农机发动机叶片复杂零件的有限元网格生成方法研究
|
摘要
随着现代农机体积的不断增大,发动机的功率和散热问题成为制约农机发展的主要因素之一。为了提高农机发动机的散热效率,提出了一种基于有限元仿真的发动机风扇优化方法。由于发动机风扇属于复杂零件,引入了一种复杂零件的三维六面体网格划分方法,主要采用有限元模型和网格规划的原理,对复杂模型进行网格分块,最后通过网格整合有效地提高了有限元网格划分的效率和精度。为了验证网格划分方法对复杂机械零部件有限元网格划分的可靠性,以重型农机发动机散热风扇叶片的有限元网格划分和仿真模拟为例,对网格划分方法的可靠性进行了验证。有限元仿真表明:采用这种网格划分方法可以有效地实现复杂零件的三维网格划分。同时,将生成的网格代入到有限元软件中进行了仿真计算,将计算结果和实验测试结果进行了对比发现:仿真结果和实验结果基本吻合,从而验证了网格划分的可靠性。
With the increasing volume of modern agricultural machinery,power and heat dissipation of the engine has become one of the main factors restricting the development of agricultural machinery. In order to improve the cooling efficiency of agricultural engine,it presents an engine fan optimization method based on finite element simulation. Because the engine fan belongs to complex parts,taking three-dimensional hexahedral meshes into a complex parts,the method is the main principle of the finite element model and mesh planning,model of complex mesh block. Finally,it effectively improves the efficiency and accuracy of the finite element mesh through the mesh integration. In order to verify the reliability of finite element mesh division method of complex mechanical parts mesh,taking heavy machinery of engine cooling fan blade finite element mesh and simulation as an example,the reliability of mesh method is verified by finite element simulation show that the 3D mesh can effectively realize complex parts the generated mesh into the finite element software was simulated with the mesh generation method. The calculated results and the experimental results were compare. By comparison,simulation results and experimental results are basically consistent,which verifies the reliability of the mesh.
With the increasing volume of modern agricultural machinery,power and heat dissipation of the engine has become one of the main factors restricting the development of agricultural machinery. In order to improve the cooling efficiency of agricultural engine,it presents an engine fan optimization method based on finite element simulation. Because the engine fan belongs to complex parts,taking three-dimensional hexahedral meshes into a complex parts,the method is the main principle of the finite element model and mesh planning,model of complex mesh block. Finally,it effectively improves the efficiency and accuracy of the finite element mesh through the mesh integration. In order to verify the reliability of finite element mesh division method of complex mechanical parts mesh,taking heavy machinery of engine cooling fan blade finite element mesh and simulation as an example,the reliability of mesh method is verified by finite element simulation show that the 3D mesh can effectively realize complex parts the generated mesh into the finite element software was simulated with the mesh generation method. The calculated results and the experimental results were compare. By comparison,simulation results and experimental results are basically consistent,which verifies the reliability of the mesh.
引文
[1]李涛,左正兴,廖日东.结构仿真高精度有限元网格划分方法[J].机械工程学报,2009,45(6):304-308.
[2]杨晓东,申长雨,李倩,等.结构自适应有限元分析中的高质量网格生成方案[J].机械工程学报,2009,45(8):292-297.
[3]肖周芳,陈建军,曹建,等.多源多目标扫掠体的全六面体网格自动生成算法[J].计算机辅助设计与图形学学报,2012,24(8):989-996.
[4]张仁新.环形风扇的选型及在发动机上的布置设计要点—中重型商用车冷却系统[J].柴油机设计与制造,2005,14(2):55-56.
[5]王企鲲,叶舟,陈康民.微型轴流风扇扭叶片设计及其气动分析[J].上海理工大学学报,2007,29(3):268-274.
[6]上官文斌,王益有,吴敏,等.基于无量纲性能曲线的发动机冷却风扇设计方法[J].汽车工程,2010,32(5):455-458.
[7]席光,王志恒,王尚锦.叶轮机械气动优化设计中的近似模型方法及其应用[J].西安交通大学学报,2007,41(2):125-135.
[8]赵其国.当前我国农业发展中存在的深层次问题及对策[J].生态环境学报,2013,22(6):911-915.
[9]赵其国,黄国勤,王礼献.中国生态安全、农业安全及“三农”建设研究[J].农林经济管理学报,2014,13(3):237-243.
[10]高春城.我国农业发展的资源环境问题与展望[J].当代生态农业,2013,3(4):151-154.
[11]万宝瑞.当前我国农业发展的趋势与建议[J].农业经济问题,2014,4(1):110-114.
[12]徐茂,邓蓉.国内外设施农业发展比较[J].北京农学院学报,2014,29(2):75-79.
[13]熊爱武.基于车载激光云点数据的道路模型重建[J].地理信息世界,2013,20(6):86-88.
[14]李睿阳,毛国勇,张武.商业软件的并行网格计算平台模型及实现[J].计算机工程与设计,2007,28(19):4655-4673.
[15]尹翰坤,尹超,龚小容,等.汽摩零部件新产品开发云制造平台总体框架及关键技术[J].计算机集成制造系统,2013,19(9):2332-2339.
[16]马翠霞,任磊,腾东兴,等.云制造环境下的普适人机交互技术[J].计算机集成制造系统,2011,17(3):504-510.
[17]黄刚,钟小勇,龙渊铭,等.基于数据云与应用云分离模式的制造资源云定位服务平台[J].计算机集成制造系统,2011,17(3):519-524.
