摩擦对反复镦压工艺的影响

反复镦压被认为是一种有应用前景的制备块体超细晶材料的方法.文中借助有限单元法研究了摩擦因子对镦压试样等效应变大小及分布、速度场以及变形载荷的影响.研究结果表明,由于摩擦的存在,试样同一截面各点沿纵向的流动速度并不一致.镦压后试样内部的等效应变分布不均匀,除角部区域小范围内等效应变较高外,其它部分中心区域等效应变较高.随摩擦因子增大,试样的平均等效应变略有增加,但等效应变分布的均匀性明显下降.最大变形载荷随摩擦因子的增大而显著增加.因此,应采取适当的措施降低摩擦的影响.     

坯料尺寸对等径角挤压材料变形的影响

研究了坯料尺寸对等径角挤压材料等效应变及单位挤压力的影响.采用有限元法分析了不同尺寸坯料在不同摩擦条件下等径角挤压后的等效应变大小、分布与单位挤压力.结果表明,在坯料尺寸相同的情况下,随着摩擦系数的增大,坯料横截面上的等效应变略有增加,单位挤压力明显增加.在摩擦系数相同的情况下,不同尺寸坯料横截面上的等效应分布和大小基本一致,单位挤压力随坯料尺寸的增加而下降.这表明只要采用合理的润滑和模具结构,利用等径角挤压工艺可以制备出满足工业化应用要求的大块体超细晶材料.     

船体分段焊接变形仿真

船体分段在焊接过程中产生的焊接变形会使船体结构强度降低,然而精确预测和控制焊接变形是个难题.文章提供了准确预测焊接变形的固有应变等效载荷法.这种方法运用有限元法结合固有应变理论以及实验结果对焊接变形进行分析:引入简化的弹-塑性分析杆-弹簧模型,通过分析得到固有应变受焊接区域约束度及最高温度分布情况的影响;将固有应变转化为等效载荷,应用弹性有限元分析求得整个结构的焊接变形.计算结果与LEECH计算及实验结果吻合较好.     

复合材料舵水动力载荷等效施加方法及试验研究

针对复合材料舵水动力载荷的等效施加方法及可行性进行了理论和试验研究。以复合材料双支承舵、悬挂舵为研究对象,以舵叶载荷特性及变形特征为依据,提出了两型舵叶的水动力载荷试验等效施加方法,即双支承舵采用单面多块、悬挂舵采用单面单块加载;并通过有限元仿真分析,分别对两型舵叶在等效载荷与实际载荷作用下的位移、应力分布规律进行对比,验证了载荷等效方法的合理性;进而,制作复合材料悬挂舵模型,并开展了等效载荷下舵叶静强度、刚度特性试验研究,对等效载荷施加方法的可行性进行了验证。     

板壳模型中采用刚性区加载非均匀载荷的探讨

结合120t固定门式起重机门架结构分析，讨论其非均匀载荷的施加方法，指出了等效节点载荷作用方法的局限性，通过运用ANSYS程序中“刚性区”的功能特性，提出了新的施加载荷的方法，该方法可以处理各种板壳单元模型中的非均匀载荷作用的一般方法。     

斜桩锤击过程中桩顶力学响应研究

针对上海某港池工程12°斜桩桩头断裂的动力响应问题，对斜桩每节桩的桩头进行现场应变监测，利用ABAQUS软件对直桩、6°和12°斜桩进行有限元模拟，对比桩锤质量、桩距进行优化前后的桩顶动力学响应，并得出锤击频率、锤击速度对桩顶应变的影响。结果表明，同等锤击荷载作用下，桩的拉、压应变随桩身倾角的增加而增加，12°倾角产生的拉、压应变峰值最大；增大桩锤质量、降低桩锤与桩顶距离，可降低桩顶应变；桩头应变监测值与模拟值的变化趋势一致；有限元模拟把桩锤的冲击力等效成三角荷载的方法是合理的。     

预测船体分段焊接变形方法概述

船体分段在焊接过程中产生的焊接变形会使船体结构强度降低,精确预测和控制焊接变形是现代造船工艺的要求.焊接变形分析方法包括实验法、解析法、数值分析法、等效载荷法等,常用的是后两种方法.数值分析法采用热弹-塑性有限元模型精确模拟焊接现象,但计算工作量大;等效载荷法计算焊接区域的固有应变,并将其转化为等效载荷,进而应用弹性有限元分析求得整个结构的焊接变形.     

