车身静态刚度参数化有限元仿真分析系统开发

用空间壳单元shell93描述车身,利用耦合节点的方法,建立了各冲压件之间的焊接关系.在ANSYS中,建立了白车身的有限元模型.提取车身参数,开发了车身静态刚度的有限元仿真分析系统.以具体车型为实例,将有限元仿真分析得到的车身刚度衡量指标的变形量与试验结果进行了对比,二者非常吻合,证明了有限元仿真分析系统的可靠性.同时,有限元仿真分析系统还可以得到车身的扭转刚度、中部弯曲和尾部弯曲刚度及其Z向应力分布云图.对研究车身的静态刚度和车身的机构设计具有重要的实用价值.     

基于ANSYS Workbench的直齿轮接触分析

以一对相互啮合的渐开线直齿轮为研究对象,运用ANSYS Workbench建立了直齿轮接触的有限元模型,基于非线性接触算法对齿轮进行有限元分析,列举不同接触刚度取值对应的有限元计算结果并分析结果的收敛性,在此基础上,将仿真与传统理论计算结果进行比较,结果表明,利用有限元法分析齿轮接触问题是可行的。     

不同加载方式的斜齿轮接触分析

以一对相互啮合的渐开线斜齿轮为研究对象,通过APDL语言生成参数化几何模型,研究映射网格划分方式并建立了斜齿轮接触的有限元模型,基于非线性接触算法在不同加载方式下对齿轮啮合齿面的接触应力进行了分析,将仿真与赫兹计算结果进行了比较,讨论了不同加载方式对接触应力的影响.     

某石拱桥连续倒塌模拟及构件重要性评价

桥梁是国民经济重要的生命线工程,因此桥梁的安全事故会造成严重财产损失和人员伤亡.随着计算机技术的不断进步,计算机仿真在探求桥梁事故原因方面有着良好的应用前景.以近年来损失最为严重的石拱桥连续倒塌事故为例,利用大型通用有限元软件MSC.Marc,建立了石拱桥的精细化3D有限元模型,通过接触算法和生死单元对整个倒塌过程进行了仿真模拟,分析了可能的倒塌原因,并从结构广义刚度的概念出发,对石拱桥的各个部位进行了重要性评价.研究结果表明:模拟的倒塌过程与实际倒塌过程基本吻合,分析得到的石拱桥关键区域正确合理,可为拱桥的工程设计与施工提供参考.     

薄壁构件的抗碰撞吸能

以金属薄壁构件为例,研究其薄壁构件沿轴向压缩的历程,在给出薄壁构件的材料模型和有限元模型之后,用碰撞大变形有限元软件PAM-CRASH进行仿真,并对薄壁构件的截面对能量的吸收情况进行了分析,对正方形截面的单元胞和多元胞薄壁结构进行了吸能仿真分析,并对薄壁构件这种能量吸收结构提出建议.     

混凝土箱梁悬臂板空间数值仿真

针对混凝土箱梁悬臂板诸多算法的不合理性,应用大型通用有限元分析软件ANSYS,以三维实体单元对混凝土箱梁悬臂板进行空间数值仿真分析研究.考虑箱梁端部和跨中悬臂板根部的区别,研究了影响变厚度悬臂根部弯矩的主要因素.分析初拟的三种局部精细分析技术实施方案,总结局部精细分析技术在混凝土箱梁悬臂板空间数值仿真中的应用技巧.试验结果表明:美国规范公式计算结果过于保守、可接受程度低;桥规公式、魏斯特加公式以及沙柯公式计算结果单一、适用范围偏窄;空间数值仿真分析的结果与试验结果比较接近,准确度高.     

