钽薄壁管焊接成形前期开口间隙场计算的有限元模型

为了控制钽薄壁管焊接成形的质量，进行钽薄壁管开口间隙场计算模型的研究。借助有限元方法、薄壳理论以及平板弯曲理沦，得到整体单元的刚度矩阵，建立了钽薄壁管开口间隙场计算的有限元模型。该模型精确描述了钽薄壁管焊前成形开口间隙的形状．利用该模型可以系统地研究钽薄壁管焊前成形的过程，为正确地选择成形工艺参数提供了理论依据。试验表明，理论计算与实测结果吻合得较好。     

开口管桩承载力计算方法及桩基模型研究

比较了《港口工程桩基规范》以及API RP 2A WSD规范中对于开口管桩单桩承载力两种计算方法各自的优缺点,利用有限元软件ANSYS对目前普遍采用的传统模型和基于荷载传递法的双曲线模型分别建立三维桩基有限元模型进行计算和比较,分析表明后者更加准确合理、适用性更广泛。     

船舶大开口结构有限元分析专用前后处理软件的设计

针对船舶大开口结构的有限元分析,编制了专用前后处理软件,软件采用参数化的网格设计,前处理只需按可视化界面输入一些简单的基本尺寸、材料及载荷数据,就能生成供计算使用的复杂模型。在后处理中,能直接显示甲板及舷侧开口区的应力分布图、应力值表和应力集中系数,提供的信息完整、图形直观、操作简洁。     

对接间隙对钽薄板TIG氦弧焊熔池形态影响的数值分析

为了研究焊接过程中对接间隙对熔池形态的影响,本文基于有限元分析软件ANSYS,针对钽薄板微间隙TIG氦弧焊接方法,用数值模拟的方法计算了钽薄板TIG氦弧对接焊过程中对接间隙存在时温度场的分布以及不同对接间隙时熔池表面形态的变化.分析了对接间隙的变化对熔池表面形状的影响,并对间隙存在时焊枪偏离焊缝中心的温度场进行了分析.计算了由于边缘效应和焊接热源有效作用范围带来的热传递效应不同时工件内温度场的分布.计算结果表明间隙的存在造成温度场分布不均,是熔池表面形态呈现椭圆形的一个决定性因素,这种影响随焊接时间的增加更为明显.研究结果对制定TIG焊工艺具有实际指导意义.     

船舶十字焊接接头在不同位错精度下应力集中系数的有限元计算

研究了船舶十字焊接接头在不同位错精度上的力学性能。建立了船体十字焊接接头有限元应力分析的力学模型，利用增量法，对由２１．５ｍｍ，２５ｍｍＢ级船用钢组成的船体十字焊接接头进行了平面应变的有限元应力弹塑性分析；研究了不同位锚精度下十字焊接接头的应用力集中系数，并分析了不同焊角尺寸对十定焊接接头应力集中程度的影响，这将对制订更为合理的船舶结构十字接头位错精度标准提供了可靠的依据。     

燃气轮机高压涡轮叶顶间隙变化规律的有限元分析

高压涡轮叶顶间隙会直接影响到燃气轮机的功率、效率、油耗和寿命。利用有限元等软件,建立了叶片、轮盘和机匣外环的实物模型;通过热结构耦合分析,计算得到各自在温度场和离心力场作用下的径向位移,进而得到叶顶间隙变化规律,并进行了分析。计算结果表明：温度场变化是引起叶片和轮盘径向变形的主要因素;离心力对轮盘径向变形的作用比对叶片径向变形的作用要显著得多;热和离心力变化是间隙变化的两个主要因素;叶片、轮盘和机匣的热响应不一致以及离心力对转子的拉伸作用导致其径向膨胀变形不匹配,进而引起间隙变化;快速增减速度对间隙的影响最为明显。     

大开口深拖母船全船强度有限元分析

某深拖母船为实现作业功能,在船舯位置设有上下贯通的大开口结构,该结构特性会严重削弱目标船的总纵强度和弯扭强度,因此在针对该开口区域进行详细设计后,还有必要采用全船结构有限元分析方法来评估结构强度和变形水平。通过设计波法得到波浪载荷,计算全船在各种工况下结构的应力、变形结果,总结出该船型的受力特点,并结合全船结构强度直接计算结果,选取的典型节点进行疲劳强度评估,得到各个典型节点的疲劳寿命。计算结果对目标船的结构优化具有参考意义。     

