直线感应电机非线性参数计算

针对直线感应电机在饱和状态下会使三维电磁场有限元模型进入非线性迭代,从而极大增加了计算的时间成本这一问题,提出了三维线性分析和二维非线性分析相结合的计算方法对强三维直线感应电机进行计算.首先,在三维有限元模型中获得线性工况下的电机电磁参数;其次,在二维有限元模型中,获得激磁电感和激磁电流之间的非线性关系,并利用迭代方法获得激磁电感;最后,开展了静态堵驻试验.结果表明:计算值与试验结果较为相符,验证了该方法的准确性,可以极大了减小三维非线性计算的时间成本,适用于大尺寸电机方案频繁调整的优化设计阶段.     

路堤式加筋土挡墙三维数值模拟

本文采用三维有限元程序Z_Soil对一软土地基上路堤式加筋土挡墙建立考虑流固耦合的三维数值模型,分析其地基沉降、墙面变形、筋材应变分布,以及稳定性,并与实测值和二维有限元Plaxis分析结果进行比较。分析结果表明,采用等效竖向渗透系数模拟塑料排水板处理地基是合理的,计算的地基沉降、墙面变形随时间变化历程与实测结果吻合较好;三维有限元在筋、土及其界面单元模拟上要比二维有限元精细,能较好地模拟墙面“鼓肚”现象;三维有限元计算的筋材应变随地基变形而增大,且挡墙底部筋材应变最大,计算结果符合地基变形情况下筋材应变变化规律;三维有限元模拟的挡墙在平面呈弧形扩展的滑裂面形状和位置与现场试验观测结果一致,其较二维有限元在模拟本问题加筋土挡墙上要更加合理。     

热油管道非稳态工况传热与流动的耦合计算模型

在进行热油管道工艺计算和运行工况分析时,通常将热力非稳态工况近似按稳态处理,这使得计算结果与实际情况偏差很大,不能客观地反映实际工况。在充分考虑管内油流热力、水力耦合以及管内油流与管外介质耦合的基础上,提出了一个比较完整的非稳态工况传热与流动双层耦合模型。采用双特征线法求解管内油流参数,用有限单元法求解管外土壤温度场,并编制了相应的计算程序。利用该模型和英国ESI公司的管道模拟软件TLNET分别对所建立的几种热油管道非稳态工况进行了模拟计算。结果表明,该模型比较合理,可用于热油管道非稳态工况的计算。     

热油管道非稳态工况传热与流动的耦合计算模型

在进行热油管道工艺计算和运行工况分析时，通常将热力非稳态工况近似按稳态处理，这使得计算结果与实际情况偏差很大，不能客观地反映实际工况。在充分考虑管内油流热力、水力耦合以及管内油流与管外介质耦合的基础上，提出了一个比较完整的非稳态工况传热与流动双层耦合模型。采用双特征线法求解管内油流参数，用有限单元法求解管外土壤温度场，并编制了相应的计算程序。利用该模型和英国ESI公司的管道模拟软件TINET分别对所建立的几种热油管道非稳态工况进行了模拟计算。结果表明，该模型比较合理，可用于热油管道非稳态工况的计算。     

热声发动机中的交变流动换热器特性研究

为阐明热声发动机交变流动换热器内基本换热与阻力特性,以10 kW直线热管耦合自由活塞斯特林发电机的发动机核心为例,对三维模型进行等效,分别利用Sage一维和CFD二维模型两种方法,对交变流动换热单元在额定工况下的沿程基本状态参数、时均能量的分布特征进行计算并比较。结果表明：Sage一维模型中的换热分布特征及换热总量均与CFD二维模型计算结果相近,即Sage一维模型可以较好地捕捉换热器内的瞬态与时均特征;同时,Sage一维模型对换热器界面的突变截面损失则与CFD二维模型计算差异较大,可利用CFD二维模型的阻力计算结果,提出采用有效压降与有效速度获得突变截面处的局部阻力系数修正,并添加修正因子后代入Sage一维模型,可使Sage一维模型的阻力特性与CFD二维模型的阻力特性基本吻合。所得热声热机中换热器特性规律及分析方法同样可用于指导其他热声热机的相关研究与工程设计,具有一定的普适性。     

