基于Marc金属正交切削过程仿真的参数化建模

对金属正交切削过程的仿真,方便和快捷地对刀具—工件系统进行造型是必要的。本文通过建立刀具、工件的参数化模型并选用了合适的造型方式,应用数据库技术,采用C++Builder软件完成了接口设计;给定刀具的结构尺寸、几何角度和工件的几何尺寸以及刀具与工件的相对位置,即可生成二维造型的的过程文件,并在Marc软件环境中完成刀具—工件的建模。最后介绍了刀具—工件的参数化造型的关键技术及其过程。从而为正交切削过程的数值模拟奠定了基础。     

基于VC与APDL接口的气门参数化建模与有限元分析系统

基于ANSYS与VC接口实现气门参数化建模与有限元分析系统,利用VC封装ANSYS的二次开发工具APDL命令流,使气门参数化,并将APDL命令流文件自动读入ANSYS进行气门有限元分析.系统建立的友好参数输入界面,可直接输入气门结构参数,从而建立气门的有限元模型,替代ANSYS人机交互的GUI方式,从而避免了气门建模与分析转换过程中的信息流失,提高了气门建模的工作效率有限元分析的可靠性.     

基于APDL高速铝合金车体参数化建模

基于ANSYS的参数化编程语言APDL,以车体主要板厚度、车体高度、长度、窗体参数等主要结构尺寸为参数,采用模块化设计理念,建立了高速铝合金车底架、侧墙、顶板、端墙等参数化几何模型和有限元模型,并组合成整体模型.本研究可通过简单的改变参数产生不同的车体几何模型和不同网格密度的有限元模型,以适应不同问题数值仿真的要求,并为对车体的优化设计打下基础.研究表明,铝合金车体的参数化建模极大的提高了建模的效率和精度,可简单改变参数得到不同模型以适应不同问题的要求.     

基于APDL高速铝合金车体参数化建模

基于ANSYS的参数化编程语言APDL,以车体主要板厚度、车体高度、长度、窗体参数等主要结构尺寸为参数,采用模块化设计理念,建立了高速铝合金车底架、侧墙、顶板、端墙等参数化几何模型和有限元模型,并组合成整体模型.本研究可通过简单的改变参数产生不同的车体几何模型和不同网格密度的有限元模型,以适应不同问题数值仿真的要求,并为对车体的优化设计打下基础.研究表明,铝合金车体的参数化建模极大的提高了建模的效率和精度,可简单改变参数得到不同模型以适应不同问题的要求.     

轴流泵的三维造型与数值模拟

为实现轴流泵三维模型的自动生成，提出了基于AutoCAD与VB的参数化建模方法，基于AutoCAD的COM编程接口，通过数据对象创建数据库连接，以VB为编程语言，实现了轴流泵叶轮的参数化三维建模，采用雷诺平均Navier-Stokes方程和标准k-s模型以及SIMPLEC算法，对轴流泵叶轮内流场进行了数值模拟，并基于模拟结果对轴流泵水力性能进行了预测，结果表明，数值模拟可以预测轴流泵的性能，为水力设计提供参考。     

复杂结构的动力学建模

介绍动力学建模基本方法,分析目前针对复杂结构建模模型修正的方法以及存在的问题,阐述相关分析以及模型修正的一些基本理论,在此基础上采用基于材料参数修正的等效材料法来修正复杂结构的动力学模型,最后给出一个反映复杂结构的动力学建模过程的数值仿真算例.     

某高速公路路堑边坡开挖的数值模拟分析

简要地介绍了有限元方法及plaxis软件的方法原理。利用土工试验得到的岩土物理力学参数结合工程实践经验对某高速某段路堑边坡作了有限元数值模拟,该模拟较真实地反映了实际边坡的工程状况。通过对无支护开挖和支护开挖两种工况下的开挖过程模拟,分析该边坡的位移、应力及应变情况,提高对边坡的破坏过程的认识和边坡开挖方式对边坡稳定性的影响。     

