本文關(guān)鍵詞：發(fā)動(dòng)機(jī)前緣體熱固耦合分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著科技的發(fā)展,人們?nèi)找孀非筇岣邔?duì)能源的利用率,發(fā)動(dòng)機(jī)效率的提高成為提高能源利用率的有效途徑之一。而發(fā)動(dòng)機(jī)效率的提高要以流體溫度的提高為前提。當(dāng)前,發(fā)動(dòng)機(jī)的工作溫度可達(dá)1400K—1600K,耐高溫、高強(qiáng)度的前緣體的發(fā)展成為了發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展的瓶頸。 眾所周知,陶瓷具有較好的耐高溫性,但陶瓷的分子結(jié)構(gòu)和特性決定了其不能安全、可靠的與機(jī)體連接。碳化硅的耐熱性雖然不及陶瓷,但其硬度高,彈性模量大,具有良好的耐磨損性和抗氧化性,適合作為陶瓷與機(jī)體的連接件。所以本文前緣體由陶瓷和碳化硅組成,前部分為陶瓷,后部分為碳化硅,采用嵌入式連接。但是由于陶瓷和碳化硅的熱膨脹系數(shù)和傳熱系數(shù)不同,其連接部位會(huì)產(chǎn)生較大的熱應(yīng)力。 本文采用數(shù)值模擬方法對(duì)某型發(fā)動(dòng)機(jī)前緣體進(jìn)行研究,為了避免不同軟件進(jìn)行耦合計(jì)算時(shí)出現(xiàn)的大量數(shù)據(jù)交換,提高問(wèn)題分析的效率和能力,本文采用ANSYS WORKBENCH首先對(duì)材料為陶瓷、碳化硅的發(fā)動(dòng)機(jī)前緣體進(jìn)行流固耦合分析,得到前緣體表而溫度分布,再按照傳熱學(xué)理論得到前緣體內(nèi)部溫度場(chǎng),然后對(duì)前緣體進(jìn)行熱固耦合分析,從而得到前緣體應(yīng)力分布,進(jìn)而研究此連接在高溫環(huán)境下的可行性。 本文的工作還只是初步的,更為真實(shí)、準(zhǔn)確的分析還有待進(jìn)一步深入研究。
【關(guān)鍵詞】：前緣體 流固耦合 熱固耦合 ANSYS WORKBENCH
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TK401
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-13
• 1.1 課題研究背景及意義10
• 1.2 流固耦合概述10-11
• 1.3 熱固耦合概述11
• 1.4 本論文的主要工作主要達(dá)到的目的11-13
• 第2章 流固熱耦合數(shù)值計(jì)算方法13-24
• 2.1 引言13
• 2.2 控制方程13-14
• 2.3 湍流模型14-19
• 2.3.1 湍流模型的分類15-16
• 2.3.2 湍流的數(shù)值模擬方法16-19
• 2.3.3 標(biāo)準(zhǔn)的k-ω湍流模型19
• 2.4 壁面函數(shù)19-20
• 2.4.1 近壁面的處理20
• 2.5 流固熱藕合計(jì)算20-22
• 2.5.1 耦合問(wèn)題的數(shù)值解法20-21
• 2.5.2 流固熱耦合的固體邊界21
• 2.5.3 流固熱藕合的熱傳導(dǎo)21-22
• 2.6 本章小結(jié)22-24
• 第3章 熱固耦合數(shù)值計(jì)算方法24-29
• 3.1 引言24
• 3.2 相關(guān)熱學(xué)基本原理的有限元描述24-27
• 3.2.1 熱傳導(dǎo)的基本原理與描述24-26
• 3.2.2 熱彈性理論的有限元描述26-27
• 3.2.3 熱彈性問(wèn)題的有限元描述27
• 3.3 溫度場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)的理論分析27-28
• 3.4 本章小結(jié)28-29
• 第4章 前緣體流固熱耦合數(shù)值模擬29-38
• 4.1 引言29
• 4.2 FLUENT軟件介紹29-31
• 4.2.1 FLUENT軟件簡(jiǎn)介29-30
• 4.2.2 FLUENT求解的基本方法30-31
• 4.3 網(wǎng)格劃分及邊界定義31-32
• 4.4 計(jì)算方法說(shuō)明32-33
• 4.4.1 FLUENT及邊界條件的設(shè)定32-33
• 4.5 計(jì)算結(jié)果分析33-37
• 4.6 本章小結(jié)37-38
• 第5章 前緣體熱固耦合數(shù)值模擬38-62
• 5.1 引言38-39
• 5.2 有限元方法與ANSYS軟件簡(jiǎn)介39-44
• 5.2.1 有限元方法的歷史和發(fā)展39-40
• 5.2.2 有限元法的基本思想40
• 5.2.3 有限元分析法的特點(diǎn)40-41
• 5.2.4 有限元分析法的具體實(shí)施步驟41-42
• 5.2.5 ANSYS的功能與特點(diǎn)42
• 5.2.6 ANSYS的操作過(guò)程42-44
• 5.3 前緣體的材料屬性及幾何形狀44-45
• 5.3.1 碳化硅-陶瓷概述44
• 5.3.2 碳化硅基本特性44
• 5.3.3 陶瓷基本特性44-45
• 5.3.4 前緣體幾何形狀45
• 5.4 網(wǎng)格的劃分45-47
• 5.4.1 定義單元類型45-46
• 5.4.2 網(wǎng)格密度控制46
• 5.4.3 網(wǎng)格劃分的方法46-47
• 5.5 邊界條件及ANSYS軟件設(shè)置47-48
• 5.5.1 邊界條件47-48
• 5.6 ANSYS軟件設(shè)置48-49
• 5.7 計(jì)算結(jié)果分析49-57
• 5.7.1 前緣體各部位主應(yīng)力分布49-51
• 5.7.2 主應(yīng)力分析51-57
• 5.8 結(jié)構(gòu)精細(xì)計(jì)算57-61
• 5.8.1 精細(xì)計(jì)算的原理57-58
• 5.8.2 計(jì)算結(jié)果的對(duì)比58-61
• 5.9 本章小結(jié)61-62
• 第6章 前緣體連接可行性分析62-65
• 6.1 強(qiáng)度理論概述62-64
• 6.2 前緣體強(qiáng)度分析64-65
• 第七章 結(jié)論與展望65-67
• 7.1 論文總結(jié)65
• 7.2 研究展望65-67
• 參考文獻(xiàn)67-70
• 致謝70

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：429421