边界条件对柴油机活塞内温度分布计算的影响

为了模拟活塞内的温度分布，必须准确地确定活塞所处的边界条件．将柴油机缸内燃烧、流动和传热数值模拟所得的壁面热流作为活塞顶部的传热边界条件，用有限元法计算了额定工况下G4135柴油机活塞内的温度分布，并与传统的经验半经验公式作为活塞顶部边界条件的计算结果进行了比较．结果表明，采用不同的边界条件，计算所得的活塞顶部最高温度的相对误差较大，只有将数值模拟的壁面热流作为活塞顶部的传热边界条件，才能更精确地模拟活塞内的温度分布．     

船底座礁实验数值模拟中选择参数影响研究

非线性有限元方法是分析船舶碰撞和搁浅问题的一个强有力工具,但是数值模拟结果的可靠性很大程度上依赖于对工程问题的恰当处理和有限元软件中主要参数的准确控制.本文以某单壳船底结构准静态座礁实验结果为例,用非线性有限元软件LS-DYNA进行数值模拟,研究了下列选择参数对单壳船底结构抗撞性的影响:边界条件;船底结构的材料模型;壳单元类型;船底结构与礁石模型之间的摩擦系数;船底结构的残余应力.通过比较计算结果的碰撞力曲线,能量吸收曲线来评价这些参数对数值模拟的影响并给出了一些建议.     

基于ANSYS接触单元的冲沙闸抗滑稳定分析

抗滑稳定计算是混凝土结构设计中一个十分重要的部分,其目的是计算混凝土结构在各个工况下抗滑稳定安全性和应力分布状况。本文应用有限元中的接触单元模拟冲沙闸与地基接触面进行非线性分析,此外结合刚体极限平衡法对冲沙闸进行了稳定计算。通过对两种计算方法进行比较,刚体极限平衡法与有限元法得到的结果基本一致。刚体极限平衡法将坝体假设为刚体,地基为均质,而有限元法充分考虑各种材料和边界条件,对坝体的抗滑定性分析更为全面合理。     

多吨机拖船拖缆机基座区域结构局部强度优化分析

针对拖缆机基座区域结构局部强度优化分析方法得到的基座损伤数值较大问题,研究多吨机拖船拖缆机基座区域结构局部强度优化分析方法。以不影响考察单元计算结果为准则,设定基座区域结构边界条件,基座金属材料应力-应变间的数量关系,有限元模拟区域强度,配比硬化指数为不同海况的强度失配因子,最终实现局部强度优化。设定基座区域应力参数,模拟海况数值进行实验。结果表明,文中设计的强度优化分析方法得到的基座损伤数值最小。     

3500t级浮船坞结构有限元结构强度计算

对3500t级浮船坞在3种极端工况下进行了有限元整船建模,并结合相关规范给出边界条件的施加方法和载荷计算方法,并对有限元计算结果进行了分析。     

G26柴油机气缸盖强度的有限元分析

为分析G26型柴油机强化后气缸盖的结构强度,对其进行了有限元分析.研究中通过CFD模拟,确定缸盖水套表面换热系数和环境温度等边界条件,并将边界条件映射到有限元模型,计算缸盖稳态温度场.在此基础上,通过加载热负荷和机械负荷分析气缸盖热机耦合应力,并对气缸盖结构强度进行校核,结果表明气缸盖结构满足强度要求.有限元模型中采用10节点四面体二次单元,对危险区域网格单元做了加密处理,并通过Jacobian等参数控制网格质量.     

裂纹圆管弯曲承载能力研究

本文基于试验和有限元模拟的方法研究裂纹圆管在弯曲载荷作用下的力学性能.通过三点弯曲试验方法探究裂纹圆管在不同裂纹长度和不同裂纹角度下的极限载荷,采用有限元模拟的方法与试验结果进行对比,并计算裂纹尺寸和撞头尺寸的影响.结果表明,随着裂纹长度的增加,裂纹圆管的承载能力降低,局部变形减少.裂纹角度为0°时是最危险的工况,裂纹...     

