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介绍了高次等参元退化单元常见型式及其在有限元分析中的应用,具体讨论了节点退化和形状退化情况下单元节点插值形函数的构造和修改,研究了混合单元的有限元求解流程,并编写了相关的求解程序,通过具体算例比较了混合单元与全六面体等参元网格的计算情况,结果表明三维高次等参单元及其退化单元的混合应用不仅可以适应较为复杂的空间实体计算网格,而且还能满足精度上的要求,具有重要的工程意义。 相似文献
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论述了在三维实体和参数化CAD技术的基础上,应用Pro/ENGINEER软件的族表驱动和参数驱动功能实现冲压模具设计自动化的原理及方法。 相似文献
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为提高轨道车辆耐撞性,提出一种轻量化镁合金鼓胀吸能结构.该结构在保证吸能性能的基础上,能极大地降低自重.首先设计镁合金鼓胀管吸能结构几何模型,并加工与之对应的实物样机.随后通过准静态压缩试验手段,开展结构力学特性研究.在压缩过程中,管结构逐步发生径向扩张塑性变形,变形模式稳定可控.在此基础上研究锥头锥角、锥头外径、吸能管壁厚等几何参数对鼓胀管吸能性能影响,研究结果表明:随着锥头锥角、外径以及管壁厚度的增大,结构的最大峰值力、平均力、吸能量及比吸能均增加.分别对比镁合金、铝合金、碳钢吸能管的特性,得出比吸能分别为10,9.6和7.6 J/g,镁合金管具有较高的比吸能. 相似文献
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基于标准κ—ε双方程湍流模型,分析运行在跨峡谷桥梁上的列车外部稳态流场,研究不同峡谷间距、列车在桥上不同位置时峡谷风对列车气动性能的影响规律。计算结果表明:在同样风速条件下,峡谷间距越小,对气流的加速作用越明显,当峡谷间距分别为150,200,250和300m时,桥梁上方的风速分别增加了17.5%,11.6%,7.2%和3.4%;峡谷间距150m时车辆受到的侧向力、升力和倾覆力矩比300m时分别增大约25.7%,84.5%和21.1%;列车处于峡谷中间位置时受到的气动力最小,列车处于刚进入峡谷位置时受到的气动力最大,后者比前者车辆受到的侧向力、升力和倾覆力矩分别增大了5.5%,8.2%和7.8%。 相似文献
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有限元三维实体单元与壳单元的组合建模问题研究 总被引:12,自引:3,他引:9
板单元与实体单元之间的连接由于本身自由度的不同使转动自由度不连续,这个问题是有限元计算中比较难以解决的问题,本文采用复合单元来实现板单元与实体单元之间的过渡,复合单元可以看成是板单元与实体单元的组合,其刚度矩阵可以看成是板单元刚度矩阵与实体单元刚度矩阵的叠加,即复合单元具有三个方向的位移自由度和三个方向的转动自由度,通过对全实体有限元模型和具有复合单元的有限元模型的计算证明,采用复合单元来实现板单元与实体单元之间的过渡,其计算结果与全实体有限元模型的计算结果偏差较小,结果真实可靠。 相似文献
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显式有限元法在车辆耐撞性研究中的应用 总被引:13,自引:2,他引:11
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。 相似文献
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提出一种适用于高速铁路桥梁弹塑性护栏设计,由立柱、吸能块和横梁组成。以3个组成部分的壁厚为设计变量,以吸能量和最大峰值力为目标响应,通过数值仿真得到优化拉丁超立方试验设计的样本空间。基于最小二乘法构建关于目标响应的三阶多项式响应面模型,通过多目标遗传算法对弹塑性护栏各组成部分的壁厚进行优化设计。以多目标优化设计的"平衡解"为弹塑性护栏的壁厚尺寸,建立简化的列车-弹塑性护栏-桥梁有限元模型,通过仿真对比现有防护墙和弹塑性护栏对脱轨列车的防护性能。研究结果表明:弹塑性护栏可以降低列车的撞击力,同时可以吸收部分碰撞能量。 相似文献
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不同风向角和地面条件下的列车空气动力性能分析 总被引:1,自引:0,他引:1
高速列车大都采用电动车组的方式,轴重越来越轻,在强横风中极有可能造成车辆的倾覆。而在不同风向角和地面条件下列车的气动性能也会发生变化。采用大型流场计算软件FLUENT6.0 对列车在不同风向角下的气动力系数进行了计算,分别对列车在平坦路面上、路堤上以及桥梁上3种情况进行了数值模拟。计算结果表明:头车在平地上受到的侧滚力矩较大,而中间车在桥梁上受到的侧滚力矩较大。 相似文献