导读:本文包含了热机载荷论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:排气歧管,流固耦合,热机耦合,振动特性
热机载荷论文文献综述
张玉声[1]（2016）在《热—机载荷下汽油机排气歧管疲劳及优化设计研究》一文中研究指出疲劳破坏普遍存在于机械、航空、铁路、汽车等各个领域。据不完全统计:约50%~90%的机械结构破坏属于疲劳破坏。疲劳损伤普遍存在于汽车工作的整个寿命周期中,同时是汽车零部件中危害性最高的失效形式。排气歧管直接与高温废气接触,并要承受发动机振动所产生的振动载荷,工作环境非常恶劣。为了准确研究模拟排气歧管的振动特性及疲劳寿命,对一款汽油机排气歧管进行了热机耦合下的振动疲劳寿命分析,并依据寿命分析结果对排气歧管进行了结构优化。本文主要研究工作如下:基于双向流固耦合的计算方法,迭代计算得到排气歧管准确的内外流场流动特性及温度场分布情况,并根据整车热平衡实验验证了排气歧管温度场仿真结果的准确性。基于温度场有限元分析的结果,对排气歧管进行了热应力仿真分析,根据热应力大小及分布情况对其静态强度进行了评估,并为后续热机耦合分析提供了热边界条件。通过约束模态实验验证了建立的排气歧管结构分析模型的准确性,并基于该模型及热负荷边界条件建立热机耦合下的频率响应分析模型。分别以温度分布及热应力分布为变量,进行频率响应分析,研究了应力刚化效果及温度升高引起的材料力学性能退化效果对排气歧管结构刚度分布及振动特性的影响。在疲劳寿命分析中对排气歧管疲劳寿命可靠性进行了评估,并对比研究了热机耦合作用在排气歧管振动疲劳分析中的影响作用及大小,通过热机耦合下的疲劳寿命结果确定了排气歧管优化设计的主要目标及优化对象。以提高排气歧管疲劳寿命为总目标,提高危险频率段内的1、2、3、6阶固有频率为子目标,通过加权指数法建立多目标优化函数,对支架进行了拓扑优化与多目标形貌优化确定了排气歧管支架的优化设计方案。根据拓扑优化及形貌优化结果确定排气歧管支架的最终设计方案,与原始设计方案相比,优化后的设计方案实现了振动疲劳寿命的提高、振动特性的优化,该优化方法可以在排气歧管优化及设计过程中提供一定的参考与指导。(本文来源于《天津大学》期刊2016-11-01）
万泽青[2]（2016）在《热机载荷作用下功能梯度曲梁和圆柱壳的静态响应》一文中研究指出功能梯度梁板壳结构的静动态响应是非均匀固体力学研究的重要内容。本文以功能梯度变曲率曲梁和圆柱壳为研究对象,采用理论分析与数值计算相结合的方法,研究其在热机载荷共同作用下的静态力学响应,内容主要由两部分组成。1.基于弹性曲梁平面问题的精确几何非线性理论和一阶剪切变形理论,在几何方程中精确计入了轴线伸长和横向剪切变形,分别建立了变曲率的功能梯度Euler曲梁和Timoshenko曲梁在机械和热载荷共同作用下的弹性大变形微分控制方程。因考虑曲率可变化,与曲率有关的刚度系数是轴线弧长坐标的函数,所以控制微分方程是变系数的。其中基本未知量均被表示为变形前的轴线弧长坐标的函数,弧长用曲梁轴线参数方程的参变量来表示。采用打靶法数值求解上述多未知量的强非线性常微分方程两点边值问题,定量分析了不同边界条件下功能梯度椭圆弧Euler曲梁的大变形弯曲问题,讨论了材料梯度指数、温度载荷参数、结构几何参数等对曲梁内力和变形的影响。利用同样的几何非线性数学模型,还分别研究了两端固定的椭圆弧Euler曲梁在不同机械载荷作用下的非线性稳定性问题,给出了曲梁的过屈曲平衡路径特性曲线。随后,数值求解了功能梯度摆线和椭圆弧Timoshenko曲梁在均匀升温和横向非均匀升温下的热弹性大变形问题,通过比较Timoshenko曲梁和相应Euler曲梁的解答,分析了横向剪切变形对曲梁内力和变形的影响。2.假设圆柱壳的材料性质和升温场均只沿厚度方向变化,研究了功能梯度圆柱壳在热载荷下的屈曲行为。