独斜塔斜拉桥地锚箱几何参数敏感性分析

以贵州某独斜塔斜拉桥地锚箱设计为工程依托,利用大型通用有限元软件Midas-FEA建立数值模型,通过3种边界试算,得出了地锚箱边界条件的合理模拟方式。采用结构力学简化模型进行理论分析,研究了几何参数对锚固区应力影响程度。研究表明:通过简化的力学模型得到的敏感性曲线和数值分析结果基本一致;锚固区顶板应力对锚固区顶板厚度最敏感,对压重区顶板厚度敏感性最弱。     

高速列车车体可靠性参数灵敏度分析方法对比研究

以某型高速列车车体为研究对象,建立车体参数化有限元模型,将车体的材料属性、几何尺寸和载荷大小等参数设为随机变量,基于概率分析方法,通过统计分析得到其分布参数,分别基于蒙特卡洛和响应面数值模拟方法,求解车体的参数灵敏度.分析结果表明:在所选随机变量中,车体底架板材1、板材4和板材6的板厚尺寸对车体关注部位应力影响显著,设计过程中应对该变量进行严格控制;使用蒙特卡洛法和响应面法得到的灵敏度结果一致,其中响应面法缩减了求解时间;采用概率设计方法代替传统的定值设计方法,可以为高速列车车体的可靠性设计提供新的途径.     

显式有限元法在车辆耐撞性研究中的应用

基于连续介质理论，通过建立车辆碰撞的控制方程，在此基础上得到与控制方程和边界条件等效的“弱积分”形式。通过空间和时间的显式离散，得到了车辆碰撞的有限元方程。采用动力显式积分方法，使位移计算显式化，避免了由材料、几何、边界高度非线性因素引起的计算收敛问题，并讨论了薄板单元的Courant稳定性条件。提出了“端部吸能结构纵向压缩变形、纵向吸能”的耐冲击结构设计的思路，并对算例进行了数值模拟。结果表明，该设计方法可以实现车辆结构自身被动安全保护的目的，显式有限元数值模拟方法是车辆耐撞性研究的有效方法之一，但是需要进行部分撞击试验，进一步修正模型后提高其分析精度。     

Numerical simulation of multi-pass rolling force and temperature field of plate steel during hot rolling

Rolling force and temperature field are important parameters in the hot rolling process of plate steel. Most researchers use ANSYS/LS-DYNA and MSC.Marc to simulate the hot rolling process, however, software DEFORM-3D is not used widely in this field. Therefore, in this study, the commercially available finite element analysis software DEFORM-3D is used to simulate the distribution of rolling force, stress-effective, strain-effective and temperature field during the hot rolling process of plate steel with the size of 0.220m×2.070m×1.904m. Both the simulated rolling force and temperature of the multi-pass are compared with the measured results. It is shown that the simulated values by the finite element method are approximate to the measured values in the hot rolling of plate steel. So the simulation can provide an important reference and optimization to make rolling process and parameters in steel factory.     

Finite Element Modeling of a Fluid Filled Cylindrical Shell with Active Constrained Layer Damping

On the basis of the piezoelectric theory, Mindlin plate theory, viscoelastic theory and ideal fluid equation, the finite element modeling of a fluid-filled cylindrical shell with active constrained layer damping （ACLD） was discussed. Energy methods and Lagrange＇s equation were used to obtain dynamic equations of the cylindrical shell with ACLD treatments, which was modeled as well with the finite element method. The GHM （Golla-Hughes-McTavish） method was applied to model the frequency dependent damping of viscoelastic material. Ideal and incompressible fluid was considered to establish the dynamic equations of the fluid-filled cylindrical shell with ACLD treatments, Numerical results obtained from the finite element analysis were compared with those from an experiment. The comparison shows that the proposed modeling method is accurate and reliable.     

