紧急制动工况下汽车通风盘式制动器瞬态温度场分布的研究

以某乘用车前轮采用的通风盘式制动器为研究对象,建立其热-结构耦合的3维有限元分析模型.在此基础上采用直接耦合法对该通风盘式制动器在紧急制动工况下的瞬态温度场进行仿真分析,获得整个通风式制动盘和摩擦片在紧急制动过程中温度场的分布情况及变化特性.结果显示:在整个紧急制动过程中,制动盘温度场的分布不是轴对称的,其在径向、周向及轴向3个方向上均存在着一定的温度梯度; 制动盘的最高温度出现在1.91 s,最高温度为227.1 ℃.同时对该通风盘式制动器进行了与仿真分析相同制动工况下的台架试验,所获得的实验结果与仿真计算结果基本一致,从而验证了仿真分析的有效性,为通风盘式制动器的设计及优化提供了理论基础.     

火灾下混凝土框架结构力学性能研究

目的 模拟高层混凝土框架结构的火灾全过程并研究火灾后框架结构及构件力学性能,为此类结构火灾后的损伤评估与加固方案设计提供参考依据.方法 利用火灾模拟软件PyroSim对某高层宿舍楼首层火灾进行模拟,研究室内火灾下温度场分布,应用ABAQUS有限元软件分析火灾下结构和构件的温度场,以及静、动力作用下结构和构件的变形及内力...     

不同通风模式下地铁车站内列车火灾的数值模拟

发生火灾时为乘客营造安全的撤离路径是地铁车站环控系统的重要任务.针对地铁车站环境控制系统设计中常用的两种紧急通风模式,使用计算流体力学(CFD)的方法,采用重正化群(RNG)k-ε双方程湍流模型,分别对地铁车站内列车头部、中部和尾部3个不同火源位置的列车火灾进行了三维数值模拟,得到了不同通风模式下的烟气浓度分布.通过分析和比较,认为在列车头部发生火灾时,仅依靠事故风机难以提供足够的能见度,应同时打开站台下排风系统和车行顶道排风系统辅助排烟,其效果在列车中部火灾模拟中得到了验证.列车尾部发生火灾时,推挽式通风模式的效果稍好于全排风通风模式,但也不够理想.文章为地铁车站环控设计中紧急通风模式的选型提供了参考,并对数值模拟方法在地铁车站环控系统设计中的应用进行了探讨.     

预应力混凝土箱梁桥温度场的研究

连续刚构箱梁桥横截面的非线性温度变化,使其产生纵向应力,这些应力可能达到,甚至超过由活荷载引起的应力,从而使结构构件出现温度裂缝。需要提出一种实用的计算方法,用于模拟预应力混凝土梁桥横截面的温度分布,建立其与结构几何形状、所处地理位置、桥梁走向、材料特性和当地气候条件之间的关系,并提出适合广州地区的气候参数的计算公式。该方法可作为使用有限元法分析桥梁温度应力的边界条件。     

地下通道火灾排烟的通风系统模拟分析

本文阐述了地下通道火灾排烟的通风系统模拟分析，烟气流过着屏蔽门时的局部阻力系数，再利用网络模型模拟地下隧道、各通风井的通风排烟量。以确定其能否满足通风排烟要求，对地下事故工况风机的设置、地下事故工况的处理预案，不同形式区间隧道通风系统对隧道内通风速度场、温度场及新风量的影响规律。研究同时对通风系统方案进行了初步的技术经济比较。本研究为分析地下通风系统的空气流动与传热提供了参考，为通风系统方案的选择。     

单向冻结条件下兰州地区黄土的温度场变化规律

为研究不同含水率黄土在单向冻结融化过程中温度场的变化规律,选取兰州地区黄土进行了封闭系统下的单向冻结融化试验。研究了在单向冻结过程中土体温度的变化规律,给出了土体温度的变化曲线。研究结果表明:土体的降温过程分为三个阶段,降温冻结初期各深度处土体温度的下降速率较快;土体温度下降至-0.4℃时降温曲线出现转折点,土层各深度降温曲线出现近乎平行于横坐标的平稳段;冻结后期各深度处土体的温度下降速率相对较慢。对比分析了模型试验中不同深度处各点温度的实测值与数值模拟值,结果表明:数值模拟的各点温度曲线与实测温度曲线变化规律基本一致,冻结阶段模拟的降温速度稍大于实测降温速度,融化阶段则相反。研究结果可为冻土地区工程建设提供参考。     

