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.     

ANSYS计算大体积混凝土温度场的关键技术

为了能够用ANSYS较为准确地计算大体积混凝土温度场,结合工程实例,对单元选择、网格划分以及各时变参数的技术处理进行了分析和探索。计算结果表明,温度场的计算值与实测值比较接近,在变化趋势上也基本一致,验证了本文所提出方法的可行性。     

船体结构有限元建模中实体单元与板壳单元连接技术

船体有限元模型普遍采用板壳(shell)单元离散,而某些大厚度局部结构形状复杂,需采用实体(solid)单元模拟.在Patran软件中,对这2种单元进行简单的节点耦合会出现自由度不匹配的问题,进而导致求解错误,故对这2种单元的连接技术进行研究尤为必要.对变厚度对接平板进行全solid单元建模计算,通过与文献结果相对比,验证数值模拟的正确性;引入复合单元法、MPC-RSCCON和MPC-Rigid 3种连接技术,在不同载荷作用下对比分析结构响应;对各连接技术中的相关控制参数进行敏感性分析.结果 表明,3种方法在特定条件下均能较好地实现有限元模型中shell单元与solid单元的合理连接,其中MPC-Rigid的精度更高、操作更为方便,建议在船体结构有限元建模中采用MPC-Rigid进行shell单元与solid单元的连接.     

侵彻数值仿真中网格密度对单元失效应变影响分析北大核心CSCD

[目的]旨在解决数值模拟平头弹对金属板的侵彻问题中,网格尺寸对单元失效应变取值和弹体剩余速度的影响。[方法]应用有限元软件LS-DYNA对Q235钢材料单轴拉伸实验进行数值仿真,结合实验中试样断裂时的伸长量得到该网格密度下的单元失效应变,绘制出失效应变随网格密度变化的曲线并进行动态修正;然后,进行平头弹侵彻Q235钢板的数值仿真,并对靶板进行不同尺寸的网格划分。其中Q235钢材料的单元失效应变按修正曲线取值,将弹体的剩余速度与实验结果对比,分析数值仿真中网格密度对金属板抗侵彻问题仿真结果的影响。[结果]研究表明,数值仿真中选取的单元失效应变应随网格密度的增大而增加,在金属板的抗侵彻问题中随着网格密度的增大,对弹体剩余速度预报的仿真结果逐渐收敛并与实验结果相近。当网格尺寸为0.5 mm时,研究速度段内数值仿真与实验拟合曲线的平均相对误差最小,为5.13%;仿真与实验的误差在低速段更大,且低速度段弹体剩余速度对网格密度更加敏感。[结论]相关计算方法及研究结果对弹体侵彻问题中网格密度和材料失效应变的取值及变化规律具有一定参考价值。     

运行期混凝土坝温度场及应力场有限元分析

运行期的混凝土坝温度场和温度应力场主要受控于环境温度,且温度场逐渐转变为周期平稳的随机温度场。本文通过大型通用有限元软件ANSYS,综合气温和库水温度,对某运行期混凝土重力坝进行了温度场和应力场的仿真计算,研究了气温和库水温度共同作用下的温度场和应力场对运行期混凝土坝的影响。     

网格划分及其不确定度研究

对水面船舶阻力性能数值计算中网格不确定度开展了数值计算与试验研究。以三体船中体为计算模型,基于CFD软件FLUENT,分析了船体表面网格尺度大小、第一层网格节点到船体表面的距离、网格节点分布比例系数三个因素对船体阻力计算的影响。通过改变各个网格因素,对不同网格进行了数值计算,最后将计算结果与试验结果进行了对比,分析了不同的网格划分方式对计算结果的影响,从而得到了一套比较可行的船模数值计算网格划分方法,为船模数值计算网格划分提供一定的参考。     

船体钢板切割温度场的有限元数值模拟探究

为了探究船体钢板切割温度场的有限元数值模拟,在分析了钢板切割温度场的基本理论的基础上,通过几何模型建立,网格尺寸的划分,材料特性,基于生死单元的热源模型,载荷和边界条件的具体分析,建立了钢板切割的温度场的有限元模型.经过初步计算,证明了数值模型的可行性,并初步得出了一些基本规律.     

影响滑行艇阻力数值计算的网格因素研究

为了获得有效的滑行艇阻力数值计算方法,采用粘性流体力学软件STAR CCM+,根据结构网格特点分别探讨了船体表面第一层网格节点高度、船体表面网格尺度以及流域网格节点分布系数三个因素对滑行艇阻力计算精度、收敛速度以及计算稳定性的影响。通过把不同网格划分方法所得到的数值结果与模型试验结果进行比较,确定了适合滑行艇阻力计算的网格参数。利用得到的网格方案对多种航态滑行艇阻力进行计算,计算结果与试验值的符合情况良好。     

螺旋桨水动力性能CFD预报中预处理的程式化实现

以DTMB4383大侧斜桨为例,立足于桨叶真实叶尖几何,详细阐述了螺旋桨水动力性能CFD计算过程中的桨叶几何和单通道域几何建模及其六面体结构化网格划分的程式化实现过程。程式化生成网格的适用性由DTMB4119桨、NSRDC4381和4383桨的无空化和空化水动力性能预报给予了验证。生成网格时考虑了网格类型、拓扑结构、网格密度和节点空间分布规律对计算精度的影响,可生成性能优越的命令流样本,保证CFD预报的精度。通过对命令行的编译操作,可以实现螺旋桨六面体网格高质量划分的快速操作,缩短CFD计算的预处理时间,扩大其工程应用。     

基于ANSYS温度场模拟的均质土坝稳定渗流数值计算

利用渗流场与温度场的相似性,运用大型的通用有限元软件ANSYS的热分析模块对渗流场进行仿真模拟计算.在计算过程中,通过ANSYS的APDL语言对模型进行编程计算,采用死活单元方法,运用自由面适应网格方法,从而计算出渗流相关物理量.为了验证计算结果的准确性,将相关结果与理论计算值进行比较,浸润线、渗流量和渗流场的数值都较为准确,结果表明ANSYS的热分析模块对均质土坝稳定渗流进行仿真模拟计算的可用性.     