某变速箱壳数值模态与试验模态的分析与研究

以变速箱壳为研究对象,利用有限元分析方法得到变速箱壳的固有频率和振型。运用锤击法对变速箱壳进行试验模态分析,得到模态参数,将试验模态与仿真计算的结果进行比较,验证了有限元分析结果的可靠性。在此基础上对结构进行修改,并进行有限元分析验证,改进后变速箱壳的各阶固有频率得到提高,增加了整体刚度。     

橡胶金属装配一体式隔振器静态特性的有限元分析

以某型橡胶金属装配一体式隔振器为原型,结合有限元分析软件ANSYS,提出了该类型隔振器的静态特性有限元分析通用方法.文中对该型隔振器的一体式橡胶金属弹性元件的轴向、径向静态特性进行研究;利用ANSYS的单元生死和绑定接触功能来实现弹性元件与金属骨架的装配,建立该型隔振器总成的有限元模型;计算出其3个方向的静刚度,并对有限元计算结果与试验结果进行比较.结果表明:提出的方法是可行的,可推广应用于同类型的隔振器.     

基于多学科多目标遗传算法的摩托车车架优化

建立摩托车架有限元模型,计算不同工况下的强度、刚度以及自由模态和约束模态,验证了一维管梁单元模型可代替二维壳单元模型进行仿真计算。采用正交实验设计对优化变量进行灵敏度分析和选择。以自由模态和约束模态频率为优化目标,强度、刚度以及轻量化为约束条件,建立多学科多目标遗传算法的振动优化方案,得到车架整体系统的最优解,提高了车架结构振动特性。     

计算模型对简支箱梁和T梁剪力滞结果影响

以剪力滞效应为研究对象,分别采用MIDAS和ANSYS两种软件配合不同的荷载形式、单元类型和网格密度对一个简支箱梁模型和一个实际简支T梁结构进行计算对比,分析了模型参数和荷载类型对所得结果的影响,为剪力滞效应的有限元分析提供了参数。研究表明:对于同一计算工况,ANSYS比MIDAS所得应力幅值略大,实体单元比板单元所得应力幅值略大,高密度网格比低密度网格所得应力幅值略大,但偏差大都在±5%以内;当腹板与顶板无承托时,对于任意荷载作用,两种软件的1倍网格板单元即可准确得到顶板的剪力滞效应;当腹板与顶板有承托时,在点荷载和线荷载作用下,可采用板单元进行顶板的剪力滞效应分析,但对面和体荷载,则需要采用实体单元进行分析,并且均可采用1倍网格密度。     

基于动力显式有限元法的保险杠正碰数值仿真研究

阐述了汽车保险杠正碰数值仿真有限元模型的建立方法和动力显式有限元算法,并运用动力显式算法对保险杠的正碰进行了仿真,通过对不同厚度的保险杠吸能速率的研究,提出了保险杠的合理厚度范围。     

桥梁结构非线性实体有限元建模

桥梁研究中有一些特殊的分析,不仅需要考虑结构的非线性问题,而且要用实体单元模型计算关键点处的应力-应变状态。鉴于考虑非线性的实体有限元模型在桥梁工程中应用较少,为了提高计算模型的可靠性,分析和讨论了这种有限元模型构建过程中应该注意的若干问题,包括几何模型的选择、非线性本构关系的选择、边界条件的处理、荷载的施加、单元类型的选择和网格划分、非线性算法选择等。最后基于这些探讨,以一个钢-混组合梁为例,用非线性实体有限元法对其进行了承载能力极限状态的模拟,软件的输出数据与实验实测结果吻合较好,这证明了在一些特殊的桥梁结构分析中,采用考虑非线性的实体单元模拟是可行的。     

不锈钢激光焊分析试验对比研究

基于梁单元、壳单元建立激光焊拉剪试样有限元模型,对激光焊中心对中和偏移的焊接方式进行模拟分析,运用ANSYS有限元软件做线弹性分析,加载位移边界载荷,输出激光焊缝剪切力,与试验样件做对比分析,结果表明不同载荷下的激光焊强度预测结果与试验有良好的一致性,验证了模拟方法的可靠性.以有限元和试验对比分析的结果为基础,建立了完整的轨道车辆整车激光焊强度评估方法,并在某出口地铁上成功应用.     

事故车辆局部变形精细计算与模拟系统

在收集汽车碰撞事故相关典型案例基础上,以事故车辆局部复杂变形区域为研究对象,采用有限元方法、六面体网格生成算法及十节点曲边四面体对事故车辆变形部位变形前后划分网格.针对各网格单元,采用车辆动力学及弹性力学理论建立碰撞力计算模型以及碰撞瞬间速度计算模型.在汽车碰撞事故虚拟再现分析中,通过拟合网格单元以较高的计算精度得到事故发生前汽车的运动速度大小和方向.     

