的温度场分布,并分析不同转速和负载对温度场分布的影响,通过试验验证了有限元分析模型的准确性.结果表明:滚针轴承运行时,内滚道温度最高,滚针次之,外圈温度最低;径向力和转速都会影响滚针轴承的温度场,且转速影响更大;仿真结果与试验结果误差在5％以内,可以有效预测滚针轴承的温度场.

摘要： 为了研究高压大功率笼型感应电机带不同负载情况下的温升特性,以一台1600kW电机为例,建立了电磁稳态条件下三维稳态温度场求解模型;给出了基本假设及相应的边界条件,确定了电机各部分的导热系数及表面散热系数;根据电磁场计算,得出了电机定子铁心损耗、绕组铜耗、转子涡流损耗及机械损耗等热源的分布;采用有限元法对电机三维稳态温度场进行了计算.并研究了该电动机在不同负载情况下的温升曲线,论文研究成果为分析高压大功率电机在不同工况下的温升特性提供了参考.

摘要： 为解决多回路电缆群温度场计算问题,以220 kV高压电缆为研究对象,采用有限元法建立多回路电缆群稳态温度场的磁热耦合计算模型,计算得到多回路电缆群的电磁损耗和温度场分布结果,经与IEC 60287标准计算结果对比,验证了模型有效性,并结合仿真模型,探讨了空气温度、土壤热阻系数等各种因素对多回路电缆群温度场分布的影响,为电缆群运行维护提供了参考.

摘要： 现有的10 kV高压开关柜温度场仿真分析中,由于10 kV高压开关柜的内部结构、材料属性和传热过程复杂,难以准确地对其内部温度进行求解计算。为解决上述问题,利用COMSOL中共轭传热模块对10 kV高压开关柜的温度场进行仿真计算。应用该仿真方法,可以有效求解10 kV高压开关柜的稳态温度值,准确模拟稳态温度场,并且结果误差小,符合实际温度分布规律。最后通过红外测温试验对比分析,验证了本仿真方法的有效性和准确性。

摘要： 小型断路器是是广泛使用的进行过载和短路保护的终端配电电器,它长期工作制的工作方式和小型化发展趋势使得温升问题成为设计与使用中必须要考虑的问题.本文通过对小型断路器工作原理的分析研究,运用ANSYS Workbench软件建立了某型号小型断路器的有限元模型,并进行了边界条件和载荷的确定与施加,计算了不同环境温度下小型断路器整体的稳态温度场,并根据仿真结果分析了环境温度对小型断路器稳态温度场的影响规律,最后进行了实验验证,为其设计和使用提供了一定的理论依据.

摘要： 发动机缸盖在高低温的周期变化下会发生低周疲劳破坏,为了研究发动机缸盖的低周疲劳寿命,本文基于sehitoglu低周疲劳损伤模型,利用有限元的方法对某发动机的缸盖进行低周疲劳分析方法研究,并同时考虑瞬态温度场及稳态温度场对低周疲劳寿命的影响,分析结果表明,考虑瞬态温度场的寿命值要远远低于稳态温度场下的寿命值,根据瞬态温度场边界发现该发动机缸盖有开裂的风险.经过试验验证发现,在经过400个小时的低周疲劳试验后,缸盖发生开裂,表明基于瞬态温度场进行的低周疲劳分析与试验结果一致.

摘要： 将国内外法兰连接设计常用方法特点进行简要介绍,并利用有限元软件对法兰接头进行稳态温度场分析及热-结构耦合分析,分析法兰接头的温度分布情况,以及螺栓和垫片应力的分布.探讨不同法兰设计方法对法兰接头的应力分布的影响.结果表明,温度分析中法兰、螺栓、垫片沿径向方向有明显的温度梯度;热-结构耦合分析中,与EN法相比,ASME法计算出的螺栓载荷作用下的垫片沿径向应力差值较大,这表明采用ASME计算得到的螺栓预紧力下,法兰密封面压紧不均匀.

摘要： 柴油机在高海拔地区工作容易出现活塞烧蚀故障问题.为保证发动机在高海拔正常工作,为高海拔活塞热负荷控制提供支持,研究活塞热负荷随海拔的变化及温度大小分布十分必要.本文以Fluent软件为基础,进行变海拔条件下的缸内三维燃烧计算,根据计算得到的燃烧室向活塞顶传递的热流作为第二类边界条件,顺序耦合计算活塞的稳态温度场,研究变海拔条件对燃烧及活塞温度场及热负荷.同时进行了变海拔条件下的活塞稳态温度测量试验,为计算提供标定数据.研究结果表明,活塞温度随海拔增加而升高,温度值在高海拔高了30°C以上,活塞顶面外侧四沿位置温度高于常值,容易造成活塞顶烧蚀.第一环槽温度在3000米海拔以上达到250°C,高于润滑油胶结温度,容易导致润滑失效而拉缸.