渐开线直齿圆柱齿轮的有限元分析

利用有限元软件ANSYS的建模功能,建立渐开线标准直齿圆柱齿轮的二维和三维有限元模型。在此基础上对静载荷作用下齿轮的齿根应力和齿轮变形进行有限元分析,比较二维模型和三维模型的模拟结果,并与传统的齿轮强度计算方法作比较。同时在ANSYS/LS-DYNA程序中研究冲击载荷作用下齿轮的齿根应力随冲击脉冲时间变化的情况。     

SR电机的定子模态分析

开关磁阻电机(SR电机)定子固有频率研究对降低电机的噪声具有重要意义.给出了SR电机定子振动模态分析的数学模型,利用ANSYS有限元软件对二维和三维模型进行计算和分析.结果表明,利用二维模型代替三维模型对定子进行预估计切实可行,可以大大减少工作量,提高计算速度.     

热采井套管热力耦合的三维有限元分析

套管破坏是稠油热采中的主要问题之一,而热力耦合是导致套管损伤的主要影响因素。基于有限元分析软件ADINA,建立了套管在温度、重力以及地层蠕动荷载组合下的三维有限元模型。应用Parasolid建模方法,建立了热采井套管的结构和热分析几何模型,设定了温度、重力以及地层蠕动组合荷载,并进行了套管、水泥环和不同地层的模型参数选择。通过热力耦合计算,得到了套管的应力与变形情况。分析了计算结果,并为套管防护提出了几点建议。     

盘式制动器热弹性耦合分析

探讨了汽车盘式制动器的摩擦接触热弹性耦合非线性问题及其分析方法.利用有限元分析软件ANSYS 8.1建立盘式制动器热弹性耦合分析的三维有限元模型,确定对模型求解的边界条件、载荷步及模拟工况,研究进行制动器热弹性耦合分析的过程,通过仿真计算得到制动器工作过程中制动盘瞬态温度场、应力场等重要信息.     

堆焊角变形动态过程试验与数值分析

采用有限元数值模拟方法研究了CO2气体保护堆焊的角变形动态过程.为了反映夹具和焊接件的接触状态,将夹具和焊件统一建立有限元模型.对计算焊接角变形的接触约束二维模型、位移约束二维模型和位移约束三维模型进行了比较,并与试验结果进行了对比分析.研究结果表明:虽然二维模型不能反映焊接角变形的动态过程,但能得到和试验结果一致的残余角变形;三维模型能反映焊接过程中的动态角变形,但计算效率低;接触约束模型能计算出焊接件在夹具作用下的摩擦力和接触压力.     

螺杆转子三维力热变形分析

利用弹性力学理论和有限元方法，采用第1类热边界条件对转子三维稳态温度场进行了有限元分析，在此基础上计算了转子力，热变形。解析出三维转子在x,y,z各方向上的力，热及综合变形量。采用静态测试手段对计算结果进行了实验验证。计算结果表明，转子的热变形量要远大于转子力变测量，转子变形后成腰鼓形，解决了长期以来三维螺杆转子变形只能简化为二维计算的问题，较全面地反映了螺直转子变形的实际情况，提高了计算精度。     

热力耦合作用下直埋热力管道破裂的有限元分析

综合考虑多种影响因素,运用ADINA有限元软件,对跨越断层的直埋热力管道的破坏情况进行了研究,建立基于热力耦合作用的管道、场地的三维有限元模型,首先分析其应力、应变情况,进而分析在热力耦合作用下管道破裂的机理.为预防热力管道破裂及破坏后的损失评估提供依据.     

永磁同步直线电机空载反电势的分层有限元分析

在利用有限元分析永磁同步直线电机空载反电势波形时,二维方法不能反映磁钢的形状而三维方法又过于复杂费时.该文提出一种分层有限元分析方法,很好地克服了这种矛盾.将电机沿横向分层,对每层进行二维有限元分析,最后把每层结果相加得到总体结果.利用该方法计算了一台具有六边形磁钢形状的样机的空载反电势波形.结果表明,该方法与三维有限元分析相比可大大缩短分析时间,得到的波形与实验结果吻合较好.     

