针对基于能量准则的板翅式换热器封头强度设计问题,给出了比率塑性功曲率(Ratio Plastic WorkCurvature,RPWC)准则塑性载荷和塑性功曲率(Plastic Work Curvature,PWC)准则塑性载荷确定方法。两种准则的封头塑性压力结果一致表明大变形效应对封头结构有强化效果。5种接管开孔率的塑性压力比较结果表明,PWC塑性压力最大,RPWC塑性压力其次,PWC工程塑性压力最小,RPWC塑性压力对应的比率塑性功小于PWC零曲率塑性载荷对应的比率塑性功。RPWC准则相对PWC零曲率准则临界塑性指标更严格,具有偏安全、简便直观的特点,适合板翅式换热器封头这类复杂结构的塑性压力计算,而PWC工程塑性载荷可用于工程设计载荷的保守估计。
针对板翅式换热器正交接管封头的强度设计问题,给出了基于比率塑性功曲率(Ratio plas-tic work curvature,RPWC)准则塑性压力计算方法,并利用弹性应力分析设计准则对封头在许用压力作用下的强度校核。对某工业封头的塑性压力及其许用压力算例分析表明,比率塑性功曲率峰值确定RPWC准则塑性压力具有唯一性,克服了两倍弹性斜率准则需凭经验选择变形参数的缺点;许用压力作用下的封头强度满足弹性应力分析设计准则。基于RPWC准则的方法是板翅式换热器正交接管封头塑性压力计算的有效方法。
针对板翅式换热器斜接管封头强度设计问题,基于有限元软件ANSYS和CAD软件Solidworks,给出塑性功曲率(Plasticwork curvature,PWC)准则极限载荷计算方法,比较30o斜接管封头的PWC准则极限压力、两倍弹性斜率(Twice elastic slope,TES)准则极限压力和美国机械工程师协会(American Society of Mechanical Engineers,ASME)理想塑性极限载荷准则极限压力的计算结果,并对影响极限压力的接管倾斜角β、筒体径厚比iDδ、接管开孔率idD进行参数关系研究。30o斜接管封头极限压力计算结果比较表明,PWC极限压力以总塑性功及其曲率作为封头结构整体塑性失效判别的全局指标,与TES准则人为选择的变形参数指标和两倍弹性斜率失效线相比较,具有客观性,也能反映材料应变硬化对封头增强的效应;极限压力与尺寸参数关系研究表明,小倾斜角、大开孔率和大径厚比将使得封头极限压力降低。研究结果为板翅式换热器斜接管封头这种复杂结构极限压力的计算和尺寸参数的选择提供参考。
利用电动助力转向(Electric Power Steering,EPS)系统和二自由度整车的集成动力学模型,建立了汽车转向系统性能评价的转向路感、转向灵敏度和转向稳定性指标函数.通过频域仿真分析,研究了EPS系统结构与控制参数和转向性能指标之间的关系曲线.以转向路感和转向灵敏度有效频域能量均值为优化目标,转向稳定性为约束条件,建立了EPS系统多目标优化设计模型,并利用MATLAB遗传算法(Genetic Algorithm,GA)工具箱进行了优化设计.最后,对优化前后的系统进行了仿真对比分析.结果表明:EPS系统转向性能得到了较大提高,能够对EPS系统结构和控制参数进行匹配优化设计.
采用塑性功曲率(plastic work curvature,PWC)准则和非线性有限元技术相结合的直接法计算了工业封头产品的塑性压力和塑性接管载荷,并将其与其他方法的计算结果进行了比较。分析结果表明,PWC准则塑性压力在理想塑性分析条件下与Cloud-Rodabaugh极限压力和ASME极限压力很接近;PWC准则塑性载荷以总塑性功作为结构整体塑性失效的全局指标,其应变硬化分析条件下的结果能反映材料应变硬化对封头强度的强化效果,克服了TES(twice elastic slope)准则需凭经验选择变形参数的缺点;直接法避免了弹性应力分类的困难,方法简便。研究表明,基于PWC准则的直接法是解决板翅式换热器封头这种复杂结构分析设计问题的有效方法。