[18]陶飞,张霖,郭华,等.云制造特征及云服务组合关键问题研究[J].计算机集成制造系统,2011,17(3):477-486.
[19]齐二石,石学刚,李晓梅.现代制造服务业研究综述[J].工业工程,2010,13(5):1-7.
[20]林文进,江志斌,李娜.服务型制造理论研究综述[J].工业工程与管理,2009,14(6):1-6.
[21]沈斌,齐党进,樊留群,等.基于面向服务体系结构的制造企业协同化工程支持技术[J].计算机集成制造系统,2011,17(4):876-881.
[22]尚欣,殷国富.基于动态云制造的定制加工系统组态分析及优化[J].中国机械工程,2014(7):906-910.
[23]徐茂,邓蓉.国内外设施农业发展比较[J].北京农学院学报,2014,29(2):75-79.
[24]曹冬梅,丁明亚,方继友.行端边际效应对玉米品种试验造成的误差[J].中国种业,2008(8):52-53.
[25]金衡模,高焕文.玉米精播机漏播补偿系统设计[J].农业机械学报,2002,33(5):44-47.
[26]张晓辉,赵百通.播种机自动补播式监控系统的研究[J].农业工程学报,2008,24(7):119-123.
[27]韩建国,王金斌,于磊.补偿式玉米精密播种机的研究[J].农业装备与车辆工程,2010(8):10-12.
[28]周利明,王书茂,张小超,等.基于电容信号的玉米播种机排种性能监测系统[J].农业工程学报,2012,28(13):16-21.
[2]杨晓东,申长雨,李倩,等.结构自适应有限元分析中的高质量网格生成方案[J].机械工程学报,2009,45(8):292-297.
[3]肖周芳,陈建军,曹建,等.多源多目标扫掠体的全六面体网格自动生成算法[J].计算机辅助设计与图形学学报,2012,24(8):989-996.
[4]张仁新.环形风扇的选型及在发动机上的布置设计要点—中重型商用车冷却系统[J].柴油机设计与制造,2005,14(2):55-56.
[5]王企鲲,叶舟,陈康民.微型轴流风扇扭叶片设计及其气动分析[J].上海理工大学学报,2007,29(3):268-274.
[6]上官文斌,王益有,吴敏,等.基于无量纲性能曲线的发动机冷却风扇设计方法[J].汽车工程,2010,32(5):455-458.
[7]席光,王志恒,王尚锦.叶轮机械气动优化设计中的近似模型方法及其应用[J].西安交通大学学报,2007,41(2):125-135.
[8]赵其国.当前我国农业发展中存在的深层次问题及对策[J].生态环境学报,2013,22(6):911-915.
[9]赵其国,黄国勤,王礼献.中国生态安全、农业安全及“三农”建设研究[J].农林经济管理学报,2014,13(3):237-243.
[10]高春城.我国农业发展的资源环境问题与展望[J].当代生态农业,2013,3(4):151-154.
[11]万宝瑞.当前我国农业发展的趋势与建议[J].农业经济问题,2014,4(1):110-114.
[12]徐茂,邓蓉.国内外设施农业发展比较[J].北京农学院学报,2014,29(2):75-79.
[13]熊爱武.基于车载激光云点数据的道路模型重建[J].地理信息世界,2013,20(6):86-88.
[14]李睿阳,毛国勇,张武.商业软件的并行网格计算平台模型及实现[J].计算机工程与设计,2007,28(19):4655-4673.
[15]尹翰坤,尹超,龚小容,等.汽摩零部件新产品开发云制造平台总体框架及关键技术[J].计算机集成制造系统,2013,19(9):2332-2339.
[16]马翠霞,任磊,腾东兴,等.云制造环境下的普适人机交互技术[J].计算机集成制造系统,2011,17(3):504-510.
[17]黄刚,钟小勇,龙渊铭,等.基于数据云与应用云分离模式的制造资源云定位服务平台[J].计算机集成制造系统,2011,17(3):519-524.
[18]陶飞,张霖,郭华,等.云制造特征及云服务组合关键问题研究[J].计算机集成制造系统,2011,17(3):477-486.
[19]齐二石,石学刚,李晓梅.现代制造服务业研究综述[J].工业工程,2010,13(5):1-7.
[20]林文进,江志斌,李娜.服务型制造理论研究综述[J].工业工程与管理,2009,14(6):1-6.
[21]沈斌,齐党进,樊留群,等.基于面向服务体系结构的制造企业协同化工程支持技术[J].计算机集成制造系统,2011,17(4):876-881.
[22]尚欣,殷国富.基于动态云制造的定制加工系统组态分析及优化[J].中国机械工程,2014(7):906-910.
[23]徐茂,邓蓉.国内外设施农业发展比较[J].北京农学院学报,2014,29(2):75-79.
[24]曹冬梅,丁明亚,方继友.行端边际效应对玉米品种试验造成的误差[J].中国种业,2008(8):52-53.
[25]金衡模,高焕文.玉米精播机漏播补偿系统设计[J].农业机械学报,2002,33(5):44-47.
[26]张晓辉,赵百通.播种机自动补播式监控系统的研究[J].农业工程学报,2008,24(7):119-123.
[27]韩建国,王金斌,于磊.补偿式玉米精密播种机的研究[J].农业装备与车辆工程,2010(8):10-12.
[28]周利明,王书茂,张小超,等.基于电容信号的玉米播种机排种性能监测系统[J].农业工程学报,2012,28(13):16-21.