运用Patran软件建立平地机整机有限元模型,并进行几种典型工况下的强度分析。根据应力云图及位移云图对机架强度进行评价。采用Ds-Net数据采集系统,选取多个测试点,对平地机进行一种典型工况下静态应力测试。将试验结果与理论分析结果进行对比,验证模型的可靠性。将有限元方法应用于平地机的设计阶段,极大的缩短了产品的开发周期,降低了开发成本,也为掌握并积累平地机有限元的分析方法和经验、为今后人们将有限元法应用到平地机设计中提供依据,对其他类似结构的设计改进也具有一定的参考价值。

介绍了Bezier曲线和平面叶型参数的相关内容,基于Bezier曲线建立冷却风扇的参数化模型;对冷却风扇的噪声性能、气动性能进行仿真。对比分析参数化模型的仿真结果与原模型的仿真结果和试验结果,从而证实建立冷却风扇参数化模型的适用性。以五个不等截面为试验因素,安排正交试验,研究内弦长、最大相对挠度和最大相对半径在不等截面上的变化对冷却风扇性能的影响规律;在正交试验结果的基础上进行Box-Behnken试验设计,在保证风量不小于原始风量的前提下,以噪声值最低为目标,引用RSM方法求算回归方程,从而确定叶片最优的结构参数,噪声值缩减了4.6%。

百叶窗翅片式作为汽车冷却系统中散热器应用最为广泛的类型,对维持汽车稳定运行具有重要作用。为在百叶窗翅片原始设计基础上进一步提升换热与流动性能,提出了一种新型尖锥形百叶窗翅片结构方案。分析了尖锥形百叶窗翅片中间截面厚度与百叶窗间距渐变量两个参数对翅片性能的影响,在百叶窗中间截面厚度δ1为0.2mm、百叶窗间距递减量为0.06mm时翅片的综合换热性能达到最优。此时,相较于翅片原始模型的综合性能评价因子JF提升了9.07%,有效改善了翅片的综合换热能力。

为降低冷却风扇的气动噪声并保证其气动性能不下降,参照试验,建立冷却风扇流场和声场的计算模型,通过计算流体力学(CFD)/计算气动声学(CAA)联合仿真方法,对风扇的气动性能和气动噪声性能进行仿真预测。将带有不等高、角度倾斜特征的叶片后缘锯齿结构引入冷却风扇结构设计中,进行参数化建模,结合正交试验研究了各参数对风扇风量以及噪声值的影响程度及影响趋势。结合响应曲面法(RSM),得到了叶片后缘锯齿结构优化方案,优化后的风扇模型气动噪声性能和气动性能都有改善,为车辆冷却风扇的参数设计提供了新的思路。

为了降低发动机冷却风扇的气动噪声值,并保证气动性能不被减弱,基于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)与计算气动声学(CAA)理论对冷却风扇的气动噪声进行求解,并将气动噪声试验的结果与其对比,验证了该气动噪声计算方法具有可靠性。借助该噪声预测方法,通过正交试验研究各平面叶型参数对风扇噪声性能与气动性能的影响程度及影响趋势。综合分析正交试验分析结果,经Box-Behnken试验拟合出噪声代理模型,求解得到最低噪声参数组合。CFD/CAA联合仿真结果显示,优化后的风扇模型的气动噪声性能和气动性能都有改善,为车辆冷却风扇的参数设计和降噪研究提供了新的思路。

为探究外后视镜内侧夹角对气动噪声的影响,使用某运动型多用途汽车(sport utility vehicle,SUV)车型进行研究,对后视镜内侧夹角进行等角度参数化设计,采用Realizable k-ε和基于WMLES亚格子应力模型的大涡模拟(large eddy simulation,LES)进行气动噪声数值计算,通过风洞试验验证了仿真计算结果的正确性。通过对比前侧窗表面的平均声压级,得出最佳夹角优化方案。对原模型和最优夹角方案的流场分布云图和声压级频谱曲线进行分析,结果表明与原模型相比,后视镜内侧夹角为5°时,后视镜尾部流场得到较好的改善,涡流强度较小,有利于降低后视镜气动噪声,最大降幅为6.8 dB。

为提高液力变矩器的性能,采用非均匀有理B样条(NURBS)对导叶关键截面和叶形进行参数化表达,结合正交试验的方法,按照L16(4~5正交表,设计出16种导轮分别与同款变矩器叶轮装配。通过Fluent提供的Realizable k-ε湍流模型、SIMPLEC算法,对液力变矩器进行全流道数值计算,从而获得16组设计方案的最高效率及失速变矩比。通过正交试验法结合极差分析分析了导轮叶形参数对失速变矩比及最高效率的影响规律,同时找出影响变矩器外特性的主、次要因素,结果显示叶片卷曲角、叶片进口安放角、叶片出口安放角对外特性影响较大,并综合提出了性能较优的导轮设计方案。最后由样机试验结果表明优化方案在额定工况下的最高效率及失速变矩比与试验结果基本吻合,且均超过国内同类产品。体现了NURBS在液力变矩器设计方面的重要作用,同时为液力变矩器的优化提供了依...

以不削弱气动性能为前提，为提高发动机冷却风扇的噪声性能，以计算流体力学（CFD）与计算气动声学（CAA）理论为基础求解冷却风扇的气动性能和噪声性能，并与气动性能试验噪声试验结果进行对比验证了该计算方法的可靠性。对原模型的平面叶型进行优化，得到最低噪声参数组合，经CFD/CAA联合仿真验证，优化后风扇模型的气动性能与噪声性能均得到改善，从流场与声场分布的角度对优化前后的冷却风扇进行详细的对比，进一步地分析优化前后冷却风扇气动性能和噪声性能变化的机理，深入地研究其叶片结构参数对冷却风扇性能的影响机理。

开发了一种具有阻尼切换功能的两级阻尼半主动液压减振器,利用MTS831对其动态特性进行了测试分析。基于流-固耦合有限元方法对该减振器的动态特性进行了建模与分析;计算结果表明,减振器阻尼力试验值与计算值偏差<15%,为此验证了模型的正确性;分析了减振器油液的黏度、阻尼孔的直径等参数对减振器性能的影响。该试验方法与建模方法,可用于半主动液压减振器的开发与研究。

为了研究汽车液压动力转向系统在前轮冲击载荷输入下的响应，该文进行了汽车液压动力转向器在阶梯路面激励下试验。着重分析了在阶梯路面上汽车液压动力转向系统在方向盘脱手和未脱手的两种工况下方向盘转角特性、方向盘转矩特性和转向动力缸的压力特性。试验结果表明液压动力转向器能够很好的吸收来自路面的激励。该研究方法和结果也可为具有液压动力转向的轮式拖拉机越埂、越障等情况提供参考。