船用EH36板两层两道焊接温度场分布

运用大型有限元分析软件Abaqus,对船用钢板EH36平板CO2气体保护焊的温度场进行三维动态分析。以8 mm EH36平板为研究对象,考虑材料的热物理性能和对流、辐射散热的影响,建立Y型坡口对接两层两道焊模型,利用过渡网格技术划分网格,采用双椭球热源模型和"单元生死"技术实现焊缝填充的动态过程。得到EH36温度场的分布规律,并研究层间冷却时间对焊接温度场的影响。     

一种网格 k-近邻集的边界点识别算法

为了高效识别聚类边界,根据边界周围区域存在密度差异的特征,提出了一种网格 k‐近邻集的边界识别算法（BGN ）。在网格空间中,该算法根据网格单元和它最近邻居单元的 k‐近邻集的质量及其单元间中心距离确定边界度,由边界度和边界阈值判断每个网格单元是否为边界单元或噪声单元。通过从边界单元中提取更靠边缘的数据作为边界点的方式,使得边界更精细。实验结果表明,该算法能有效和快速识别出多密度数据集的聚类边界和噪声。     

中厚度钛合金板受压稳定性试验及有限元分析

设计了四边简支板稳定性试验的加载、支承装置及试件,进行了中厚度钛合金板面内双向受压稳定性试验,测出了相应的极限压力Pcr;并与ANSYS软件的非线性有限元计算的结果作了比较,两者基本吻合;说明中厚度钛合金板采用有限元稳定性分析,选用20节点solid186体单元并计及材料非线性,是可靠有效的.     

基于面光滑有限元法的三维声传播问题研究

为解决标准有限元方法"过刚"的特性,采用一种基于面的光滑有限元法(FS-FEM)来求解三维声学问题,在FS-FEM模型当中,应用四节点的四面体单元来离散三维声场域,通过与四面体单元面相关的光滑域并运用伽辽金弱形式来建立线性离散系统的控制方程,在面光滑域上进行的梯度光滑操作能够"软化"原来"过刚"的FEM模型,因此能够减少数值离散误差。数值仿真结果表明:运用相同的网格密度,FS-FEM能够得到比FEM更加精确的计算结果。     

中厚度钛合金板受压稳定性试验及有限元分析

设计了四边简支板稳定性试验的加载、支承装置及试件，进行了中厚度钛合金板面内双向受压稳定性试验，测出了相应的极限压力Pcr；并与ANSYS软件的非线性有限元计算的结果作了比较，两者基本吻合；说明中厚度钛合金板采用有限元稳定性分析。选用20节点solid186体单元并计及材料非线性，是可靠有效的。     

基于奇异元计算分析裂纹尖端应力强度因子

采用两种奇异单元模拟裂纹尖端应力应变场的奇异性,建立了相应的计算裂纹尖端应力强度因子的ANSYS有限元模型。通过数值计算,分别考察了这两种有限元模型中裂纹尖端附近区域网格参数的变化对应力强度因子计算精度的影响,比较了应力强度因子对各个参数的敏感程度。发现采用20节点奇异元的有限元模型计算的应力强度因子几乎与网格参数无关,其计算结果更稳定可靠。该模型能够用于船舶及海洋工程结构中含裂纹构件的应力强度因子计算。     

三维网格重划分技术及其在焊接数值模拟中的应用

在结构焊接数值模拟中,运用热弹塑性有限元方法进行分析的主要问题是计算时间长、内存需求大.由于热影响区具有高度的非线性特征,温度、应力应变梯度较大,单元应当划分得很细;而远离焊缝的绝大部分区域仍然处于线弹性状态,单元可划分得相对较粗.这样就可对焊接构件不断进行网格重新划分,使细密的网格随着热源一起移动,从而减少计算的规模.研究了三维六面体网格重划分技术,进行不同网格之间的变量映射,实现模型网格重划分前后分析步的衔接.对平板和圆管的焊接分别进行了网格重划分和完整网格模型条件下的数值模拟,提取了焊接温度、焊接变形和残余应力.结果表明,网格重划分技术在保证计算精度的前提下,提高约30%的计算效率.     

深海球形耐压壳力学特性研究

研究了深海球形耐压壳计算方法。分别建立了球形耐压壳薄壳和厚壳的力学模型、浮力系数求解公式以及壳单元和体单元的数值模型。分析1~6km球形耐压壳强度、稳定性、储备浮力特性,并研究网格划分形式、单元类型、密度对数值计算结果的影响。研究结果表明,采用厚壳理论、体单元数值分析进行深海球形耐压壳设计与评估更为合理。在设计时,建议先根据内表面应力公式确定耐压壳厚度,再运用厚壳屈曲理论或数值分析校核其稳定性。     

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。     

Q235钢焊接温度场的数值模拟

文中应用ANSYS有限元分析软件,对薄板Q235焊接温度场进行了数值模拟,采用了ANSYS焊接仿真中高斯热源的一般加载算法:基于表参数的整面热流密度加载,得到了Q235的焊接温度场及特定节点的热循环曲线,与焊接实际生产条件相符。