《计算机辅助工程》征稿启事

《计算机辅助工程》(ISSN 1006-0871;CN 31-1679/TP)1992年创刊,由上海海事大学主办,是反映CAE分析技术在装备制造业(如汽车、航空航天、铁路、机械和船舶等)和土木等行业以及计算力学和计算数学等学科的应用和科研成果的综合性科技刊物,面向国内外公开发行。系英国INSPEC数据库收录期刊,中国核心期刊(遴选)数据库收录期刊,万方数据--知识服务平台、中国学术搜索网全文收录期刊。

复杂多边形蜂窝柔性蒙皮非线性行为数值分析

对复杂多边形蜂窝柔性蒙皮结构进行数值仿真,研究在拉伸、剪切、扭转以及弯曲载荷下的柔性蜂窝非线性变形行为,并对无橡胶表层、单侧橡胶表层和双侧橡胶表层的变形及强度进行分析。结果表明:无橡胶表层蜂窝可能在较小载荷下产生较大变形;单侧橡胶表层易使结构不对称,可能导致剪切载荷、扭转载荷下的变形不对称;双侧橡胶表层对抑制结构变形有明显作用;加入橡胶表层可能会使原本零泊松比或负泊松比效应的蜂窝柔性蒙皮表现出正泊松比的情况。

基于MATLAB矢量化物质点法的车身防撞梁碰撞分析

基于MATLAB矢量化的物质点法(material point method,MPM)框架,分析车身前防撞梁的碰撞冲击问题。MPM在每一迭代步将物理参数在物质点和背景网格间相互映射,使用MATLAB矢量化框架可以使用户在快速入门的同时保证求解效率,其应力更新采用车身结构材料的弹塑性本构模型。前防撞梁碰撞冲击数值算例结果表明,MPM可以保证求解精度,同时矢量化技术可以大幅提高求解效率。

骨转移瘤治疗中骨盆假体的生物力学数值分析

为研究骨盆骨肿瘤手术后骨盆假体的强度和稳定性,针对具体病例建立骨盆-假体结构系统的有限元模型,分别进行静力和动力问题计算。静力工况为双腿和单腿站立状态,动力工况为骨盆不同方向、不同高度跌落以及不同固定方式的跌落过程,通过数值模型分析骨盆-假体结构系统不同工况的受力和变形。计算结果显示:在3种站立姿态下,结构最大应力均小于骨骼假体材料的强度极限,患侧的应力更大;骨盆从5 m高处跌落造成的最大应力可能超过骨骼和假体材料的屈服强度;螺钉固定方式对应力分布影响也较大。

凹槽对6063铝合金力学性能的影响

为探究凹槽对6063铝合金力学性能的影响,设计单凹槽和凹槽间距分别为1.0、2.0、3.0及4.0 mm的双凹槽等5种不同的板材试样,采用室温单轴拉伸实验结合数值模拟的方法进行力学分析。结果表明:局部凹槽使得板材的塑性大幅下降,断裂位移显著降低;带有凹槽的试样应力更高,应力集中更严重。

飞机典型接头破坏试验与有限元分析

为对某型飞机副翼典型耳片接头进行强度校核,采用Johnson-Cook塑性本构模型开展有限元非线性破坏分析,计算接头破坏载荷及其破坏模式,并与试验结果进行对比验证。分析结果与试验结果相对误差在5%以内,破坏模式与试验完全一致,验证方法的准确性与有效性。

基于阻尼力的减振器支架失效分析及改进

针对某车型前减振器支架在强化耐久道路试验中发生开裂的问题,基于减振器的阻尼力,采用有限元法对前减振器支架开裂进行仿真分析,并对原结构进行优化改进。改进后的减振器支架结构搭载道路试验样车进行强化试验,结果表明改进方案的前减振器支架结构未出现开裂,具有较好的耐久性能。

