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基于CFD及FEM的聚氨酯泡沫塑料低温绝热结构优化设计
被引量：
3
1
作者
王翰林
刘清念
+1 位作者
周翔
颜鸿斌
《塑料工业》
CAS
CSCD
北大核心
2018年第6期44-47,51,共5页
针对某低温风洞压缩机转子系统轴承箱,选取聚氨酯泡沫塑料作为绝热材料,并辅以电加热作为热防护手段。采用计算流体力学(CFD)方法对轴承箱内润滑油流动以及传热过程做分析模拟计算,并通过缩比实验结果验证计算方法可靠性。结果表明,绝...
针对某低温风洞压缩机转子系统轴承箱,选取聚氨酯泡沫塑料作为绝热材料,并辅以电加热作为热防护手段。采用计算流体力学(CFD)方法对轴承箱内润滑油流动以及传热过程做分析模拟计算,并通过缩比实验结果验证计算方法可靠性。结果表明,绝热层厚度100 mm、电加热功率250 W/m^2工况,运行48 h后润滑油温度高于278 K,加热面最高温度约341 K,可以满足轴承箱使用条件,避免了绝热层厚度及加热功率经验性设计取值可能带来的加热面局部超出绝热材料安全使用温度、寿命缩短问题;同时降低所需绝热层厚度,降低轴承箱内空间狭小所带来的工艺实施难度。绝热结构选取分层泡沫预制块工艺方案,采用有限元分析方法 (FEM)对预制块强度校核,并依据传热计算结果设置边界条件以提升校核准确性。结果显示,预制块内部应力水平小于材料许用应力。该模拟计算方法对聚氨酯泡沫塑料绝热产品应用和工艺设计具有一定的参考意义。
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关键词
聚氨酯泡沫塑料
计算流体力学模拟计算
绝热结构厚度
电加热功率
绝热结构强度校核
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职称材料
基于Workbench的聚氨酯泡沫塑料低温内绝热单元结构优化设计
被引量：
2
2
作者
王翰林
刘清念
+1 位作者
周翔
姜帅
《塑料工业》
CAS
CSCD
北大核心
2018年第10期123-126,139,共5页
选取典型的多层软硬泡耦合内绝热单元结构作为研究对象,基于Workbench软件,采用有限元方法计算单元内部服役过程中的应力和位移形变,并对结构进行优化。结果表明,在相同尺度下,传统工艺中采用的方形夹层结构四角位置易形成应力集中,局...
选取典型的多层软硬泡耦合内绝热单元结构作为研究对象,基于Workbench软件,采用有限元方法计算单元内部服役过程中的应力和位移形变,并对结构进行优化。结果表明,在相同尺度下,传统工艺中采用的方形夹层结构四角位置易形成应力集中,局部最大应力超过1. 6 MPa;而改为圆形夹层外缘则无明显的应力集中区。圆形夹层直径增大,最大应力值上升,直径大于250 mm时变化显著;夹层厚度的增大,最大应力值降低。夹层型式对最大形变量影响不明显。当采用圆形夹层结构型式,直径为250 mm、厚度为10 mm时,最大应力值约为0. 85 MPa,绝热单元的安全系数大致上升至1. 2。相较于传统工艺,增加了单元寿命,并尽可能减小了柔性泡沫填充对绝热及单元刚度的影响,可认为是一种理想结构。该模拟计算方法对聚氨酯泡沫塑料绝热产品工艺设计具有一定的参考意义。
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关键词
聚氨酯泡沫
绝热单元
有限元
夹层几何结构
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职称材料
题名
基于CFD及FEM的聚氨酯泡沫塑料低温绝热结构优化设计
被引量：
3
1
作者
王翰林
刘清念
周翔
颜鸿斌
机构
航天材料及工艺研究所数字化制造技术研究中心
出处
《塑料工业》
CAS
CSCD
北大核心
2018年第6期44-47,51,共5页
文摘
针对某低温风洞压缩机转子系统轴承箱,选取聚氨酯泡沫塑料作为绝热材料,并辅以电加热作为热防护手段。采用计算流体力学(CFD)方法对轴承箱内润滑油流动以及传热过程做分析模拟计算,并通过缩比实验结果验证计算方法可靠性。结果表明,绝热层厚度100 mm、电加热功率250 W/m^2工况,运行48 h后润滑油温度高于278 K,加热面最高温度约341 K,可以满足轴承箱使用条件,避免了绝热层厚度及加热功率经验性设计取值可能带来的加热面局部超出绝热材料安全使用温度、寿命缩短问题;同时降低所需绝热层厚度,降低轴承箱内空间狭小所带来的工艺实施难度。绝热结构选取分层泡沫预制块工艺方案,采用有限元分析方法 (FEM)对预制块强度校核,并依据传热计算结果设置边界条件以提升校核准确性。结果显示,预制块内部应力水平小于材料许用应力。该模拟计算方法对聚氨酯泡沫塑料绝热产品应用和工艺设计具有一定的参考意义。
关键词
聚氨酯泡沫塑料
计算流体力学模拟计算
绝热结构厚度
电加热功率
绝热结构强度校核
Keywords
Rigid Polyurethane Foam
Computational Fluid Dynamics Calculation
Thickness
Heating Power
Insulation Structure Strength Analysis
分类号
TQ323.8 [化学工程—合成树脂塑料工业]
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职称材料
题名
基于Workbench的聚氨酯泡沫塑料低温内绝热单元结构优化设计
被引量：
2
2
作者
王翰林
刘清念
周翔
姜帅
机构
航天材料及工艺研究所数字化制造技术研究中心
出处
《塑料工业》
CAS
CSCD
北大核心
2018年第10期123-126,139,共5页
文摘
选取典型的多层软硬泡耦合内绝热单元结构作为研究对象,基于Workbench软件,采用有限元方法计算单元内部服役过程中的应力和位移形变,并对结构进行优化。结果表明,在相同尺度下,传统工艺中采用的方形夹层结构四角位置易形成应力集中,局部最大应力超过1. 6 MPa;而改为圆形夹层外缘则无明显的应力集中区。圆形夹层直径增大,最大应力值上升,直径大于250 mm时变化显著;夹层厚度的增大,最大应力值降低。夹层型式对最大形变量影响不明显。当采用圆形夹层结构型式,直径为250 mm、厚度为10 mm时,最大应力值约为0. 85 MPa,绝热单元的安全系数大致上升至1. 2。相较于传统工艺,增加了单元寿命,并尽可能减小了柔性泡沫填充对绝热及单元刚度的影响,可认为是一种理想结构。该模拟计算方法对聚氨酯泡沫塑料绝热产品工艺设计具有一定的参考意义。
关键词
聚氨酯泡沫
绝热单元
有限元
夹层几何结构
Keywords
Rigid Polyurethane Foam
Insulation Cell
Finite Element Method
Structure of the Interlayer
分类号
TQ323.8 [化学工程—合成树脂塑料工业]
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职称材料
题名
作者
出处
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1
基于CFD及FEM的聚氨酯泡沫塑料低温绝热结构优化设计
王翰林
刘清念
周翔
颜鸿斌
《塑料工业》
CAS
CSCD
北大核心
2018
3
在线阅读
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职称材料
2
基于Workbench的聚氨酯泡沫塑料低温内绝热单元结构优化设计
王翰林
刘清念
周翔
姜帅
《塑料工业》
CAS
CSCD
北大核心
2018
2
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