发射筒热力耦合场下力学性能研究

发射筒是潜载导弹发射装置的重要组成部分,需要有足够的强度和刚度满足不同发射条件。本文结合实验数据,建立仿真模型,通过静力分析得到压力和结构载荷作用下的变形和应力分布;通过温度场分析得出筒上温度分布及温度载荷作用下应力应变情况;通过热力耦合场分析得到发射筒整体变形与应力分布。结果表明:在气压和结构载荷作用下发射筒最大变形1.5 mm,筒底应力125 MPa;温度场下温度自筒底段至筒体段阶梯分布,热应力作用下最大变形3.5 mm,最大应力317 MPa;热力耦合场下发射筒最大变形4.23 mm,最大应力384 MPa。3种工况下分析结果显示温度载荷是影响发射筒应力应变的主要因素,设计时在筒底圆弧面中心处需要加强。     

游艇泡沫夹层结构有限元分析方法

以一艘泡沫夹层玻璃钢材质双体游艇的帽形骨材结构为研究对象,考虑有芯和无芯两种情况,分别施加相同的边界条件和载荷,强度有限元计算结果表明,有无泡沫芯材两种模型的等效应力、最大剪应力以及最大变形的结果及应力变形分布情况等几乎相同,分析夹层板结构芯材直接计算方法,认为不能用简单的一层板单元代替泡沫芯材夹层板。     

船体分段钢结构焊接变形控制方法

船体分段钢结构焊接变形导致焊接工艺下降,提出基于极限强度应变动态调整的船体分段钢结构焊接变形控制方法。构建船体分段钢结构船体板和加筋板试件的载荷分析模型,通过累积塑性损伤和疲劳裂纹损伤特性分析,建立循环载荷幅值响应与裂纹分布的动态分布关系,根据单调载荷下船体板极限强度的应变特征分析和动态反馈调整,实现对船体分段钢结构焊接变形控制。测试表明,该方法提高了船体分段钢结构焊接的可靠性,降低变形屈服响应,提高极限承载性能。     

基于有限元的浅埋隧道受力分析及变形破坏处理

采用有限元软件对浅埋隧道受力进行分析,分别从垂直向位移、主应力及剪应变来分析隧道围岩受力情况,分析结果与实际变形破坏一致。垂直向位移最大发生在拱顶,主应力最大集中在拱顶及拱脚,剪应变最大在拱脚。根据分析结果制定合理的隧道变形破坏处理方案,处理后,隧道变形较小,结构稳定。     

堤防结构“自适应”混凝土衬砌数值模拟

针对堤防混凝土衬砌在外部荷载(水压力、浪压力以及其他荷载)发生破坏且其破坏位置主要发生在衬砌底部1/3处的问题,进行了对比分析研究,提出一种"自适应"的混凝土衬砌方式。采用有限元软件ADINA模拟在衬砌受力最大部位设置填充缝及填充柔性材料等方式削减应力,从而达到衬砌自身适应外部荷载变形的作用。结果表明:"自适应"衬砌方式不仅可以有效减小堤防的应力、应变,而且是一种实用简单可行的方法。     

基于FSI的尾轴倾角对水润滑轴承润滑特性的影响

应用流固耦合方法,在考虑水润滑尾轴承内部结构和内部流场相互作用的情况下,研究尾轴倾角对轴承水润滑特性的影响,探讨轴承、尾轴与水膜间的流固耦合问题。应用ADINA有限元软件,建立尾轴承流固耦合模型,求解尾轴承水膜压力分布,以及轴承的压力分布、径向变形和有效应力,分析尾轴倾角对尾轴承润滑特性的影响规律。结果表明:当计入尾轴倾角时,尾轴承最大水膜压力出现在轴承尾端,倾角越大,最大水膜压力也越大,且随着尾轴倾角的增大,水膜压力以及轴承的压力、径向变形和有效应力也逐渐增大。     

水翼船翼柱自位轴承的径向静载模拟试验

通过计算自位轴承在３ＭＮ径向静载作用下外座圈的理论比压、确定了模拟试验的载荷；采用应变测量、位移测量和试验前后试样厚度测量等三种方法，评价了自位轴上座圈代用材料ＺＱＳｎ１０－１的径向承载能力，模拟试验在ＷＥ１００型拉压材料试验机上进行。试验结果表明，在０．０８ＭＮ径向静载作用下，试样处在弹性范围内，即使载荷达０．１２ＭＮ，也未生变形，由判断自位轴承的磷青铜外座圈在３ＭＮ径向静载试验载荷作用下是安全     