日周期变温条件下沥青路面温度场的数值模拟分析

路面破坏成为人们普遍关注的问题,沥青路面不可避免地会受到周围环境和气候变化的影响,而温度的变化是引起路面破坏一个很重要的因素,所以能够合理的计算出路面温度场变得尤为必要。本文根据传热学和气象学的基本原理,并采用ABAQUS有限元软件模拟连续变温条件下沥青路面的温度场,对其变化规律进行了分析。     

全过程火灾下矩形截面钢管混凝土叠合柱温度场数值研究

由于钢管混凝土叠合柱(ST-RC)具有良好的抗震性能和耐火性能,本文对矩形截面钢管混凝土叠合柱在标准火灾全过程(包括升温、降温阶段)下的热学性能进行了数值研究。利用Abaqus有限元分析软件建立矩形截面钢管混凝土叠合柱的热学分析模型,结合相关试验数据对模型的准确性进行验证,并对标准火灾升温、降温全过程下试件的温度场分布情况进行分析。结果表明:矩形截面钢管混凝土叠合柱在标准火灾升温下的温度场分布呈现双轴对称形态,外围混凝土厚度较大的长轴方向上构件内部测点的温度相对短轴方向更低;在火灾作用的全过程中,混凝土的温度变化存在滞后现象,使得试件受火表面之间距离越大的区域升温、降温的滞后时间也越长;在降温的最终时刻,截面温度场分布为内高外低形式,与升温结束时刻的温度场分布方式相反;与升温结束时刻相比,火灾后(历史最高温度)的温度场中混凝土材料达到劣化温度的区域面积更大,采用历史最高温状态的温度场进行火灾全过程中叠合柱结构相关力学性能的计算时更安全。     

火灾下钢骨混凝土柱温度场分析

在合理建立室内火灾传热模型基础上 ,利用有限单元法和有限差分法的混合解法 ,给出了钢骨混凝土柱高温下温度分布的数值计算方法 ,并编制了有限单元法计算程序 ,以分析火灾下钢骨混凝土柱在不同时刻的温度场 .通过程序计算与火灾试验结果的对比分析 ,验证了分析理论和相应计算程序的正确性和可靠性 .     

梯度功能材料在烧蚀条件下温度场的数值模拟

建立了功能梯度材料在烧蚀条件下传热的物理模型和数学模型,利用弹性网格的方法对移动边界的温度场进行了分析。最后对碳／陶瓷梯度功能材料进行了计算。     

不同工况下各种材质高炉冷却壁温度场数值模拟

建立高炉冷却壁稳态传热模型,模拟球墨铸铁、铸钢和铜3种材质的冷却壁在热面镶砖、裸露和挂渣等工况下的温度场分布。结果表明,相同工况条件下,铜冷却壁导热性能优于铸钢冷却壁导热性能,铸钢冷却壁导热性能优于球墨铸铁冷却壁导热性能;铸钢冷却壁热面温度远低于球墨铸铁冷却壁热面温度;渣皮的存在,对冷却壁体起温度降低和保护作用,从而延长冷却器及高炉寿命。     

轴向非均匀温度分布对钢梁火灾性能的影响

研究了轴向非均匀温度分布对钢梁火灾性能的影响，包括对失效的极限温度、挠度和潜在的危险进行了理论分析和相关计算．研究结果表明：非均匀温度分布对钢梁火灾性能影响很大，以往的单一极限温度失效判据有一定的局限性，导致钢梁失效的平均温度与单一极限温度不尽相同，最大挠度的大小和位置取决于轴向温度分布以及刚度-温度模型．     

不同升温条件对H型截面柱的抗火性能的影响

采用大型商用有限元软件ANSYS 10.0研究了不同升温条件对轴向受约束的钢柱抗火性能的影响.改变已经验证的模型上的升温条件,研究升温条件对H型截面钢抗火性能的影响.结果表明: 温升曲线具有相同的最高温度的情况下,升到最高温度所用时间和温升曲线形状参数对失效温度、失效时的中跨挠度和轴向位移有影响.     