基于坐标变换辅助势的轴对称电磁场仿真

将轴对称静磁场的坐标变换辅助势法推广应用到包含绞线圈、非线性磁导率铁芯、外电路及运动耦合的轴对称电磁场有限元分析中,并通过国产低频电磁仿真软件INTESIM-Emag编程实现。数值算例表明,基于坐标变换辅助势法的技术方案可获得较高的计算精度。某轴对称电磁阀的动态性能仿真说明该方案对工程问题仿真的适用性和准确性。

基于人工神经网络的短纤维增强复合材料设计

为指导短纤维增强复合材料设计,提出一种基于人工神经网络的方法。首先,结合取向平均法和自洽假设建立数学模型,计算出不同体积分数下SFRCs的弹性性能;然后,建立2个不同的人工神经网络,将数学模型计算得到的数据集投入训练,由此可以由SFRCs的体积分数快速预测出弹性性能,也可以由已知的SFRCs的弹性性能反向推导出纤维的体积分数。与传统方法相比,该方法可以有效减少重复实验次数,降低成本与周期,对复合材料实验的设定有一定的参考意义。

某商用车钢板弹簧失效分析与结构优化

为解决某商用车钢板弹簧断裂问题,分别从板簧材质、成型工艺、结构设计强度多方面进行失效分析,考虑不同工况场景的载荷特点,建立板簧的非线性仿真模型。根据整车冲击工况加载标准,提取各工况下的板簧应力。建立板簧总成的详细模型,以提取的板簧应力为载荷,考察板簧及桥壳底板的可靠性,从而确定薄弱部位与断裂原因。以主簧的簧片厚度为设计变量,以板簧的结构应力为约束条件,以总质量最小为约束目标,对板簧进行尺寸优化,寻找满足应力要求的簧片最小厚度。对优化后的主、副簧进行疲劳耐久试验,验证仿真结果的准确性。

某电动牙刷振动噪声仿真

为提高电动牙刷产品的噪声性能,对振动噪声进行理论设计,应用振动噪声仿真技术对电动牙刷进行模态、振动、辐射噪声的仿真评估,为产品设计优化提供参考。在理论设计中对激励源进行有效的隔振降噪处理,模态仿真结果表明壳体模态与电机激励模态进行了隔离,振动仿真结果表明电动牙刷手持振动感觉较好,噪声仿真结果说明该款产品噪声小于对标产品的辐射噪声。试验结果验证仿真方法的准确性和有效性。

CAE软件操作小百科(66)

1 Abaqus显式分析与隐式分析有何不同?Abaqus提供显式和隐式2种求解类型。显式求解适用于处理动态问题,尤其是高速冲击或爆炸问题。在显式求解中,时间步长明确定义,并且每个时间步长都直接计算结果,无须迭代过程。这种方法对于具有明显惯性效应的问题非常有效,例如冲击、爆炸、碰撞等。显式求解的优点是计算速度快,但受稳定性条件的限制,适用于短时间内发生的动态行为。

复杂道路环境下的车辆牌照检测与识别

针对复杂道路环境中车牌因倾斜、模糊、遮挡导致图像定位检测效果不佳和识别精度低等问题,提出一种基于全局阈值的灰度二值化图像预处理方法,采用YoloV5l算法对后处理阶段的数据集进行定位检测和检测结果评估,并通过R-CNN模型识别定位检测后的车牌图像字符。结果表明:当训练过程持续到100轮次时,相比于Faster R-CNN算法,该模型检测的平均精度均值(mAP)提升9.2%,识别准确率提升17.33%,验证该方法检测和识别车牌的有效性与优越性。

CAE软件操作小百科(65)

1弹塑性基本知识在材料力学中,弹性和塑性是物体在外部加载下2种基本行为的描述。弹性是指物体在受力后能够恢复原状的性质。在弹性行为中,应力与应变之间存在线性关系,这意味着材料的应力-应变曲线是一条直线,遵循胡克定律。塑性是指物体在受力后发生不可逆的变形,在塑性行为中,应力-应变曲线通常呈现出曲线阶段,表示材料的变形不再是线性的,而是包含了不可逆的变形。