不同布置方向对可倾瓦轴承性能的影响

研究了3种不同布置方向对可倾瓦轴承油膜温度、承载力、功耗及动态系数等性能的影响.计算联立求解雷诺方程、能量方程及温粘方程,应用数值解法求出轴承压力和温度分布,进而求出轴承静态性能、轴承刚度和阻尼.理论计算结果表明:载荷在瓦块上时,承载能力最大,功耗最小,但需要的供油量最大;对主刚度Kxx影响较大;载荷作用在瓦块前部时,交叉刚度也不再为0.在轴承试验台上,对可倾瓦轴承不同布置方向对油膜温度的影响进行试验验证,理论和试验趋势一致,油膜最高温度差最大达到8.8℃.     

基于设计波法的FLNG整船强度评估

本文采用基于设计波法的直接计算法对270 000m3的浮式液化天然气船FLNG进行整船结构强度评估.根据FLNG具体的结构形式和数值分析的最终目的将该装置的实际结构简化,选用适当类型的单元对该装置的结构进行离散而得到FLNG的整船有限元模型.基于三维势流理论并利用中国南海波浪散布图对FLNG进行水动力分析,得到了FLNG在典型装载工况下的波浪压力分布及设计波参数.通过把FLNG承受的波浪压力、惯性力、静水压力与重力等载荷分布到有限元模型上,得到FLNG在典型装载工况下全船的应力水平、应力分布和变形情况.该数值分析结果可在FLNG的初级设计阶段为船体结构强度分析提供有效分析依据,并为FLNG上部模块的设计开发提供船体变形参考.     

水压环境下轴承支撑结构变形对其载荷分布的影响分析

当水下轴承支撑在工作过程中受到外力作用时，轴承的内圈或外圈会产生偏离理想圆形的变形，因而需要考虑变形后的形状来获得真实的载荷分布，或者把轴承套圈视为柔性。针对水下回转轴承内圈与其中空支撑轴结构采用固联装配的情况，分析了海水压力作用下中空支撑轴变形引起的轴承内圈变形，以及由此引起的轴承间隙变化，建立了轴承负荷与滚动体负荷的平衡方程，通过数值仿真计算，得到变形后轴承内圈的载荷分布。计算结果表明，在水下压力环境下轴承内圈变形后与变形前的载荷分布截然不同。轴承的力学性能下降，将会影响轴承的使用可靠性及寿命。     

典型舱内爆炸载荷对加筋板的毁伤特性

[目的]为研究典型舱内爆炸载荷对加筋板的毁伤特性,将舱内爆炸载荷分为初始爆炸冲击波载荷和准静态气压载荷,利用有限元分析软件LS-DYNA开展爆炸载荷下固支单向加筋板毁伤特性的数值模拟。[方法]主要模拟载荷冲量相等和载荷峰值相等时固支单向加筋板的变形特性,以及加筋板分别在初始爆炸冲击波载荷、准静态气压载荷及2种载荷联合作用下的毁伤特性,并分析上述载荷作用下加筋板的变形特点。[结果]结果表明:当作用在加筋板上的冲量相等、载荷作用时间小于0.05倍垂向一阶自振周期时,加筋板的最终挠度值处于最大值附近;当载荷峰值相同时,存在饱和冲量值,达到饱和冲量值以后,载荷作用时间不再影响加筋板的最终变形。[结论]在舱内爆炸载荷作用下,加筋板的最终变形不是2种载荷作用下的简单叠加,2种载荷的联合作用会增强毁伤效果。     

侧限固结时应力比对粗粒土变形的影响

粗粒土侧限变形特性是量化港口填料在不同荷载作用下沉降的重要依据。基于12组不同应力比侧限固结试验,得出侧限条件下加卸荷次数及应力比对粗粒土应变增量的变化趋势,建立粗粒土应变及塑性应变计算模型,并在二维及三维空间下验证了所建模型合理性。结果表明,堆载应力在土体中存在最大影响深度;当应力比相同时,侧限条件下应变增量及塑性应变增量与增量荷载数值无关。粗粒土受荷载循环作用时应变及塑性应变随应力比增大均呈指数函数变化,且其界限应力比处于2. 124～2. 461。建议在港口施工填筑时对地基上部进行多次强夯加固处理,营运阶段应控制最大堆载量并均匀平铺堆场,以降低填筑区的不均匀沉降量。