三种求解桩腿耦合缓冲器的有限元分析方法

利用非线性有限元软件ABAQUS建立桩腿耦合缓冲器的三维体单元旋转周期对称模型,通过合理的假设与简化,分别用简单的线性静力分析、增量-迭代的非线性静力分析和基于中心差分法的准静态分析方法,对其在垂直工况下的受力变形进行有限元仿真,从求解方法、仿真要点和计算结果等方面进行对比分析,指出各种分析方法的优缺点,为合理高效地运...     

装配式钢筋混凝土管型通道数值计算模型研究

文章以高速公路工程的装配式钢筋混凝土管型通道为研究对象,考虑土与结构的相互作用及管片接头之间的挤压摩擦作用,采用ANSYS有限元计算软件建立了装配式钢筋混凝土管型通道的二维与三维有限元模型,对3种工况进行了数值分析;并对管型通道的6个特征截面的内力状况进行了对比分析,得出了相应的结论。     

二维、三维模型碳纳米管场发射场强计算的比较研究

在计算碳纳米管场发射显示器中电场强度时,为了提高计算效率,许多资料将三维空间的场发射简化为二维模型进行计算,为了比较分析使用二维模型和三维模型计算结果的差异,建立了二维模型单根碳纳米管、三维模型单根碳纳米管和单碳纳米墙3个模型,应用Ansoft Maxwell有限元数值仿真软件进行了仿真,计算结果表明:二维碳纳米管场发射模型的仿真结果代表的三维空间实际情况为碳纳米墙场发射,而不是真正的三维空间碳纳米管场发射。对于单根碳纳米管,用二维模型计算的碳纳米管尖端电场强度仅为三维空间碳纳米管尖端电场强度的1／4。     

凹凸边界形状热弹性问题的自适应无网格法

为了解决具有凹凸边界形状的平面非定常拟静态热力耦合问题,采用无网格伽辽金算法(EFG)进行求解,使用移动最小二乘法构造形函数及拉格朗日乘子法处理本质边界条件(第一类边界条件),通过引入Voronoi邻接准则和后验误差式,对后续结果进行自适应优化;构建了一种新的适用于非定常拟静态热力耦合问题的EFG法自适应计算模型。为了验证计算模型的可行性,分别计算在二维混合边界条件下光滑与凹凸边界形状平面的温度场以及位移场的分布,并与有限单元法的计算结果进行对比,表征了有限单元法和无网格法计算结果的差异,验证了非定常拟静态热力耦合问题的EFG法计算模型的有效性和精确性。     

波形钢板三维模型与二维模型对比研究

波形钢板结构物是几何正交异性体,分析颇为复杂。其三维模型虽能反应结构物实际形态,但在建模分析、计算及考虑影响因素上存在难度。若能采用平面模型代替三维模型,则会大大减轻工作量。通过ANSYS有限元软件对三维实体模型进行分析,采用平截面假设进行内力计算,并将计算得到的内力与二维模型的计算结果进行对比,发现两者吻合较好。因此可以采用平面模型代替三维模型对波形钢板结构物进行分析计算。     

基于库水位涨落与降雨耦合作用下新田崩塌体变形分析

三峡库区水位调动不断影响沿岸的地质条件,沿岸涉水滑坡与崩塌体变形严重,为分析水位变化与降雨对沿岸的作用,以新田崩塌体为研究对象,通过现场地质调查及工程测量,建立崩塌体计算模型,采用数值模拟方法对该崩塌体在库水位变化、降雨和二者耦合作用工况条件下的变形破坏进行分析,在二维模型中利用Morgenstern-Prince法对新田崩塌体在不同工况下进行稳定性计算,同时建立三维崩塌模型进一步研究崩塌体破坏机理,在数值模拟中监测应力、位移、孔隙水压力及等效塑性应变的变化,结果表明：水位骤降与强降雨同时作用下对对新田崩塌体的变形影响很大,同时在最不利工况下,利用计算结果建立崩塌体变形破坏的数值预测模型,为崩塌体的后期防治提供参考。     

横流式冷却塔传热传质数值计算

采用一种流动传热数值计算模型,利用SIMPLE算法求解二维椭圆型方程的程序,针对上海化机二厂HBG-700型横流塔进行了传热传质数值计算,考虑了流动的非均匀性和空气密度变化,以及流动、传热和传质的耦合。通过计算,得出冷却塔中,空气的速度、压力、温度和含湿量,以及水温的二维分布。出塔平均热力参数与实塔测试结果以及压差法的计算结果基本相符。