船舶柴油机曲轴动态强度分析

为准确分析二冲程船舶柴油机工作时曲轴的动态特性,结合Pro/E 3D软件和ANSYS软件对船舶柴油机曲轴、轴承、活塞、连杆等部件进行三维实体有限元建模,采用子结构法对其进行结构缩减,并将结果文件导入EXCITE软件中,建立整个船舶柴油机的轴系非线性多体动力学模型。采用该模型对曲轴进行一个循环的多体动力学计算。将计算结果恢复到曲轴实体有限元精细模型,进行正常工况下曲轴在一个循环内的动应力计算。结果表明,与单体曲轴强度分析方法相比,采用非线性多体动力学方法可获得更接近实际的曲轴载荷的边界条件,提高了船舶柴油机曲轴动态特性计算精度。     

船用螺旋桨桨叶应力数值计算

综合运用计算流体力学(CFD)与有限元分析(FEA)方法对船用螺旋桨桨叶应力进行数值模拟和分析。采用CFD方法对设计工况与非设计工况的敞水特性进行数值模拟;将CFD数值模拟所得的空间水动力作为外部载荷,采用有限元方法对桨叶应力进行计算分析。以5叶侧斜桨为算例,得到的推力系数、转矩系数与敞水试验值具有较好的一致性,得到的桨叶应力结果与理论分析相吻合,本方法可对桨叶应力进行准确的数值预报。     

甲板梁开孔剪应力计算方法研究

为了校核甲板梁开孔后的剪切应力是否满足规范的要求,对其进行有限元建模计算是一个比较直观且准确的方法,但是如果要用板单元细网格详细模拟出开孔后的梁结构,则需要大量的时间来建模,计算周期很长。文章通过对甲板梁采用梁单元模拟进行有限元计算的方法,基于剪应力计算理论,对一大型海洋生活驳船生活区甲板梁的开孔结构进行了分析计算,通过对局部结构采用了细网格的板单元模拟计算进行对比研究,验证了该方法是可行的。     

基于模拟直齿轮啮合模型的齿根强度分析

齿轮啮合是一个比较复杂的过程,由于渐开线齿廓的固有特性使得齿轮在啮合过程中会产生许多非线性的影响,这些非线性影响对于齿轮啮合特性的分析和优化有着举足轻重的意义。文章首先基于先进的有限元理论,提出一种能够准确计算齿轮啮合刚度,并可模拟齿轮啮合动态过程的有限元模型。其次将应用此模型考虑摩擦的影响对直齿轮齿根应力进行分析,并对直齿轮轮齿的齿根应力在啮合过程中的变化趋势以及相应的摩擦影响进行讨论和总结。     

Influence of boundary conditions on the collapse behaviour of stiffened panels under combined loads

A series of finite element analyses are conducted to investigate the influence of boundary conditions and geometry of the model on the predicted collapse behaviour of stiffened panels. Periodic and symmetric boundary conditions in the longitudinal direction are used to calculate the ultimate strength of stiffened panels under combined biaxial thrust and lateral pressure. The calculated ultimate strength of stiffened panels are compared with those by different FEM (finite element method) code and are assessed. The periodic boundary condition in the longitudinal direction for two spans or bays model provides an appropriate modelling to a continuous stiffened panel and can consider both odd and even number of half waves and thus, is considered to introduce the smaller model uncertainty for the analysis of a continuous stiffened panel.     

船体起锚机强度的有限元分析

依据某起锚机结构,利用国际上普遍采用的结构分析软件ANSYS,建立起锚机的有限元分析模型.依据起锚机的实际结构特点,采用了各种不同的单元类型和边界条件.通过对起锚机在各种组合载荷工况下的受力分析和强度计算,得到了起锚机各部位的应力分布图以及相应的数据,并根据结构响应的特点提出合理有效的结构加强措施和部分结构优化方案.     