基于经典的线性薄壳理论,推导了用几何中面位移表示的无量纲热屈曲控制方程。采用分离变量法将控制方程从复杂的偏微分方程组转化为未知函数相互耦合的常微分方程组,考虑边界条件为两端简支和两端固定的情形,利用打靶法求解了所得两点边值问题,获得了临界屈曲温度载荷。讨论了功能梯度圆柱壳在均匀升温和非均匀升温时的临界屈曲温度随着材料梯度指数n、厚径比δ=h/R和长径比λ=l/R、非均匀升温参数fT(壳的外表面和内表面升温之比)等的变化关系。数值结果表明:功能梯度圆柱壳的临界屈曲温度随着材料梯度指数的增加,即陶瓷组分的增加而增加;在均匀和非均匀升温场下,无量纲临界屈曲温度随着厚径比的增大而减小,但对长径比的变化不敏感;升温参数的取值反映了温度场的非均匀程度,升温参数越大,无量纲临界屈曲温度越小;边界约束的增强会引起临界屈曲温度的提高,但随着厚径比的增大,边界约束效应减弱。(本文来源于《扬州大学》期刊2016-10-01）
靳湾湾[3]（2016）在《多层金属热锻模热—机载荷计算与实验验证》一文中研究指出热锻模服役环境恶劣,易出现塑性变形与磨损等失效,使用寿命低。基于热锻模的空间热力载荷合理配置模具覆层材料及结构的思路而构造多层金属热锻模,可以缓解热锻模的热应力,有效延长其服役寿命。本文着眼于多层金属热锻模的设计方法,建立了多层金属热锻模热-机载荷计算的理论公式并加以验证。研究成果能为多层金属热锻模的整体设计、覆层材料的选用及制备提供重要参考。在本文的研究中,首先,基于功能梯度材料板及均质热锻模热-机载荷计算与分析理论,初步建立了多金属热锻模热-机载荷理论计算公式;然后,通过MATLAB并利用该公式获得了研究对象的温度及应力的解析值;利用ABAQUS有限元模拟分析获得相应的模拟值并将其作为参考;通过实验测试,获得温度及热应变的实测值;将解析值与模拟值及实测值综合对比分析,对该理论计算的准确性进行了验证;最后,研究了利用该公式对模具温度变化及最大热应力进行推测的可行性及有效性。初步验证了多金属热锻模热-机载荷理论计算公式的准确性:解析值与实测值及模拟值的变化趋势基本一致;解析解与实测值及模拟值相比,存在一定的差异:温度的解析值与模拟值的绝对误差不超过40℃,相对误差均在7%以内;温度的解析值与实测值的绝对误差不超过50℃,相对误差均在15%以内;热应力的解析解与模拟值的误差略大,约在70MPa左右,二者的相对误差约为30%,但在工程计算中,能够利用更为准确的热物性参数原始数值进行计算来降低误差;热应变实测值比模拟值略高,相对误差均在5%以内,且二者的变化趋势一致,表明了模拟结果的准确性;综合等效应力的解析解与模拟值的绝对误差约为170MPa,相对误差约为25%,但模具A测点的解析值仅比模具B的高10MPa,与二者模拟值的差值一致。叁者综合比较的结果表明:在工程计算中,解析解具备一定的可信赖性。所得结果初步验证了多金属热锻模热-机载荷理论计算公式的准确性。运用理论计算公式,以ABAQUS模拟结果为参考,对多金属热锻模温度变化及最大热应力进行了推测:温度变化的推测结果与模拟结果相吻合,绝对误差不超过40℃,相对误差在7%以内;最大热应力的推测结果与模拟结果的绝对误差约为60MPa,相对误差约为24%,可通过提高热物性参数原始数值的准确性来提高计算结果的准确性。所得结果表明:运用多层金属热锻模热-机载荷计算公式,即以数学解析解为指导,设计多层金属热锻模是可行的。(本文来源于《武汉理工大学》期刊2016-04-01）
