附加质量法在ANSYS中的实施

利用参数化设计语言在ANSYS中实现了桥墩流固耦合动力分析中的附加质量法 ,并在ANSYS的工具栏中实现了界面友好的操作菜单 ,使用户经过简单的操作实现桥墩的动力分析。

基于虚拟样机技术的柴油机建模与动力学仿真

以某16缸柴油机为研究对象,结合有限元软件ANSYS和多体动力学软件Adams构建了柴油机的虚拟样机模型。对比研究了全刚性体模型、曲轴为柔性和机体曲轴均为柔性3个多体模型的曲轴主轴颈和曲柄销承载曲线的异同。结果表明,曲轴和机体的柔性化对主轴颈的载荷时间历程曲线有较大影响。

压电陶瓷非线性断裂的有限元分析

提出了一个简单的包含有极化反转及电饱和影响的压电材料的本构模型。在此基础上实施了非线性有限元分析 ,并以局部J积分作为断裂准则 ,导出了作用电场与断裂载荷的关系曲线 。

韧性断裂准则在高强钢板料成形中的应用

针对板料成形中的韧性断裂准则预测成形极限的方法,进行了综述和分析,提出了利用韧性断裂准则能够较好地预测塑性差的板料成形极限,而且还能考虑应变路径的变化.将Cockroft和Latham准则应用到高强度钢板DP590的成形预测中.对高强钢DP590进行了单向拉伸试验,获得了相应的物性参数.同时对该高强钢进行了方盒件成形试验,并进行了相应的有限元模拟.通过对高强钢的极限试验,利用有限元模拟获得了该材料的Cockroft和Latham准则常数.最后利用该常数对方盒件的拉深过程进行了缺陷的预测,模拟结果和试验结果完全吻合.表明韧性断裂准则是可以应用到高强度钢板的成形中的.

形状记忆合金热力学行为的模拟

基于塑性流动法则和马氏体相变动力学 ,引入马氏体体积分数和相变应力间的关系 ,对形状记忆合金的热力学行为进行了模拟 ,算例表明本文提出的形状记忆合金本构模型与实验结果比较吻合 ,且实施起来简单易行 ;

形状记忆合金纤维复合材料的等效力学行为

在Aboudi提出的胞元模型以及Liu等建立的形状记忆合金的本构模型的基础上,由Legendre多项式,假设每个子胞元的位移场、应变场和应力场,再由子胞元间交界面的应力连续条件和外荷载边界条件推导出基体为弹塑性材料的形状记忆合金纤维复合材料的胞元模型;模拟了呈周期对称的形状记忆合金纤维复合材料受轴向单向拉伸、横向拉伸和横向剪切荷载作用下的等效力学行为,与有限元解进行了比较,结果基本一致。与有限元法比较起来,本文推导出的形状记忆合金纤维复合材料的胞元模型更具高效性。

形状记忆合金的研究进展

综述了形状记忆合金作为一种功能材料的特性,以及其本构关系的研究进展;简要介绍了它在各种不同领域中的应用;最后指出当前研究形状记忆合金存在的问题。

形状记忆合金的有限元分析方法

基于Boyd和Lagoudas的形状记忆合金的本构模型 ,进行了增量有限元列式的推导 ,并在计算机上实施。对受单向拉伸的形状记忆合金以及中间开孔的形状记忆合金平面应力板进行了有限元分析 ,并分别与实验值和解析解做了比较 ,表明文中的有限元法是正确和有效的。最后还对形状记忆合金悬臂梁在不同温度下的变形进行了模拟。

压电陶瓷非线性断裂的再生核点法分析

采用一个简单的包含有极化反转及电饱和影响的压电材料的本构模型,以局部J积分作为断裂准则,应用再生核点法这一无网格数值方法导出了作用电场与断裂载荷的关系曲线,该曲线的趋势与Park的实验观察现象一致。本文还介绍了再生方程、再生核点法形函数及本质边界条件处理的边界转换法,计算程序采用面向对象方法实现。

PZT陶瓷的断裂分析

与有限元法相比,无网格法由于只需节点不用单元而在压电分析中具有优越性。采用一个简单的包含有极化反转及电饱和影响的锆钛酸铅系压电陶瓷(PZT)的本构模型,以局部J积分作为断裂准则,应用再生核点法这一无网格数值法导出了作用电场与断裂载荷的关系曲线,该曲线的趋势与Park[1]的实验观察现象一致。计算程序采用面向对象方法实现。

形状记忆合金的本构模型及其有限元实施

基于塑性力学中屈服面的概念以及Liang和Brinson提出的马氏体体积百分量和应力、温度间的关系,提出了适用于描述多维形状记忆合金的形状记忆效应和伪弹性效应的本构模型,并用T.L.法对该本构模型进行了非线性有限元实施。算例表明该本构模型与实验结果比较吻合,且只需对现有非线性有限元程序稍做修改就可得到实施,简单易行,有一定的实用价值。