基于Ansys Workbench的火箭支架结构拓扑优化设计

为降低火箭消极质量,以发动机支架为研究对象进行轻量化设计,基于Ansys Workbench软件,采用实体变密度方法,以结构柔度最小化和固有频率最优化为目标,对支架模型进行拓扑优化。经多个方案的迭代,最终以重构模型质量减轻35%达到轻量化设计目标,为火箭部组件结构设计提供参考。

关节轴承装配状态对无载启动力矩的影响

为研究某关节轴承装配状态对无载启动力矩的影响,采用Abaqus软件建立装配关节轴承有限元模型,分析螺栓拧紧力及卡盘与外圈装配形式等2个装配因素对无载启动力矩的影响。结果表明:随着螺栓拧紧力的增大,轴承的无载启动力矩增大,且摆动过程中无载启动力矩的波动增大;卡盘与关节轴承外圈装配状态由间隙配合到过盈配合时,轴承无载启动力矩明显增大,且摆动过程中无载启动力矩的波动增大。试验证明,在关节轴承尺寸一致的情况下,通过控制关节轴承与卡盘装配时的螺栓拧紧力以及外圈与卡盘的装配间隙尺寸,可将关节轴承的无载启动力矩及其摆动时的波动保持在一定的范围内。

水力管线渗漏侵蚀对隧道沉降的影响

为研究管线渗漏侵蚀对隧道沉降的影响,在流-固耦合的基础上用PFC2D模拟管线和隧道,用PFC中的测量圆监测不同颗粒骨架下土体渗透系数、孔隙率变化以及隧道周围土体中的孔隙水压力分布,并以此推断出应力集中位置,从而模拟隧道沉降情况。结果表明:在管线渗漏侵蚀下,可将隧道所受水的浮力、周围土的压力、水流动时的推力看作是一个剪切合力,其易对隧道的外部结构产生破坏;在土体颗粒级配相同、流体压力梯度不同时,隧道的沉降量与压力梯度呈正相关;试验中的模型相似比与应力相似比可有效减小室内试验的边界效应带来的误差。

“Ansys 2024全球仿真大会”仿真应用大赛正式启动

“Ansys 2024全球仿真大会”将于2024年9月在线下隆重举行。本次大会旨在推动Ansys与用户之间、用户与用户之间的技术交流,先进经验分享,相互学习,共同推动各行业创新发展。在此背景下,Ansys宣布正式启动“Ansys 2024全球仿真大会”仿真应用大赛。

钢纤维再生混凝土梁受剪性能有限元分析

为研究钢纤维再生混凝土梁的受剪性能,采用Abaqus软件对再生混凝土梁进行非线性有限元分析,并与实验结果进行对比,验证模型的可靠性。通过改变剪跨比、配箍率、钢纤维体积率和CFRP加固方式等参数,研究单调加载与单向反复加载2种加载方式下再生混凝土梁的受剪性能变化规律。结果表明,试件单向反复加载下的抗剪承载力和变形能力较单调加载下均有所降低,梁的脆性特征更为显著;增大配箍率、提高钢纤维体积率或采用CFRP加固等措施,均可以有效提升梁的受剪性能,且对试件反复加载受剪性能的改善效果更好;剪跨比是钢纤维再生混凝土梁斜截面受剪性能的重要影响因素,试件的抗剪承载力随剪跨比的增大而减小,试件变形能力增强。

某车型车门护板卡扣的特性获取和仿真研究

为解决某车型车门护板卡扣脱落的问题,提出一种卡扣连接的简化仿真方法,基于卡扣拔出的自由落体试验,得到卡扣的动态黏性阻尼系数。将卡扣的静刚度参数、动态阻尼系数、失效参数代入简化模型,模拟车门高速关门,验证卡扣在车门强关工况下的失效情况。结果表明:卡扣连接仿真简化方法能有效预测车门护板卡扣的失效风险。