叶洲[4]（2016）在《热—机联合载荷作用下结构优化设计方法研究》一文中研究指出在航空航天领域的研究中,达到更快的飞行速度和更高的飞行高度是设计师永恒不变的追求。近年来高速飞行器成为了研究热点之一,随着飞行速度的提高,飞行器会受到严重的气动加热,为了获得质量更轻的结构型式,需要在既受到机械载荷又受到热载荷作用下进行结构优化设计,这是高速飞行器设计的难点之一。本文以二维结构作为研究对象,进行了热-机载荷作用下结构优化设计方法的研究。首先进行拓扑优化方法研究。一般来说,在机械载荷作用下,结构拓扑优化设计可以以结构力柔度最小作为设计目标,而在热载荷作用下,可以以结构热柔度最小作为设计目标。在综合分析以上两种单目标拓扑优化方法的基础之上,采用权重系数对结构力柔度和结构热柔度进行加权的方法,构建综合考虑热-机载荷联合作用下的拓扑优化目标函数,并利用Matlab软件进行编程,实现了结构的多目标拓扑优化。然后以拓扑优化的结构构型进行结构尺寸优化,在结构尺寸优化的研究过程中,编写python程序进行软件Abaqus和ModeFRONTIER的交互,使用遗传算法实现了热-机联合载荷作用下的结构尺寸优化。最后综合使用拓扑优化和尺寸优化,对一同时承受机械载荷和热载荷的二维板算例进行了优化设计,验证了所提出的优化方法的正确性和有效性,达到了减轻结构重量的目的。(本文来源于《南京航空航天大学》期刊2016-03-01）
蒋玉宝[5]（2016）在《热机载荷下气缸盖蠕变—疲劳损伤研究》一文中研究指出近年来,随着柴油机功率密度和转速的提升,燃烧室内燃气压力、温度大幅提高,这使得气缸盖所承受的热负荷和机械负荷也急剧升高。气缸盖是柴油机的关键零部件,其可靠性直接影响着发动机的寿命。因此很有必要研究热机载荷下气缸盖的应力场分布。同时,由于载荷、结构、约束和冷却介质的综合作用,导致热、机械载荷在气缸盖不同区域损伤贡献率不同。本文利用AVL-Fire软件,针对发动机在不同工况下的工作情况进行性能分析,获得气缸盖火力面侧燃气温度、换热系数等分布规律,为下一步仿真工作提供边界条件。利用有限元软件对气缸盖进行仿真计算,得到不同工况下气缸盖温度、应力以及应变分布。并基于气缸盖不同位置热应力、机械应力以及热机耦合应力的数值,进一步分析气缸盖不同位置应力值随工况变化规律,得到相关的应力变化曲线。通过综合比较各种疲劳损伤计算方法的特点,结合气缸盖在实际运行过程中热载荷低频变化、机械载荷高频变化的特点,提出了基于连续损伤力学的疲劳寿命预测方法。考虑材料的蠕变损伤与疲劳损伤间的相互影响,建立了材料的蠕变-疲劳损伤计算模型。随后采用该模型计算不同载荷下气缸盖疲劳损伤,进一步分析气缸盖鼻梁区等处热载荷在疲劳损伤中的贡献率。(本文来源于《北京理工大学》期刊2016-01-01）
胡成永[6]（2015）在《热机载荷对活塞应力与变形影响规律研究》一文中研究指出近年来随着柴油机功率密度和转速的不断提升,缸内燃烧压力和燃气温度大幅提高,这使得活塞所承受的热负荷和机械负荷也更加严重。活塞是柴油机的关键零部件,承受着高温高压作用。活塞组的热机载荷引起的破坏限制了发动机强化能力的提高。由于载荷加载区域、结构、约束和冷却介质等综合作用,导致热载荷和机械载荷对活塞不同区域损伤权重不同。本文利用GT-Power软件,针对发动机在不同工况下的工作情况进行性能仿真分析,获得活塞的瞬时换热系数曲线、燃气温度曲线以及爆发压力曲线,为下一步仿真工作提供基础。利用ABAQUS仿真软件对活塞进行分析,得到在不同工况下,活塞的温度场、应力场以及应变场分布情况。并基于活塞不同位置的热应力、机械应力以及热机耦合应力的数值,进一步分析了在活塞不同位置各应力值的变化规律,得到了相关的应力变化曲线。基于连续损伤力学的分析方法,将材料的蠕变损伤与疲劳损伤进行累积,建立了材料的蠕变—疲劳寿命预测模型。随后采用该模型计算活塞不同载荷下的疲劳损伤,进一步分析了活塞喉口处热载荷与机械载荷的贡献率。结果表明在喉口处热载荷贡献率为82.6%,在销孔处机械载荷贡献率为69.7%。(本文来源于《北京理工大学》期刊2015-06-01）
