基于单元生死的焊接温度场模拟计算

在用有限元进行焊接温度场的数值计算中,通过控制单元的生死,来模拟焊缝的形成和焊接热量的输入,计算结果与焊接温度测试结果很接近。表明本计算方法能够准确计算焊接温度场,是一种实用的工程计算方法。

焊接过程数值模拟热源模式的比较

焊接热源模式是焊接数值模拟研究的一个重要内容。文中简要介绍了焊接过程数值模拟热源的各种加载模式:高斯分布函数、双椭球分布函数、生死单元方法。针对具体算例,采用3种不同的热源加载模式进行三维焊接温度场的数值计算,并比较不同方法计算焊接温度场结果的差异。结果表明,生死单元方法是一种简单的热源加载模式,其计算效率优于其他2种加载方法。

箱形多模式微波加热器谐振腔的设计及电磁场分布研究

叙述了一种箱形多模式微波加热器谐振腔的设计,以及有限元法计算谐振腔内部电磁场分布的原理和方法。对所设计谐振腔在TE152谐振模式下内部电磁场分布进行了仿真分析,证明该谐振腔总电磁场分布较为均匀,为微波加热器的设计提供参考。

柴油机缸体铸件的热时效处理

对柴油机缸体铸件在铸态和热时效处理后的残余应力进行测试分析。试验结果表明,热时效处理可以有效地降低缸体铸件的残余应力。在本试验中,铸件经过热时效处理后,其残余应力显著降低,平均降低了83%。

风力机叶片立体图的设计

按照叶片设计的实际过程,在涡流理论设计叶片参数的基础上,提出了一种能在计算机上立体显示叶片截面及结构的设计方法。即基于点的坐标的几何变换理论求解叶片各截面在空间实际位置的三维坐标,基于三维几何建模理论对叶片实体建模。本研究为风力机叶片及其它相似复杂形体的计算机绘图提供了依据,为叶片进一步分析奠定了基础。

Box-Cox变量变换拟合法估计三参数P—S—N曲线的研究

提出一种基于变量变换法的Box-Cox变量变换拟合法,可以解决不同应力水平下对数疲劳寿命不满足正态线性Gauss-Markov假设的三参数P—S—N曲线拟合问题;选取LC4、40CrNi Mo和LY12CS材料的试验数据对文中方法的有效性和可靠性进行验证。数据分析表明,文中方法估计的三参数P—S—N曲线比利用最小二乘法的拟合效果更好。在两种可靠度下曲线拟合的相对误差可降低至最小二乘法拟合的1/2,最大可降低至1/4,使变换后的模型残差达到最小。改善并稳定了回归模型的残差分布,得到回归系数估计值的最佳无偏估计,还原变换后得到非线性能力较强的幂函数模型,从而提高原始数据的三参数P—S—N曲线的拟合精度和可信度。

一种多轴循环本构关系预测方法

该文研究表明,非比例加载下材料多轴循环本构关系中,塑性应变不仅与应力状态有关,还与其应变路径密切相关。根据材料在多轴非比例加载下产生附加强化的机理,基于临界平面法,分析和计算能够表征与应变路径相关性的塑性应变能;在Osgood-Ramberg方程的基础上,结合塑性应变能和利用von-Mises准则合成的等效应变,对多轴循环等效应力应变关系中的循环强度系数和循环应变硬化指数进行修正,并考虑了平均应变的影响;提出一种能反映应变路径相关性的多轴循环本构关系的预测方法。该方法基于材料产生塑性变形和疲劳损伤的机理,考虑了应力状态和应变路径对多轴循环本构关系的影响,并利用45钢和40CrMo钢,在多种典型应变路径下的疲劳试验数据,对该方法的准确性进行验证。结果表明,该方法能同时适用于比例与非比例加载,多轴循环稳态应力响应的预测结果与试验结果吻合良好,方法简单,便于工程应用。

振动流化床隔振弹簧的数字化设计

应用Solid Works和ANSYS软件对振动流化床隔振弹簧进行数字化设计,根据隔振弹簧的刚度计算和静强度有限元分析,确定隔振弹簧的几何尺寸。材料力学和有限元方法计算结果与试验测量结果比较表明:(1)有限元方法计算结果与材料力学计算结果基本一致,试验测量值>材料力学计算值>有限元方法计算值,隔振弹簧满足设计要求;(2)数字化设计方法能准确和快速地得到圆柱螺旋弹簧的静态特性,能够大大缩短产品的开发周期。

薄板焊接热循环的测定

为了验证薄板焊接温度场数值模拟的正确性,应用虚拟仪器技术设计了一套焊接热循环动态检测系统。通过串联多个数采模块,可以同时测量多达100个点的温度。在本实验中,采用该系统对薄板局部点的焊接热循环进行了测量。结果表明,薄板焊接过程的数值模拟结果与实验检测结果比较吻合,验算了焊接热循环模拟计算结果的合理性,表明该虚拟仪器可以作为多点测量焊接热循环的可靠测试手段。

直驱风电系统最大功率捕获技术的仿真分析

对直驱风电系统最大功率捕获技术进行了仿真分析。在仿真过程中,通过控制发电机组转速来实现风力机的最佳运行,使功率系数、风力机转速及输出机械功率等参数都能运行在不同风速下的最优值,从而最大限度地捕获风能。当发电机组达到最优运行时,再通过控制整流器使其输出恒定的电压。

灯泡贯流式水轮发电机转子辐板动应力测试

根据测试需要,设计自制了分体式碳刷集流环,对灯泡贯流式水轮发电机转子辐板进行了动应力测试.结果表明,动态测试过程稳定,所设计和制造的集流环完全满足试验要求,测试数据可以用于结构载荷谱的编制和疲劳寿命分析.

