将滑阀微米配合间隙简化为二维模型,敏感颗粒外形近似为方形.运用COMSOL软件中流固耦合模块的任意拉格朗日-欧拉方法,对方形微米颗粒在滑阀间隙内的运动特征进行仿真研究.发现了颗粒在滑阀间隙中的旋转现象,此现象从微观层面科学地解释了非圆球形颗粒物诱发滑阀卡滞的机理.流固耦合计算显示,微米颗粒跟随油液流动的同时,颗粒在间隙中产生旋转运动,同时颗粒中心的运动轨迹有上下波动;均压槽中颗粒中心的运动轨迹呈抛物线状,径向位移的最大值约为均压槽深度的1/4,随着方形颗粒尺寸的增大,其沿径向位移的最大值呈减小趋势.

蜻蜓是自然界优秀的飞行家,滑翔是其常见且有效的飞行模式.蜻蜓优异的飞行能力来源于其翅膀的巧妙结构,褶皱是蜻蜓翅膀上最为显著的结构之一,不仅提高了翅膀的刚度,还改变了其气动特性,而飞行过程中柔性翅膀会产生变形是蜻蜓翅膀的另一特性.为揭示蜻蜓在滑翔时,柔性褶皱前翅的变形,探究褶皱和柔性的共同作用对其气动特性的影响,基于逆向工程,依据前人的测量数据和研究成果,通过三维建模软件建立了蜻蜓三维褶皱前翅的计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)模型和计算结构力学(computational structural mechanics,CSD)模型,并通过模态分析验证了此模型有足够的精度.基于CFD方法和CFD/CSD双向流固耦合计算方法分别对蜻蜓滑翔飞行时刚性和柔性褶皱前翅的气动特性进行了数值模拟,结果表明,柔性褶皱前翅受气动载荷后,翅脉和翅膜产生形变,柔性前翅上下...

针对回转式空气预热器中柔性密封片与扇形板间的气体泄漏问题,建立了密封片装置有限元模型。通过流固耦合的方式对柔性密封片进行了数值模拟,研究了密封片结构参数对其预压量及最大等效应力的影响,归纳总结出一组柔性密封片设计参数。同时,对3mm内的密封间隙、预压量、漏风率及最大密封补偿量间的关系进行了研究,结果表明柔性密封片不能真正实现"零间隙"密封功能,而是将漏风间隙控制在极小的范围内。分析结果为柔性密封片的设计及改进提供一定的参考。

传统螺旋槽在背风口处有一处明显的低压区,影响螺旋槽的密封性能。为提高传统螺旋槽的密封性能,在传统螺旋槽的基础上提出一种新型螺旋槽结构。该槽型在传统螺旋槽的背风处一侧并列了一个槽根半径不同短槽,且两槽的槽深相等,形成一个槽根较长的新型螺旋槽结构。通过建立传统螺旋槽与新型螺旋槽的几何模型,利用ANSYS仿真软件对2种槽型进行数值模拟。结果表明,新型螺旋槽的开启力、泄漏量及刚度等干气密封性能均优于传统螺旋槽。对流固耦合下的密封环进行应力、变形分析,对比2种槽型密封环在相同操作参数下的流固耦合应力、变形等的差异。计算结果表明:随着转速与入口压力的增加,2种槽型的动、静环最大应力、变形量均呈现上升趋势,且动环的最大应力、变形量始终大于静环,新型螺旋槽的最大应力、变形量始终大于传统螺旋槽。

分支型液压管路在复杂工况条件下极易发生泄漏和断裂的事故。针对T型航空液压管路分支结合部由泵的流体压力脉动和外部机械激励产生的耦合振动问题,提出使用有限元仿真与流固耦合振动试验结合的方法进行研究。首先验证有限元方法求解管路振动问题的可行性,然后对T型管路进行模态分析和谐响应分析,探讨流体压力及管路固体弹性模量对管路振动的影响。结果表明:随着流体压力的增大,管路低阶模态受影响明显;随着弹性模量的增大,管路高阶模态受影响明显。在外力激振环境下,前3阶模态容易被激发。

针对液压打桩锤冲击引起的管路泄漏问题,对管路中的O型圈进行流固耦合仿真分析。先对管路进行建模,进行体积抽取得到流体域,再用非结构化网格对流体域进行划分。对O型圈施加约束后,导入流体域耦合面的压力数据并进行仿真,求出O型圈耦合面上的凡弥赛思应力和弹性应变,以判断各结构参数对管路密封性的影响。研究结果表明:通过增加压缩率,O型圈的最大应力减少了22.45%,最小应力减少了97.32%,最大应变减少了8.38%,最小应变减少了97.52%;通过增加管壁厚度,O型圈受到的的最大应力减少了4.62%,最小应力减少了33.85%,最大应变减少了17.90%,最小应变减少了25.55%。因此,在高压工况下,可以通过增加O型圈压缩率和管壁厚度提升管路密封性。

为提高自适应大流量安全阀关键零件的可靠性及寿命,利用UG软件建立自适应大流量安全阀关键零件的三维模型,并借助ANSYS Fluent软件对其进行了网格划分,通过单向流固耦合分析得到了一级锥阀、二级差动阀芯等关键零件的应力、应变云图;为进一步研究自适应大流量安全阀的低压密封性,利用ZF-2WG液压支架阀综合实验台对其进行了6、14 MPa 2种不同压力的打压实验。仿真及实验结果表明:一级锥阀的锥面附近区域为应力集中区域,锥尖附近区域为应变集中区域

高压大流量换向阀依靠阀芯的移动来实现控制执行机构的运作,合理的设计阀芯上均压槽的尺寸、槽间距与阀芯与阀套间间隙能够降低阀芯与阀套之间的卡紧力与泄漏量。基于ANSYS建立流固耦合三维求解模型,以矩形均压槽宽深比、槽间距和阀芯与阀套间间隙为设计变量,将泄漏量、卡紧力与等效应力作为响应变量,通过建立Non-Parametric Regression响应面模型,分析了设计变量对响应变量的影响。结合多目标遗传算法(MOGA),实现阀芯均压槽的尺寸与分布的优化设计。

内置电机作为高速电主轴的主要发热部件之一,在实际工况中,其发热量会影响电主轴的回转精度。为了提高电主轴冷却水套的冷却效率,以自然界中闪蝶翅膀微结构的几何模型、结构功能和位形关系等为参照,结合结构相似理论设计一种具有双层包覆性特点的新型蝶翅仿生冷却水套。基于流体动力学及热传导特性理论,对仿生冷却水套及原始螺旋冷却水套进行流固耦合及共轭传热特性的仿真对比分析。结果表明:当冷却水的雷诺数和强迫对流换热面积相同时

针对0号轻质柴油在喷油泵高压环境下柱塞副缝隙间的泄漏问题,采用分段建立数学模型的方法,结合ANSYS与Fluent软件对喷油泵高压腔内的流体进行流场压力分析并且对高压喷油泵柱塞副间隙泄漏进行流固耦合计算分析,避免运算过程中计算量大、运算时间长等问题,得到喷油腔内压力变化情况及柱塞副形变量与其缝隙压力情况等结果。