陈瑶[7]（2015）在《热机载荷下螺栓法兰连接系统的安全评估》一文中研究指出由于可重复拆卸、易安装、成本低廉的特性,螺栓法兰连接系统被广泛的应用于工业、电力、航空航天等领域。本文从法兰应力、垫片应力、螺栓线膨胀系数影响下的螺纹安定性叁方面进行分析。基于有限元分析方法,分析稳态温度场与瞬态温度场,得出位置点处的温度,进一步得到位置点温度趋于稳定的时间。在升温方式2(内壁温度逐渐升至目标温度)中温度稳定时间与升温时间之间的关系是线性的,为1T?0.89T?3.996,其中T1为温度稳定时间,T为升温时间。根据温度场作用下的应力场,可知瞬态温度场下的升温方式3为合理的升温方式。分析多种升温区间下的应力场,采用tresca屈服准则,得到该升温区间的最短升温时间。进一步确定保温时间,将多种升温方式进行组合,得出升温总时间,升温总时间最短且应力波动较小的即为较优升温方式。本文中螺栓法兰结构的较优升温方式为0~150~300~400℃,具体升温方式为内壁升温至150℃,保温1200s,内壁在1300s的时间内从150℃升温至300℃,保温1200s,在1700s中升温至400℃,总升温时间为1.5h。分析螺栓法兰材料、垫片压缩回弹特性、垫片内外径因素对垫片应力的影响。根据分析结果可知螺栓、法兰、螺母的弹性模量与泊松比的变化对垫片应力影响很小。垫片压缩回弹特性曲线越靠左越硬,垫片的内外径应力差值越大,垫片越靠右越软,垫片内外径应力差值越小。叁种回弹特性曲线下的垫片平均应力值均为55MPa,与垫片的压缩回弹特性无关。本文结构中垫片宽度超过59mm时,垫片上的应力不再减小,且垫片平均应力与垫片宽度成反比。使用Abdalla计算方法,改变螺栓线膨胀系数得出循环热机载荷下螺栓上的弹性安定载荷。根据计算结果可知内压对螺栓法兰弹性安定极限没有影响,当螺栓与法兰的线膨胀系数接近时,对保证螺纹处的弹性安定有利。(本文来源于《武汉工程大学》期刊2015-05-01）
张翼,吴化平,石曼,李龙,柴国钟[8]（2015）在《热机载荷作用下拐折裂纹问题的通用权函数法分析》一文中研究指出根据Betti互易原理,推导出二维拐折裂纹问题通用权函数法的普遍表达式,并利用虚拟裂纹扩展技术以及刚度阵导数法,将通用权函数法与有限元法直接耦合,给出了二维拐折裂纹问题通用权函数法的有限元格式。通过实例计算比较,验证了此方法的可靠性和准确性。分析结果表明:通用权函数法可以极大地简化计算过程,具有极高的计算效率。在此基础上应用此方法讨论了拐折裂纹长度、拐折角度对应力强度因子过渡过程的影响。(本文来源于《工程力学》期刊2015年04期）
平学成,徐小翔,陈梦成[9]（2014）在《热机载荷下多边形夹杂角端部应力场的杂交元分析》一文中研究指出开发了一种多边形夹杂角端部超级单元模型,并将其与传统四节点单元组装,用于分析热-机载荷下结构中多边形夹杂角端部的应力场.与机械载荷作用下超级单元模型的区别在于,该模型将夹杂角部邻域应力场分为奇异项和非奇异项,而奇异性项又可分解为热致部分和力致部分.在数值计算中,首先分析了单正方形夹杂问题,验证了模型的有效性,考察了材料匹配的影响;然后分析了双正方形夹杂的干涉问题,考察了夹杂间距的影响.结果表明,当前模型可避免局部网格的高度加密,从而提高有限元计算的效率.(本文来源于《力学季刊》期刊2014年02期）
李龙,吴化平,鲍雨梅,卢炎麟,柴国钟[10]（2013）在《热机载荷作用下叁维界面裂纹问题的权函数法分析》一文中研究指出热机载荷共同作用下双材料和复合材料中的裂纹扩展往往发生在界面处,并且工程中实际遇到的裂纹大多数是叁维裂纹.由于通用权函数仅仅与裂纹体的几何形状有关,与载荷、时间无关,因此在求解复杂冲击载荷下界面裂纹应力强度因子随时间的变化过程时,避免了反复的应力分析,计算效率得到提高.根据Betti互易原理,论文推导出叁维界面裂纹问题通用权函数法的普遍表达式,并给出了热机载荷共同作用下叁维界面I型、Ⅱ型和Ⅲ型裂纹问题通用权函数法的有限元格式.通过与实例计算比较,表明此方法得到的结果可以达到满意的工程应用精度.(本文来源于《固体力学学报》期刊2013年04期）
