ADAMS用户子程序在软着陆动力学仿真中的应用

软着陆是实施月球表面探测的一项关键技术,为得到月球着陆器的着陆性能,采用ADAMS软件进行动力学仿真。由于着陆器缓冲装置中常采用铝蜂窝结构,且它具有独特的力学特性,仿真时采用了用户子程序,通过在"阿波罗"试验模型中加载子程序实现了系统仿真。最后将仿真结果和相关数据比较,验证了该子程序和建模方法的正确性。

基于用户子程序的橡胶类材料接触分析

基于大型非线性有限元软件MSC.Marc。并利用MSC.Marc提供的二次开发平台,通过编写用户子程序,对刚性楔体和橡胶缺口的接触问题进行了非线性有限元分析。结果表明橡胶缺口的尖端场分为扩张区和收缩区,变形前扩张区十分狭窄,变形后则变得十分宽阔,而收缩区,变形前十分宽阔,而变形后则变得非常狭窄。同时将有限元计算结果与理论解进行比较,结果吻合很好。

基于ABAQUS用户子程序UMAT的TGO氧化过程数值模拟方法(英文)

热生长氧化物TGO在高温环境中的形成一直是影响热障涂层系统(TBC)的重要因素。基于ABAQUS材料用户子程序UMAT建立了一个不同于目前有限元方法的数值模拟方案,以此模拟在高温氧化环境中热生长氧化物的生长形成过程,该分析方法突破了TGO厚度的限制。通过与目前权威研究结果比较分析发现,两者表现出较好的吻合度,说明该分析策略的正确性和有效性,为以后全面研究掌握热障涂层保护系统(TBC)的力学性能提供了参考和依据。

基于Adams用户子程序的交互式仿真过程控制

研究使用Adams用户子程序进行二次开发的方法实现对交互式仿真过程的控制.在每一步的仿真结束后与主系统进行数据的交互,将Adams仿真的控制权交给主系统,实现Adams与主系统的交互式仿真.最后,通过与传统仿真方法得到的数据结果的对比分析,验证应用Adams用户子程序实现对交互式仿真的控制方法的正确性、可行性.

一种新的超弹性本构模型用户材料子程序开发

橡胶超弹性本构模型不仅可对橡胶在工程中的应用提供理论指导,还可进一步将本构关系写入有限元中用于仿真模拟。为此提出了一个新的超弹性本构模型,该模型能够较好地拟合三类拉伸实验数据,并基于所提出的本构模型开发ABAQUS用户材料子程序UMAT。将所开发的子程序用于三类拉伸实验有限元仿真,对比仿真结果和本构模型的理论值可以发现,两者间只存在细微误差,表明所开发的子程序能够契合本构模型的力学描述。

MSC Adams用户自定义子程序在卫星姿控系统仿真分析中的应用

利用MSCAdams中用户自定义子程序方法建立卫星姿态控制系统的模型,对卫星附件在轨展开过程进行卫星姿态动力学仿真分析.

基于ABAQUS的钢管混凝土中核心混凝土用户材料子程序二次开发

针对钢管混凝土中的核心混凝土,采用现有的核心混凝土单轴受压本构关系及《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)中给出的滞回规则,利用大型通用有限元分析软件ABAQUS提供的二次开发平台,开发了核心混凝土用户材料子程序UMAT,并分别在材料、构件及结构层次上进行了验证。结果表明,采用所开发的核心混凝土用户材料子程序在总体上能较好地模拟钢管混凝土结构或构件的力学性能,且具有较高的分析效率。

C语言在ADAMS用户定义子程序中的应用

通过常见的弹簧阻尼系统,以VFOSUB为例,详细讨论了应用C语言开发用户定义子程序的全过程。介绍了VFOSUB的接口、系统状态变量的测量、力矢量的计算、偏导信息反馈的理论基础与反馈途径,以及用户定义子程序的编译与连接方法,并通过对比验证了所用方法的正确性。这些方法在应用C语言进行ADAMS的二次开发的过程中具有普遍的参考意义。