拱形斜独塔斜拉桥支架施工过程仿真分析

针对拱形斜独塔斜拉桥的结构形式和受力特点,结合工程实例,借助MIDAS有限元软件建立空间有限元模型,根据各施工阶段的结构体系和荷载状况,正确地模拟出各施工过程,对成桥索力进行施工仿真分析,以控制成桥线形的变化,使结构内力分布处于较优状态并满足设计和现行规范要求。     

轨道车辆新型车端专用吸能装置

为了提高轨道车辆的耐碰撞性,利用金属薄壁结构轴向切削和压缩过程吸收能量的原理,设计了一种新型车辆端部专用吸能装置;采用显式有限元软件LS-DYNA建立了吸能装置吸能过程的等效三维有限元模型,并对吸能过程进行数值模拟;分析了切削深度、刀具前角和切屑圆心角等参数对吸能装置吸能性能的影响.研究结果表明,新型吸能装置吸收的能量、界面力与切削深度、切屑圆心角成正比,与刀具前角成反比,受切削深度的影响较小;新型吸能装置的冲程效率可达100%,压缩力效率和总效率可达70%以上,高于现有吸能装置.      

铁路车辆磨耗型车轮的三维热接触耦合分析

建立了铁路车辆磨耗型踏面LM、LMA、XP55、S1002四种车轮与60 kg/m钢轨热接触耦合的三维有限元模型,利用大型有限元分析软件MSC.Marc分析了在不同载荷工况下,车轮与钢轨抱闸滑行时的应力场和温度场的分布规律和变化规律,分析了温度场对应力场的影响,并分别得出了在弹性模量、热导率、比热容、线膨胀系数等材料属性随温度变化的情况下,与相应参数恒定时的应力场与温度场分布,分析了各参数对计算结果的影响.结果表明,线膨胀系数与比热容对耦合分析结果的影响最大,弹性模量次之,热导率的影响最小.     

基于Biot理论的沙井地基固结沉降分析

将非线性弹性本构关系(邓肯-张模型)引入Biot固结理论有限元程序,把砂井地基等效为砂墙,并模拟实际施工中分级加载过程,采用平面应变有限元方法对其固结沉降与超静孔隙水压力消散的规律进行研究。与实测结果的对比表明,平面有限元方法可较准确的预测沙井地基的固结沉降,并能有效模拟分级加载过程中地基沉降与超静孔隙水压力消散的规律。该方法对确定软土地基上的路堤施工进度和路面铺设时间都具有较高的应用价值。     

Numerical study of the forming process of high frequency welded pipe

The roll forming process is applied to the manufacturing of high frequency welded (HFW) pipes,section steels,etc. In this paper,the roll forming process of the HFW pipe is simulated with the finite element method (FEM). A user-defined material routine of the commercial finite element code ABAQUS/Explicit is developed,and the mixed hardening constitution model is realized through the user-defined material routine. Based on the mixed hardening constitutive equation,the numerical simulation of roll forming pro...     

基于混合壳单元法预应力混凝土T梁的受力性能

为了准确预测与评估预应力混凝土T梁的力学性能,利用混合壳单元建立了T梁有限元计算模型,对T梁从完好状态至破坏状态的力学行为进行了非线性分析。T梁中弯曲预应力钢筋采用组合壳单元模型,应用虚功原理推导了其对组合壳单元刚度矩阵的贡献,梁底平直预应力钢筋采用分层壳单元模型;利用Owen双参数屈服准则和Hinton压碎准则描述混凝土材料非线性特性,采用双折线本构模型模拟钢筋材料。分析结果表明:混合壳单元法计算结果与试验结果吻合良好,弹性阶段的T梁刚度折减不明显,非线性阶段刚度发生明显折减,跨中预应力钢筋应力增长幅度最大,因此,混合壳单元法对预应力混凝土T梁力学行为分析是有效的。     

钢筋混凝土梁斜截面破坏仿真模拟

针对钢筋混凝土梁斜截面破坏的仿真研究较少,通过对材料组合模型、材料本构关系和破坏准则以及模拟单元方面进行比选,选择较有利于真实描述钢筋混凝土结构的模型,利用悬臂梁的破坏过程来分析研究斜截面破坏,并对试验结果在破坏形态、极限荷载和竖向位移等方面进行比较,得出在模型选择准确的情况下,有限元分析能够较好地揭示梁斜截面破坏的过程和状态的结论,为研究钢筋混凝土结构的仿真分析提供了较好的借鉴。