摘要： 基于功能梯度板稳态热传导基本方程,假设材料热导率沿水平、竖直方向呈指数函数梯度分布,采用分离变量法,推导出该板在左、右和下边界恒温,上边界介质温度为常数,换热系数为指数函数情况下的级数解析解.数值算例表明:热导率的取值对FGM板的稳态温度场有明显的影响;上边界介质温度增大后,FGM板的温度分布规律基本不变,只是板内温度有所升高;板的长度扩大一倍后,FGM板的温度分布规律基本不变.此外,解析解与数值解的计算结果相互吻合,节点误差均小于1％.

摘要： 该文针对风力发电机高速级齿轮进行热弹耦合接触分析.利用ANSYS中的APDL语言建立直齿轮三维参数化有限元模型,求解齿轮稳态温度场分布.将稳态热分析求解结果作为载荷加入到结构场上,针对一个齿轮啮合周期,进行齿轮静态和热弹耦合接触分析,得出在热变形的作用下,齿轮变形和应力分布的一般规律.算例分析表明,齿轮接触变形和应力分布都存在明显的单双齿啮合区;静态和热弹耦合两者接触分析结果之间有明显的实质性差别.该文为齿轮修形打下良好的理论基础,对改善齿轮传动性能有一定的意义.

摘要： 电动车被当今社会广泛的应用,相比于燃油汽车其突出优点是节能环保,因此,为了电动车拥有强劲的续航能力和推进动力,对于电动车的驱动装置的设计尤为重要.本文通过电机的几何相似定律设计了1台小型永磁同步电动机,应用Ansoft有限元软件对小型电动车用永磁同步电动机进行仿真设计,确保电机的性能.最后,对电机稳态温度场进行仿真分析,模拟出电机内部温度场的分布情况,得出温度场分布云图,模拟电机在运行过程中温度场分布情况,确保电机的稳定运行.对今后市场推广小型电动车用永磁同步电动机具有重要的意义.

摘要： 针对人字齿轮传动的特点,分析其啮合特性,计算了接触线时变长度、齿面接触压力、啮合点处滑动速度及摩擦系数,得到了啮合齿面摩擦热流量的分布规律.基于Ansys稳态热分析模块,进行了人字齿轮副稳态温度场仿真研究.结果表明,由分析人字齿轮副啮合特性、计算齿面摩擦生热分布,到仿真计算齿面稳态温度场的研究方法能有效的计算与模拟人字齿轮在实际工作环境中的受载及温升,对人字齿轮副设计、制造具有一定的指导意义.

摘要： 根据二维FGM Al1100/Ti-6Al-4V/SiC结构,提出应用有限元方法对加热下常物性2D-FGM平面热传导问题进行分析.常物性2D-FGM板温度场分布规律的研究表明:由于边界温度函数的不协调性,在结构的左、右上角温度值存在突变和聚集现象;随着上边界温度值的增加,FGM结构内部的高温区不断向两侧和下侧逐步扩展.

摘要： 根据超磁致伸缩致动器(GMA)的热特性,本文设计了一种具有内外双层铜水管冷却结构的温度控制系统,在控制致动器温度的同时,降低了致动器的输出误差.本文先利用ANSYS有限元分析软件对GMA稳态温度场进行分析,结果表明,所设计的温度控制系统能够有效控制致动器温度,大大提高了致动器的输出精度.然后搭建温控实验平台,通过强制水冷实验可知,具有双层铜水管冷却结构的温控系统,对于减小热变形对GMA输出精度的影响,具有显著的效果。

摘要： 本发明公开了一种外延环形红外卤素加热组件，包括有反射板和N个环形加热灯，所述N≥1且N为整数，同时N个所述环形加热灯均固定安装在反射板上。本发明具有较高的灵活性，可以快捷的进行安装组合，从而提高了装置整体安装拆卸的工作效率，同时还能够更为高效的适配外延加热场景，也能够高效的利用能源。

摘要： 本发明公开了一种吸尘器用永磁电机的稳态温度场模型的优化散热设计方法，包括根据高速永磁电机确定电机外壳内径、长度及换向器外径，构建几何模型；获取电机额定工况下的参数，计算电机内部的损耗产热；根据内嵌式离心叶轮散热模型，计算电机内部散热；构建叶轮数参数化内嵌式离心叶轮模型，并进行电机发热‑换热稳态温度场仿真，根据电机温度场分布确定离心叶轮模型最优叶轮数。本发明构建一种内嵌式离心叶轮装置，其装置可优化吸尘器用电机的散热效率，根据吸尘器用高速永磁电机产热原理，采用仿真进行电机稳态温度场模拟，确定最优离心叶轮装置参数，实现吸尘器用永磁电机的温度场模拟并优化散热。

摘要： 一种具有稳态温度场的航空发动机燃烧室模拟试验台。其包括箱体、燃烧室模拟装置、测试装置、供气系统、通风系统、冷却系统和控制系统；通风系统包括安装在下部箱体内部的吸气式排风罩和安装在箱体顶部的墙壁式工业换气扇；供气系统、冷却系统安装在下部箱体内部；控制系统包括安装在下部箱体内部的控制器和安装在箱体外侧面上的人机交互装置，控制器分别与墙壁式工业换气扇、人机交互装置、燃烧室模拟装置、测试装置、供气系统和冷却系统相连接。本发明提供的航空发动机燃烧室试验台可用于模拟航空发动机燃烧室的实际工况，在地面台架试车考核前，对热障涂层材料使役性能进行初步的研究。具有成本低、周期短、风险小等优点。