火灾条件下混凝土柱温度场的数值模拟分析

采用非线性有限元方法对火灾时混凝土构件的温度场进行了仿真计算,计算结果与试验数据吻合较好,在此基础上计算了多种火灾情况下混凝土受压柱的温度分布情况,为灾后建筑物的检测评定与加固设计提供了一定的依据。     

电磁混响室不同工作状态下有效工作区场强

电磁混响室（Reverberation Chamber,RC）在不同工作状态下,找到其电平值与场强的对应参考值,探究有效工作区域中场强均一性,并最终明确有效工作区域中场强较为稳定的区域,为电磁辐射生物效应和防护研究提供参考。分别在900 MHz、1800 MHz、2650 MHz三种频率下,用电磁辐射检测仪对RC有效工作区域内324个场强测试点进行监测,并采用R语言和相关统计学软件进行分析。结果表明：在固定频率900 MHz、电平值为-25 dBm时,有效工作区域中三个高度的场强值和变异系数均无统计学差异;在固定频率1800 MHz、电平值为-21 dBm时,场强在高度一与高度三、高度二与高度三之间统计学差异显著,变异系数在三个高度之间无统计学差异;在固定频率2650 MHz、电平值为-19 dBm时,场强在高度一与高度二、高度一与高度三之间统计学差异显著,变异系数在三个高度之间无统计学差异。可见本研究提供了900 MHz、1800 MHz、2650 MHz三个频率下相应电平值对应的场强,为相关实验的开展提供参考;RC内有效工作区域单点场强随时间变化稳定性良好,而不同点的场强存在一定的空间不稳定性;有效工作区域中场强较为稳定的区域为高度一区域。     

不同通风模式下变温度送风的节能特性研究

通风模式对室内环境品质及建筑运行能耗均有重要影响。文章在采用非稳定传热方法得到建筑围护结构热边界条件的基础上,对比研究了寒冷地区某办公室分别采用置换通风和层式通风的通风效果和节能特性。结果表明:在保证舒适性的前提下,研究对象采用置换通风的送风温度范围为13.0～27.0℃,采用层式通风的送风温度范围为19.0～24.0℃。采用实时调整送风温度的措施可以使置换通风中处理送风的机械制冷量日平均节约率达到2.87%,使层式通风中处理送风的机械制冷量日平均节约率达到5.16%,与基准送风温度对应的送风量相比,两种通风模式下的送风量均有所下降,其风量节约率可分别达到22.65%和32.14%。置换通风的室内温度更接近舒适,两种通风模式下室内污染物浓度均未超标。     

隧道内纵向风速对火源上方烟气温度影响的试验

在我国西南某省公路隧道内进行了全尺寸火灾模拟试验,对不同纵向风速、不同火源功率下火源上方典型位置的烟气温度值进行了测量和分析,并对测得的典型结果与理论计算值进行对比.结果表明：试验测得的火源上方最高温升值与理论计算值符合得非常好,该理论计算方法可以用于今后的工程计算之中;另外在隧道内纵向风速较大时,火羽流将产生很大倾斜,导致火源上方顶棚附近的烟气温升不大,单纯采用缆式线型感温火灾探测的方式无法对早期隧道火灾进行报警,应该增加基于其他火灾特征量的火灾探测装置.     

火灾非均匀温度场中正放四角锥网架结构的临界温度

为了保障大尺度空间建筑网架屋盖结构在火灾下的结构安全性,采用非线性有限元计算方法,按设计的结构方案对不同火灾场景下的正放四角锥网架结构进行结构全过程反应分析,得到反应结构抗火性能的临界温度.对临界温度进行参数分析,结果表明,温度场非均匀系数和结构荷载比是影响结构临界温度的关键参数.用最小二乘法对临界温度随关键参数变化的曲线进行拟合,得到正放四角锥网架结构临界温度的实用计算公式.通过算例比较表明,实用计算式可简便并偏于安全地计算正放四角锥网架结构的临界温度.     

日照作用下混凝土箱梁竖向温度梯度场研究

文章以混凝土连续刚构箱梁桥为研究对象,应用热成像仪实地观测日照温度荷载作用下混凝土箱梁桥中的温度场日变化规律,并分析其最大竖向升、降温温度梯度荷载分布形式及大小;采用ANSYS软件数值模拟分析温度梯度荷载在结构中产生的效应,同时与现行规范进行分析对比。分析结果表明:日照温度荷载在混凝土箱梁桥中产生的竖向升、降温温度梯度场呈曲线型分布,并在箱梁的底板存在温差现象;温度温梯度荷载在混凝土箱梁的腹板、底板中均有应力产生;观测分析所得的温度梯度荷载与现行规范规定的温度梯度荷载在结构中的分布形式、数值大小及其在桥梁中产生的效应方面差异较大。