激光焊接夹层甲板板格强度计算的子模型方法

提出了基于有限元软件ANSYS的激光焊接钢质夹层甲板板格结构强度计算的子模型方法。分别对考虑激光焊接焊缝缺陷的I型夹层板格结构的壳单元计算模型和体单元子模型进行强度分析,并与全部体单元模型的芯层与上下面板连接处及面板中部处应力分布计算结果进行对比,验证壳单元计算模型和子模型方法用于计算夹层甲板板格强度的正确性。计算结果表明,对强度特征关注区域,可建立多个体单元子模型,确定子模型边界影响区域范围,从而可较为准确地评估夹层甲板板格结构强度特性,包括焊缝处应力分布。壳单元计算模型可获得较为精确的板格变形值,但无法考虑激光焊接焊缝缺陷,获得的焊缝处最大应力值明显偏小。     

典型船舶焊接接头应力集中系数有限元分析

利用MSC/Patran and MSC/Nastran对焊接中常见的对接接头焊趾处的应力集中系数进行有限元建模和计算,在分析有限元计算结果的基础上,提出比较完整的估算焊接接头应力集中系数公式。     

有限元分析灯泡贯流式发电机贴壁式定子间隙

随着当代科学技术的快速发展,使用工程计算软件对工程设计的可靠性进行校核已经成为一种十分有效的方式和手段.本文基于现代有限元分析专业软件ANSYS,对灯泡贯流式发电机机组贴壁式定子间隙进行研究,在结构及热两个领域对定子机座和定子铁芯进行耦合分析研究以确定间隙设计的可靠性,分析结果表明此种灯泡贯流式发电机贴壁式定子间隙设计合理.     

围壁补强的圆柱壳开孔结构有限元分析

考虑到潜艇耐压壳上不可避免地要设置一些正交单圆孔,并采用围壁进行补强,利用ABAQUS通用有限元软件对该结构形式的系列模型进行求解,并利用等效原理分离出各应力成分,最终得出开孔率、围壁厚度、围壁高度以及围壁在壳体外的比例对各应力成分的影响规律。     

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.     

基于有限元法的锅炉过热器管剩余寿命预测

过热器换热过程的研究涉及到热流固耦合问题。基于热流固耦合控制方程,首先用FLUENT对过热器管进行流场分析。然后应用ANSYS结构分析模块得到过热器管应力场分布。最后在应力场计算结果的基础上,分别利用断裂力学及Monte-Carlo模拟法对过热器管进行了剩余寿命预测。结果显示,基于Monte-Carlo模拟法得到的剩余寿命具有更高的保证率。     

大开孔圆柱壳极限载荷的有限元分析

利用有限元法分析大开孔加强的圆柱壳在外压作用下的屈曲性能,采用非线性有限元法对结构进行弹塑性分析,通过结构上最大塑性变形点的载荷位移曲线,用两倍弹性斜率法确定其极限载荷值,根据数值计算结果提出大开孔圆柱壳的稳定性设计建议.     

船用5083铝合金随焊滚压工艺的有限元计算

船用5083铝合金在焊接过程中较易出现热裂纹,主要原因是在脆性温度区间存在较大的收缩内应力。为此,对随焊滚压工艺进行研究,采用有限元分析软件MSC.Marc进行焊接工艺模拟,综合考虑焊接热源模型、材料性能和滚压等边界条件,建立船用5083铝合金工件的随焊滚压有限元模型,对比船用5083铝合金薄板在普通焊接工艺及随焊滚压工艺下的焊后残余应力。计算结果表明,在随焊滚压工艺下选择合适的轮枪距及压下量可有效降低焊后残余应力。     

基于有限元法的船舶艉轴承负荷优化

基于有限元法建立艉轴承负荷优化模型,探讨艉轴承负荷优化过程中的目标函数、约束条件和设计变量的选择原则及影响因素。采用APDL语言编写负荷优化程序,通过优化,艉轴承负荷减少约11%,减少了艉轴承的磨损,提高了轴承的使用寿命。     

墩-筏基础模型试验和有限元分析

通过三维弹塑性有限元程序并通过一定的室内模型试验对墩——筏基础在不同荷载作用下的工作性状进行了研究。得出了适合于墩——筏基础的一系列规律，能够很好地分析墩——筏基础的荷载分配比问题，从而为工程实践提供了一定的理论依据。     

基于响应面法及有限元模拟的小半径弯管成形优化

结合响应面法分析与有限元模拟,研究多因子作用、多指标限制下的弯管成形,为船用弯管生产的模具配置提供技术支撑。针对某尺度的小半径弯管,基于四个设计因子,考察起皱率、减薄率及扁平度三个成形指标。利用"中心复合设计"制定试验方案,共进行25次有限元试验;得到指标响应模型,给出因子影响规律及推荐取值;获得主要限制指标及同时满足三重指标的合格区域;验证某优化点,成形指标均满足要求,且与响应面预测值吻合较好。