ABAQUS子程序UAMP的应用

对使用ABAQUS对模型当中的某部分施加某个非线性力的情况进行了分析[1];如果这个非线性力是时间、速度或者位移等量的函数时,使用ABAQUS中力的幅值添加很难实现,此时ABAQUS的用户子程序UAMP或者DLOAD就可以很容易的实现上述功能;阐述了UAMP的功能,对UAMP的应用进行了研究,达到了灵活解决该类问题的目的。

气动潜孔锤虚拟样机中活塞驱动力子程序的开发

在应用ADAMS软件建立气动潜孔锤虚拟样机过程中,由于各气室气体状态数学模型较为复杂,使得与之相关的活塞驱动力难以通过现有的ADAMS库函数直接加载,需要开发相应的ADAMS用户子程序。介绍了ADAMS用户子程序的应用原理,阐述了基于C语言的ADAMS用户子程序的实现过程;利用C语言编写了活塞驱动力的用户子程序,实现了活塞的驱动力和各气室气体状态、活塞位置之间的复杂函数关系,使得系统仿真顺利进行。通过在气动潜孔锤仿真中的应用,说明了ADAMS用户子程序对于丰富ADAMS函数库和控制复杂仿真有着重要意义。

基于Aspen Plus的动力学子程序开发及固定床反应器模拟

介绍了Aspen Plus用户子程序的开发过程。采用Aspen Plus的Rplug模块,结合Fortran动力学子程序,对固定床反应器进行了模拟,并与考虑了径向温度、浓度分布的二维模拟结果进行了比较。通过对比表明AspenPlus与动力学子程序相结合的方法模拟固定床反应器结果可靠。

副车架衬套分数阶粘弹动力学模型构建与应用研究

通过某车后副车架衬套动刚度试验数据分别辨识了分数阶Kelvin-Voigt模型和高阶分数阶导数FVMP模型,通过对比辨识拟合误差最终选择高阶分数导数三单元并联的衬套数学模型。基于Fortran语言和Adams中的用户子程序Gfosub文件,完成了橡胶衬套力学模型编写和编译,搭建了整车平顺性仿真平台,对提出的建模方法进行随机输入仿真试验。结果表明:线性模型的后座椅导轨加权加速度均方根值与试验值之间的误差大约为14.1%,新建模型的误差大约为9.2%,更接近实车平顺性评价指标,证明了模型的有效性。

选区激光熔化Al-Mg-Sc-Zr铝合金成形过程数值模拟

基于Al-Mg-Sc-Zr合金粉末,建立了选区激光熔化(SLM)三维有限元模型,分析了Al-Mg-Sc-Zr合金的SLM成形过程,并进行了试验验证。结果表明:AM Modeler插件能够极大地缩短计算时间,效率提升57%。温度场中,基于AM Modeler插件模拟得到的最高温度比DFLUX用户子程序低365℃,比DFLUX用户子程序模拟结果低;应力场中,AM Modeler插件模拟的残余应力偏高,成形区域的最大残余应力比DFLUX用户子程序模拟结果高45 MPa。AM Modeler插件和DFLUX用户子程序模拟的熔池平均宽度分别为117.06和128.31μm,道次间平均搭接率分别为36.39%和45.15%。相同工艺参数下SLM试样的熔池平均宽度和熔池平均搭接率分别为136.11μm和40.75%。AM Modeler插件和DFLUX用户子程序模拟的熔池宽度与试验结果的偏差为14.0%和5.7%,搭接率与试验结果的分别偏差为10.7%和10.8%。通过DFLUX用户子程序进行Al-Mg-Sc-Zr高强铝合金SLM成形模拟能获得更高的精度,但与AM Modeler插件相比其效率偏低。

基于Abaqus二次开发用户自定义场的功能梯度材料人体骨骼建模

用Abaqus提供的接口进行二次开发,提出功能梯度材料人体骨骼的建模方法.提出使用用户自定义场子程序(USDFLD)处理大变形和大位移等复杂情况的算法以及数据传递的办法,从而避免使用复杂的用户自定义材料子程序(UMAT);研究网格划分密度对分析结果和网格收敛性的影响,以确定有限元离散人体功能梯度材料的合理性.