基于SYSWELD的铝制罐车环焊缝数值仿真相关参数优化

对铝制铁路罐车罐体环焊缝进行数值仿真时,应用壳-实体单元结合的建模方式对罐体其中一条环焊缝进行有限元建模,针对该模型,基于热弹塑性有限元理论,利用SYSWELD软件对其多道焊应力场进行数值仿真.通过改变焊缝及其附近区域(实体单元)的宽度以及焊缝两侧(壳单元)的长度来观察不同的焊缝尺寸参数对关注部位分布的各向应力峰值的影响.分析表明,合理的环焊缝尺寸参数使仿真计算在保证精度的同时节省了时间.     

混合梁斜拉桥钢-混结合段受力行为仿真分析

为探讨混合梁斜拉桥钢-混结合段的受力行为,以黑瞎子岛乌苏大桥为研究对象,采用通用有限元程序ANSYS,对其钢-混结合段的受力行为进行了非线性数值仿真分析.分析中考虑了结构和材料的非线性特性,采用非线性弹簧模拟栓钉的粘结-滑移行为,并与采用线性弹簧模型的分析结果进行了比较.计算结果表明:采用非线性弹簧单元模拟栓钉时,数值分析结果与试验结果吻合较好;在设计荷载作用下,采用线性栓钉模型和非线性栓钉模型的计算结果差别不大;采用不同的栓钉力学模型时,对结合段混凝土的初始裂纹扩展模式有较大影响,而混凝土大部分开裂后裂缝分布的差异不大.      

汽车错位碰撞事故再现分析模型研究

为了对汽车错位碰撞事故的仿真再现分析提供理论算法,在分析传统一维碰撞动力学模型的基础上,总结了其应用局限性.利用经典力学原理,构建了汽车错位碰撞动力学模型与运动轨迹模型.以实际事故案例为对象,分别利用上述模型与PC-Crash软件进行案例分析.将二者的再现分析结果进行了比较,同时与事故现场车辆残留痕迹进行了对比.对比分析结果表明,再现得到的汽车转动轨迹与现场痕迹一致,模型适用于小偏心错位碰撞的事故类型.     

高强混凝土与钢筋粘结-滑移的数值模拟

在梁的非线性有限元分析中,钢筋与混凝土界面的粘结-滑移是十分复杂的问题.为研究粘结长度对梁力学性能的影响,以粘结长度为变化参数构造了三根模型梁.基于模型梁几何参数,利用以前学者由试验得到的粘结滑移曲线,采用非线性弹簧单元COMBIN39模拟了钢筋和混凝土之间的粘结滑移,建立了粘结滑移关系曲线与弹簧单元F-D曲线的转换技术.基于ANSYS强大的后处理功能对考虑粘结滑移问题的混凝土模型梁进行了细致的研究,在一定程度上丰富了梁式构件的数值仿真理论.     

汽车错位碰撞事故再现分析模型研究

为了对汽车错位碰撞事故的仿真再现分析提供理论算法,在分析传统一维碰撞动力学模型的基础上,总结了其应用局限性.利用经典力学原理,构建了汽车错位碰撞动力学模型与运动轨迹模型.以实际事故案例为对象,分别利用上述模型与PC-Crash软件进行案例分析.将二者的再现分析结果进行了比较,同时与事故现场车辆残留痕迹进行了对比.对比分析结果表明,再现得到的汽车转动轨迹与现场痕迹一致,模型适用于小偏心错位碰撞的事故类型.     

基于不完整频响函数的结构整体状态评估

分析了土木工程结构的有限元模型,推导了损伤判别指标,构建了整体损伤计算方程组;利用最小二乘法求解得到结构中的各单元损伤状况.利用结构的频响函数图形的偏移程度对结构的损伤进行定性判定;通过不完整频响函数建立损伤识别指标对损伤位置进行识别;构建了损伤定量计算方程组;利用最小二乘法求解该方程组,并对损伤程度进行评估.仿真结果...