基于SYSWELD的列车转向架结构焊接数值模拟

列车的转向架是保证车辆运行品质与运行安全的关键部件,构架又是其最重要的组成承载部件。因此,研究列车转向架焊接构架残余应力与结构强度的关系,具有非常重要的意义。根据列车转向架构架建立其几何模型、划分网格、设置热源参数,采用ESI焊接专业软件SYSWELD对列车转向架构架结构焊接进行数值计算分析。为优化工艺措施,调整应用多种焊接顺序工况进行模拟,并进行对比。

基于SYSWELD的K7转向架副构架焊接数值模拟

K7转向架副构架是K7转向架的重要组成部分,其结构为三段B+级铸钢焊接而成。若焊后残余应力及变形未达到设计要求会直接影响到机车车辆运行的安全。为了更好地验证现有焊接工艺可靠性,采用ESI公司焊接专用软件SYSWELD对K7转向架副构架进行了数值计算分析。根据K7转向架副构架建立其三维几何模型,划分网格模型,设置热源参数。考虑到实际生产时遇到的情况,采用四种焊接方式进行模拟,并与实验结果相对比,按照设计的焊接工艺仿真得到的焊接残余应力与实验吻合较好,由此验证了仿真的可靠性,可将仿真结果运用于指导生产。

地震作用下动水压力对深水桥墩的影响

采用Morison方程、Westergarrd方程、流固耦合分析动水压力对桥墩的影响。研究发现:随着水深的增加地震响应会增大;流固耦合理论计算得到的结果小于附加质量法得到的结果;当相对水深较小时,Morison方程计算结果偏于保守,相对水深增大,Westergarrd方程计算结果更加保守,且随着水深增大,响应增大较快;水深对墩底弯矩的影响小于对墩底剪力的影响。

基于频域的多轴随机振动疲劳寿命预测

采用两参数的应力响应功率谱和概率密度函数,并结合多参数疲劳失效准则预测多轴随机振动疲劳,最终将多轴随机疲劳寿命归于一个函数表达式。以列车电池箱结构为研究对象,借助MSC Fatigue软件对上述方法进行了数值模拟,对比了随机过程为宽带和窄带形式,以及以最大主应力准则、等效应力准则和临界面准则评估的疲劳寿命。结果表明:用宽带分布结合临界面准则来预测随机多轴的疲劳寿命更加合理。

铝合金柴油机气缸盖热-机耦合应力分析

利用Pro/E软件对某柴油机气缸盖进行三维实体建模,并对该模型进行了热负荷分析,其中水腔的热边界条件用CFD软件Fluent进行求解,将CFD计算出的对流边界条件影射到缸盖水腔表面,最后利用ANSYS-workbench软件计算出缸盖的温度场,并进行热-机耦合应力分析。结果表明,气门周围的应力较大,应作为设计重点考虑的部位。

公交车车体承载结构强度刚度计算分析

对某公司开发的城市公交车车身结构进行了有限元分析,根据模态分析结果和多种工况条件下的强度计算结果,对该型公交车车身结构的动态(模态)、强度性能进行了评价。

涂层中裂纹应力强度因子的计算及裂纹扩展

在涂层工作过程中,由于喷涂材料硬度高、抗裂性能差、喷涂工件刚性大工件表面产生应力集中,涂层很容易产生裂纹.对于含初始裂纹的喷涂材料,在拉伸载荷作用下裂纹的扩展与裂尖应力强度因子有很大的关系,根据断裂力学的基本原理,提出了利用数值模拟的方法来计算裂纹尖端的应力强度因子.并讨论了裂纹前沿网格划分对应力强度因子的影响,预测了裂纹扩展时形状的变化.

接触模拟方式对缸盖热应力分析的影响

利用Pro/E软件对某柴油机气缸盖进行三维实体建模,并对该模型进行了热负荷分析,其中水腔的热边界条件用CFD软件Fluent进行求解,对座圈与缸盖之间的接触采用Bonded和Frictional两种不同的接触方式进行模拟,而后利用ANSYS-workbench软件计算出缸盖热-机耦合应力,并对2种接触形式对缸盖强度的影响进行分析.

基于不同动水压力计算方法的深水桥地震响应分析

采用流体声单元法、附加质量比法、Morison方程分析了桥墩在地震激励下所受动水压力影响,对比了不同方法下不同截面尺寸的正方形桥墩的一阶频率及一阶频率降低率,以及在动水压力对墩顶位移及墩底反力的影响。研究发现:随着截面尺寸的增大桥墩自振频率逐渐增大,一阶频率降低率逐渐减小,且减小幅度也逐渐缩小;在动水压力的存在影响下墩顶位移及墩底反力均有所增大,增大幅度随着桥墩截面尺寸增大的而逐渐减小,动水压力对墩顶位移及墩底剪力的影响较墩顶弯矩而言较大。Morison方程计算出的结果较为保守,随着截面尺寸的增大,附加质量比法与流体声单元则较为实用。