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《氧傳感器溫度場和應力場的數(shù)值模擬》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、華中科技大學碩士學位論文摘要隨著汽車排放法規(guī)的日益嚴格,汽車尾氣氧傳感器的應用和開發(fā)工作越來越迫切。數(shù)值模擬技術的應用有效地推動了這一過程的進展。本論文基于有限元模擬軟件ANSYS平臺,對氧傳感器的溫度場和應力場進行了模擬,論文的完成可為氧傳感器的設計提供有效的依據(jù)。論文針對套管式氧傳感器的具體情況,建立了軸對稱模型,根據(jù)裝配要求,得到了相應的位移約束和壓力載荷。通過實驗對內置發(fā)熱器的加熱狀況進行了測定,得到了氧傳感器冷啟動時陶瓷件內部的溫度載荷情況,從而建立了完整的有限元分析模型,減少了計算量,又不影響計算結果的精度。對套管式氧傳感器的溫度場和應力場進行了動
2、態(tài)模擬,得到了不同時刻的溫度場和應力場的變化情況。再現(xiàn)了氧傳感器在不同工作環(huán)境下的應力情況。結果表明在固定的結構尺寸情況下,外界溫度載荷的變化對最大應力沒有影響。通過對不同結構尺寸套管式氧傳感器的應力場分析,得出了相應結構尺寸與應力之間的關系,為結構優(yōu)化提供了依據(jù)。對平板式氧傳感器的溫度場和應力場進行了模擬。溫度場的結果顯示,鋯板在10s左右前端溫度就可以達到均勻,并且厚度方向表現(xiàn)出了很好的溫度一致性;從應力場的結果顯示,應力的較大值發(fā)生在固定位移與自由端的交界部分。并對平板式氧傳感器的印制和裝配給出了指導性建議。關鍵詞:氧傳感器有限元分析溫度場應力場ANSY
3、SI華中科技大學碩士學位論文AbstractWiththemoreandmoreseriousemissionregulations,thedevelopmentoftheexhaustoxygensensorshasbecomeincreasinghot.Finiteelementanalysishasbeenusedsuccessfullyinthisfield.Inthispaper,thetemperaturefieldandthestressfieldoftheoxygensensorhasbeensimulatedbasedonANSYSplatf
4、orm.Someeffectiveprinciplesareprovidedforthedesignofoxygensensor.Theaxisymmetricalmodelisestablishedformeetingthespecificconditionsofthethimble-typesensor,andthecorrespondingdisplacementconstraintandpressureloadaregotaccordingtothematchingrequirements.Theheatingrateoftheheaterhasbee
5、ntestedbyexperiment,andthenthetemperatureloadhasbeensetup.Theintegratedcomputermodelforthermalanalysisofthethimble-typesensorhasbeensetup,whichreducesthecomputationaleffortswhilekeepingtheaccuracy.Thefiniteelementanalysisoftemperaturefieldsandstressfieldsofthethimble-typeoxygensenso
6、risaccomplished,andthispaperanalyzeshowtemperaturefieldsandstressfieldsdistributeinthedifferenttime.Analysisofstressfieldsofthethimble-typeoxygensensorindifferentenvironmentshasbeendone,andmaximumstressisalmostthesame.Therelationshipofthestructurefeaturedimensionandthestressisfounde
7、d,whichcanassistpeopletodesignabettersensorstructure.Thetemperaturefieldsandstressfieldsoftheplanar-typeoxygensensorissimulated.Theresultofthetemperaturefieldsshowsthatthetemperaturebecomesuniformonthetopoftheplanar-typesensorin10secondswhileitalsoshowsgoodtemperaturehomogeneityinth
8、ethicknessdirection