热机载荷论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
功能梯度梁板壳结构的静动态响应是非均匀固体力学研究的重要内容。本文以功能梯度变曲率曲梁和圆柱壳为研究对象,采用理论分析与数值计算相结合的方法,研究其在热机载荷共同作用下的静态力学响应,内容主要由两部分组成。1.基于弹性曲梁平面问题的精确几何非线性理论和一阶剪切变形理论,在几何方程中精确计入了轴线伸长和横向剪切变形,分别建立了变曲率的功能梯度Euler曲梁和Timoshenko曲梁在机械和热载荷共同作用下的弹性大变形微分控制方程。因考虑曲率可变化,与曲率有关的刚度系数是轴线弧长坐标的函数,所以控制微分方程是变系数的。其中基本未知量均被表示为变形前的轴线弧长坐标的函数,弧长用曲梁轴线参数方程的参变量来表示。采用打靶法数值求解上述多未知量的强非线性常微分方程两点边值问题,定量分析了不同边界条件下功能梯度椭圆弧Euler曲梁的大变形弯曲问题,讨论了材料梯度指数、温度载荷参数、结构几何参数等对曲梁内力和变形的影响。利用同样的几何非线性数学模型,还分别研究了两端固定的椭圆弧Euler曲梁在不同机械载荷作用下的非线性稳定性问题,给出了曲梁的过屈曲平衡路径特性曲线。随后,数值求解了功能梯度摆线和椭圆弧Timoshenko曲梁在均匀升温和横向非均匀升温下的热弹性大变形问题,通过比较Timoshenko曲梁和相应Euler曲梁的解答,分析了横向剪切变形对曲梁内力和变形的影响。2.假设圆柱壳的材料性质和升温场均只沿厚度方向变化,研究了功能梯度圆柱壳在热载荷下的屈曲行为。基于经典的线性薄壳理论,推导了用几何中面位移表示的无量纲热屈曲控制方程。采用分离变量法将控制方程从复杂的偏微分方程组转化为未知函数相互耦合的常微分方程组,考虑边界条件为两端简支和两端固定的情形,利用打靶法求解了所得两点边值问题,获得了临界屈曲温度载荷。讨论了功能梯度圆柱壳在均匀升温和非均匀升温时的临界屈曲温度随着材料梯度指数n、厚径比δ=h/R和长径比λ=l/R、非均匀升温参数fT(壳的外表面和内表面升温之比)等的变化关系。数值结果表明:功能梯度圆柱壳的临界屈曲温度随着材料梯度指数的增加,即陶瓷组分的增加而增加;在均匀和非均匀升温场下,无量纲临界屈曲温度随着厚径比的增大而减小,但对长径比的变化不敏感;升温参数的取值反映了温度场的非均匀程度,升温参数越大,无量纲临界屈曲温度越小;边界约束的增强会引起临界屈曲温度的提高,但随着厚径比的增大,边界约束效应减弱。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
热机载荷论文参考文献
[1].张玉声.热—机载荷下汽油机排气歧管疲劳及优化设计研究[D].天津大学.2016
[2].万泽青.热机载荷作用下功能梯度曲梁和圆柱壳的静态响应[D].扬州大学.2016
[3].靳湾湾.多层金属热锻模热—机载荷计算与实验验证[D].武汉理工大学.2016
[4].叶洲.热—机联合载荷作用下结构优化设计方法研究[D].南京航空航天大学.2016
[5].蒋玉宝.热机载荷下气缸盖蠕变—疲劳损伤研究[D].北京理工大学.2016
[6].胡成永.热机载荷对活塞应力与变形影响规律研究[D].北京理工大学.2015
[7].陈瑶.热机载荷下螺栓法兰连接系统的安全评估[D].武汉工程大学.2015
[8].张翼,吴化平,石曼,李龙,柴国钟.热机载荷作用下拐折裂纹问题的通用权函数法分析[J].工程力学.2015
[9].平学成,徐小翔,陈梦成.热机载荷下多边形夹杂角端部应力场的杂交元分析[J].力学季刊.2014
[10].李龙,吴化平,鲍雨梅,卢炎麟,柴国钟.热机载荷作用下叁维界面裂纹问题的权函数法分析[J].固体力学学报.2013