汽轮机部件多轴蠕变-疲劳寿命评估方法

汽轮机汽缸、转子等高温部件运行中受到疲劳损伤和蠕变损伤,二者的损伤机制会互相影响,有必要对疲劳损伤和蠕变损伤以及二者的耦合作用进行评估。在Ohno-Wang循环塑性模型基础上进行了拓展,提出了一种统一黏弹塑性循环材料本构模型,在ABAQUS平台上采用UMAT用户子程序开发了多轴蠕变-疲劳耦合分析程序。采用该程序对1 000 MW超超临界机组高温转子进行了多轴蠕变-疲劳寿命评估,结果显示损伤最大的位置出现在第1级动叶叶根轮槽位置。研究成果可为汽轮机高温部件的寿命评估提供技术支撑。

一种快速的生物软组织损伤修复计算方法

心血管疾病的产生与生物软组织损伤修复过程密切相关。计算方法在理解生物软组织损伤和修复的基本机制中具有重要意义。然而,现有损伤修复模型往往需要大量计算时间,并且不易于有限元实施。在本文中,结合梯度增强型非局部损伤模型、稳态驱动重构模型和损伤诱导生长模型,提出了一种快速的非局部损伤修复模型。在所提出的模型中,修复相关变量能够被显式表达。另外,采用自适应时间增量方法进一步减少计算时间。所提计算模型通过用户子程序UMAT与有限元软件Abaqus相结合,实现其有限元求解。算法的有效性通过多个经典算例进行了验证,最后,通过模拟动脉瘤的长期发展,阐述了模型在真实生物力学问题中的潜在应用。

基于程序的悬架衬套动力学特性参数识别与应用研究

以橡胶衬套为研究对象,介绍了一种非线性的仿真方法。利用FORTRAN语言对ADAMS中的GFOSUB文件进行编写,包括零部件的数学模型、参数识别、控制结构、循环结构。在ADAMS进行力学特性仿真时用GFOSUB文件代替橡胶衬套进行仿真试验。同时,利用FOR-TRAN语言编写了非线性橡胶衬套数学模型函数。在ADAMS中进行四台柱平顺性仿真试验对比。结果表明:非线性数学模型加速度幅值比线性降低5%~10%,频域峰值靠前0.5~2 Hz,更贴切实际情况。证明了悬架衬套的动力学特性对车辆平顺性能有着至关重要的作用。

加筋路基边坡筋土界面应变软化模型研究

土与土工合成材料之间相互作用机理的复杂性,使得通用计算程序中简单的接触面单元模型不能满足模拟界面非连续性变形的要求。为了模拟界面的位移-软化特性,通过ABAQUS中FRIC用户子程序二次开发平台纳入了界面非线性应变-软化本构模型。建立的直剪试验数值模拟验证了界面模型的有效性和可靠性。数值试验与理论计算结果非常吻合,表明该界面模型可以模拟土与土工合成材料界面的非线性位移软化行为。非线性应变软化界面模型在ABAQUS中开发的方法和实现过程为其他界面模型的开发提供了参考。

基于随动时变风载荷的车载导弹发射动力学研究

为探究随动时变风载荷作用下车载导弹武器系统发射时的响应特性,基于动力学原理与有限元方法在ABAQUS中建立了车载导弹武器系统有限元仿真模型,并运用了ABAQUS用户子程序进行联合二次开发以实现随动风载荷的实时加载,分析了在不同风速、不同发动机推力偏心角和不同地面倾角条件下风载荷作用力对导弹姿态的影响规律与发射筒的振动情况。研究结果表明:风载荷不仅对导弹出筒姿态与发射筒振动情况有较大影响,而且会对发动机推力偏心角与地面倾角引起的发射精度偏差产生促进或阻碍作用。

考虑损伤的混凝土用户材料子程序二次开发及验证

基于《混凝土结构设计规范》(GB 50010—2010)给出的考虑损伤的混凝土本构关系,利用ABAQUS软件提供的二次开发接口,分别开发了隐式混凝土用户材料子程序UMAT及显式混凝土用户材料子程序VUMAT。采用开发的用户材料子程序,首先计算了与给定应变历程对应的应力-应变滞回曲线,然后对不同荷载作用下的钢筋混凝土柱和平面框架进行了模拟,对其分别在材料、构件和结构层次上进行了验证。结果表明开发的混凝土用户材料子程序具有较高的计算精度和效率,能较好地模拟钢筋混凝土构件或结构的静力或动力性能。