车削刀具内温度分布模拟的耦合方法

针对车削刀具内温度分布有限元模拟中切屑与刀具接触面边界条件难以确定的难题，提出了车削刀具内温度分布模拟的耦合方法．该方法将Deform-3D软件对切削过程进行整体模拟的结果作为刀具数值模拟的边界条件，在有限元软件Ansys中对刀具进行温度场的数值模拟．将Deform-3D与Ansys相互耦合的算法，可以实现两个软件间的优势互补．结果表明，该方法可以对车削刀具内的温度分布进行更为合理地模拟，计算时间仅为Deform-3D对刀具进行模拟时间的1／20．     

三维完全非线性波浪水槽的数值模拟

用有限元求解拉普拉斯方程,采用满足完全非线性自由表面条件的半拉格朗日法追踪流体自由表面,离散单元采用20节点的六面体二次等参数单元,建立了三维完全非线性数值波浪水槽.把数值计算结果与水面初始升高产生箱体内流体运动解析解和二阶斯托克波理论解进行了对比,结果表明该模型是稳定的、守恒的,能精确模拟非线性波浪的产生和传播,为今后研究非线性波浪对船舶等非规则物体的作用提供了参考.     

无轴轮缘推进器中可拆卸螺旋桨的性能分析

应用FLUENT数值模拟软件对无轴轮缘推进器螺旋桨进行水动力分析,根据实际运行工况需求确定数值模拟的基本方程、湍流模型、初始条件、边界条件、流体域以及网格划分等参数,建立相关数值模拟模型,计算出不同桨叶数目的螺旋桨在一定进速条件下的桨叶压力分布状况及螺旋桨推力与扭矩,并与常用经验公式计算结果进行比较,验证了无轴轮缘推进器螺旋桨有限体积元模型的正确性。研究结果可为该类型螺旋桨的优化设计提供理论支持。     

锚绞机齿轮啮合性能有限元分析

为了研究锚绞机传动齿轮的啮合性能,利用非线性有限元法对轮齿沿齿宽和齿高方向的载荷分配规律、轮齿在啮合过程中综合啮合刚度变化规律进行了分析.结果表明:轮齿沿齿宽和齿高方向的载荷分布是不均匀的,啮合刚度呈现周期性变化.同时说明有限元法可以准确的分析齿轮的啮合规律,为提高锚绞机齿轮的承载能力、寿命、动态性能提供了可靠的设计依据.     

船体板格极限强度数值计算影响因素及敏感分析

船体板格极限强度的有限元计算方法应用广泛,但其计算方法具有一定的不稳定性,计算结果受多种因素的影响.本文针对船体板格有限元计算方法的不稳定性进行研究,通过将有限元计算结果与其他学者的研究成果进行对比,验证本文所采用的有限元方法的可靠性,然后针对板格材料、初始缺陷、网格密度、边界条件等几种因素的敏感性进行具体研究,发现理想应力应变关系会使得结果偏于危险.网格形状和网格密度对于结果均有影响,边界条件对于有限元结果有影响,最大误差在7.2%,并且模型3会使得结果偏于危险.初始缺陷是一敏感因素,最大误差在20%,因此需要根据实际缺陷选取合适的屈曲模态和比例因子.     

船体强度三维有限元分析的载荷直接计算和验证

采用载荷直接计算法对鞭船船体强度进行三维有限元分析，并用该船的实航测试数据和“船体梁理论”进行了验证和讨论。     

深水管中管结构动态边界条件非线性时域分析

随着海洋油气开发工程作业水深的增加,管中管结构承受的波浪、海流深海环境载荷增大,可能会引发强度破坏以及疲劳损伤,造成重大损失,所以开展深水条件下管中管系统的力学行为分析研究是有必要的。本文考虑了顶部张紧力和动态边界,利用有限元模型来模拟管中管结构及其力学行为。并利用接触单元模拟内外管接触的约束条件。综合统计了管柱的接触碰撞位置和应力危险位置,提出了新型扶正器的布置方案,以达到减缓碰撞保护管柱的目的,并对比了等距离设置扶正器的方案。通过对比研究发现本文提出的扶正方案有效减缓了内外管的应力等级,对于实际工程和研究具有一定指导价值。