薄板焊接特征屈曲的数值分析

在薄板焊接中,由于局部加热和迅速冷却产生了沿焊缝方向的焊接收缩应力,而导致焊接薄板发生屈曲变形。本文采用以热弹性为基础的有限元数值模拟与薄板结构稳定理论相结合的方法,对薄板焊接屈曲变形进行计算机数值模拟,并且分析了约束类型、单元尺寸、长宽比对薄板焊接屈曲载荷的影响,最后得出焊接薄板的屈曲失稳判据。

微波辅助提取甘蔗糖分的工艺研究

以蔗糖提取量为考察指标,采用单因素分组试验和正交优化试验考察微波辅助法提取蔗糖的工艺条件。微波辅助提取法的最佳工艺条件为:微波输出功率80%,提取时间15min,水料比3∶1(V∶W),pH值7.2,提取1次;提取量为24.946g。与常规热水提取法相比,微波辅助提取法具有高效、节能、省时的特点。

基于WINDOWS平台的铸件冷却过程测试系统

介绍了应用VisualC++7.0开发的基于WINDOWS平台的铸件冷却过程温度测试系统的设计方法和主要功能,并成功用于现场测试缸体和缸盖铸件的冷却曲线。

襟翼对风力机叶片翼型气动特性影响的数值模拟

对S823翼型及其对应的带有Gurney襟翼的翼型进行了数值计算,针对风力发电机运行环境,研究Gurney襟翼对S823翼型气动性能的影响。计算结果表明:带有Gurney襟翼的翼型明显改善了翼型压力面和吸力面的压力分布,因此翼型升力及升阻比均比翼型原型有显著增加。

糖粉分离器的结构优化设计

为了分析糖粉收集过程中,分离器分离效果不佳的现象,采用Fluent软件对糖粉分离器进行仿真分析。基于现有结构,分别改变分离器出口结构、增加分离器高度、减小分离器筒径、筒内装置螺旋导流叶片,比较不同结构对分离器分离效果的影响,并讨论了进风方式对分离器分离效果的影响。研究结果表明,糖粉分离器靠近出口段分离能力较弱,导致风机口糖粉喷出;装有螺旋导流叶片较其他结构更有利于分离能力的提高;进风方式对分离效果有一定影响,采用进口通入空气的方式,比出口抽吸空气的方式分离效果好,但进风方式对糖粉分离器分离能力影响相对较小;带有螺旋导流叶片的糖粉分离器更加适合糖粉的收集与分离。

平均应力对焊接接头旋转弯曲疲劳性能的影响

对１５ＭｎＶＮ钢手工电弧焊焊接接头的疲劳性能进行了试验研究。在旋转弯曲疲劳试验中，通过施加轴向载荷，改变试样的应力分布，以研究平均应力（应力比）对其疲劳强度的影响。试验结果表明，疲劳裂纹萌生于焊接缺陷。随轴向应力（平均应力）的增加，焊接接头疲劳强度降低；材料常数Ａ和Ｂ呈指数性衰减。在应力比大于－０．５时，应力幅与疲劳寿命曲线近似为一组平行直线。疲劳强度（应力幅）与疲劳寿命的定量关系为Ｓａ＝３２９．４０４ｅ－１．０６９Ｒ－２５．７０９ｅ－１．３６９ＲｌｇＮｆ。

焊接过程数值模拟热源模型的研究进展

焊接数值模拟是当今材料加工领域的一个研究热点,并得到了越来越广泛的应用,本文介绍了焊接过程数值模拟热源加载模式的研究进展。高斯分布函数、半球能量密度分布函数、椭球、双椭球能量密度分布函数常应用在焊接过程数值模拟中,但计算量大,为了简化计算,开始采用分段移动高斯热源模型,高斯串热源,分段移动双椭球模型,在保证精度的情况下,提高了计算效率,应用生死单元技术可以处理复杂焊接模拟的热输入问题。

风力发电机叶片模具的设计与数控仿真

Pro/Engineer和MasterCam的结合使用是目前国内机械制造业最为普遍的生产模式。介绍了两者在风力发电机叶片制造中的应用,根据叶片的特点,介绍了切实可行的叶片造型方法和模具设计方法;应用Mastercam的实体仿真功能,找出了叶片加工的最佳加工参数,在生产中有着非常高的实用价值。

应力强度因子的有限元计算

分别介绍和讨论了应力强度因子的有限元计算方法和如何进行裂纹体的有限元建模,应用ANSYS有限元分析软件计算了紧凑拉伸试样的应力强度因子,验证了方法的有效性。