摘要： 本发明涉及一种非稳态温度场人工冻土帷幕的设计方法，采用圆柱形坐标系，建立非稳定线热源温度场微分方程和边界条件，将微分方程作拉普拉斯变换，转化为贝塞尔方程，利用贝塞尔函数法计算非稳态温度场人工冻土帷幕。此方法只需在施工前测定出冻结壁范围内土体的热导率λ、热扩散率α和热流密度q

摘要： 本发明提供了一种穿管敷设下三芯电缆终端头稳态温度场分析方法和系统，综合考虑电磁场、流体场和温度场的仿真模型、网格剖分情况和单元计算结果，通过异构网格间节点数据的映射方法，将电磁场损耗准确映射到流体‑温度场相应网格单元中，以准确地得到流体‑温度场模型中热源的分布；将流体场‑温度场的温度准确地映射到电磁场相应单元网格，以准确地得到电磁场单元的温度分布。考虑异构数据映射算法的多物理场耦合计算模型能够准确反映电缆终端头的温度场分布情况，更加贴近实际工程，具有较高的先进性和科学性。

摘要： 本发明公开了一种吸尘器用永磁电机的稳态温度场模型的优化散热设计方法，包括根据高速永磁电机确定电机外壳内径、长度及换向器外径，构建几何模型；获取电机额定工况下的参数，计算电机内部的损耗产热；根据内嵌式离心叶轮散热模型，计算电机内部散热；构建叶轮数参数化内嵌式离心叶轮模型，并进行电机发热‑换热稳态温度场仿真，根据电机温度场分布确定离心叶轮模型最优叶轮数。本发明构建一种内嵌式离心叶轮装置，其装置可优化吸尘器用电机的散热效率，根据吸尘器用高速永磁电机产热原理，采用仿真进行电机稳态温度场模拟，确定最优离心叶轮装置参数，实现吸尘器用永磁电机的温度场模拟并优化散热。

摘要： 一种具有稳态温度场的航空发动机燃烧室模拟试验台。其包括箱体、燃烧室模拟装置、测试装置、供气系统、通风系统、冷却系统和控制系统；通风系统包括安装在下部箱体内部的吸气式排风罩和安装在箱体顶部的墙壁式工业换气扇；供气系统、冷却系统安装在下部箱体内部；控制系统包括安装在下部箱体内部的控制器和安装在箱体外侧面上的人机交互装置，控制器分别与墙壁式工业换气扇、人机交互装置、燃烧室模拟装置、测试装置、供气系统和冷却系统相连接。本发明提供的航空发动机燃烧室试验台可用于模拟航空发动机燃烧室的实际工况，在地面台架试车考核前，对热障涂层材料使役性能进行初步的研究。具有成本低、周期短、风险小等优点。

摘要： 本发明涉及航空发动机涡轮叶片设计，特别涉及一种涡轮冷却叶片三维稳态温度场的计算方法。计算方法包括如下步骤：选择预定数量特征截面，特征截面是叶片燃气流线所在的曲面；选取预定数量的离散点，计算静压、静温、马赫数；计算各离散点换热系数和恢复温度及特征截面的燃气边界条件；计算叶片内部流动换热特性；建立叶片三维有限元模型，并划分网格；插值到整个三维叶身外表面有限元网格上；加载第三类燃气侧和冷气侧换热边界，最终计算得到叶片三维稳态温度场。本发明的涡轮冷却叶片三维稳态温度场的计算方法，适用于任何流道形状，计算准确度高，解决了当涡轮冷却叶片发生燃气径向串流或者存在低速分离流动，叶片温度场计算不准确的问题。

摘要： 本发明公开了一种考虑后刀面磨损的涂层刀具稳态温度场预测方法，该方法首先建立用于描述切削加工过程中涂层刀具温度变化的热模型，其次分别计算从前刀面进入刀具的热流密度和由于后刀面磨损进入刀具的热流密度，并通过切削实验数据评估热交换系数用于确定进入切屑和刀具的热流分配比例，进而仿真预测不同刀具状态下的刀具瞬时温度分布。本发明易于实现涂层刀具磨损状态下的刀具温度精确预测，并通过优化工艺参数延长刀具使用寿命，提升零件加工表面质量。

摘要： 一种排气歧管稳态温度场的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1)通过发动机性能仿真软件创建发动机一维模型；步骤2)发动机台架性能试验得到发动机实际的性能数据；步骤3)利用软件创建排气歧管内流场CFD网格模型；步骤4)利用CFD仿真软件计算出排气歧管内流场和速度；步骤5)找出CFD计算结果中排气歧管内壁速度马赫数大于1的部位；步骤6)将优化好的排气歧管再次CFD仿真计算；步骤7)对排气歧管及周边所有零件包括隔热罩、入口法兰和后法兰网格划分；步骤8)设置排气歧管材料属性；步骤9)将完整的排气歧管传热网格模型和材料属性输入到辐射换热仿真软件中。更接近模拟排气歧管的实际工作环境，易于操作。