基于Deform-2D的薄板冲裁有限元分析

使用DEFORM-2D软件,对薄板零件精密冲压加工过程进行了有限元分析。从薄板精密冲压件的剪切面光亮带长度、塌角的宽度和深度以及毛刺等质量因素来分析凸模和凹模间隙、凹模刃口圆角、压边齿圈的位置和高度等工艺参数的优劣,获得了最佳的工艺参数。在最佳工艺参数下,薄板精密冲压件的剪切面光亮带长度提高了一倍,基本达到精密冲压的工艺要求,为薄板精冲模具设计提供了参考依据。

DEFORM-2D和DEFORM-3DCAE软件在模拟金属塑性变形过程中的应用

介绍了塑性变形有限元分析软件DEFORM的模块结构 ,并通过实例分析介绍了此软件在应力、应变分布、载荷计算、点的跟踪、模具填充。

基于DEFORM-2D的GH4169合金涡轮盘的热模锻残余应力研究

在GH4169合金涡轮盘的实际锻造过程中会产生残余应力,影响涡轮盘的完整性与机械性能。为此使用DEFORM-2D软件对某GH4169合金涡轮盘的热模锻过程进行了数值模拟,获得了涡轮盘上的残余应力分布特征。同时,使用XRD（X射线衍射）测试全尺盘表面残余应力,并与DEFORM-2D模拟结果进行对比,两者结果较为接近,DEFORM-2D模拟结果较为理想。然后,以正交实验对涡轮盘的热模锻工艺进行优化,并分析了不同工艺参数对涡轮盘热模锻残余应力的影响。结果表明,当坯料温度为1100℃,模具温度为1050℃,变形速率为2 mm·s^-1,摩擦系数为0.2时,可以获得残余应力较小的涡轮盘。涡轮盘的残余应力主要集中在径向方向,轮毂、轮芯表面以及轮缘的过渡圆角处残余应力较大,易发生开裂。坯料温度对涡轮盘锻造残余应力的影响最大,其次为模具温度,而变形速率和摩擦系数的影响较小。

基于双反射镜的2D-DIC变形测量系统开发

二维数字图像相关(two-dimensional digital image correlation,2D-DIC)在测量过程中不可避免地会出现相机光轴与测量表面非垂直,由此产生的离面位移而将导致较大的测量误差,同时在视场受限的环境中难以通过单台相机完成大范围的变形测量。有鉴于此,该文开发了基于双反射镜的2D-DIC变形测量系统,使用双反射镜成像缓解离面运动对2D-DIC的影响,通过可移动相机实现小视场下的图像采集,提出基于频域移位的高精度图像拼接方法,并改进了融合函数,最终获得试样的高分辨率图像。单轴拉伸实验结果表明,轴向应变的平均相对误差相比传统2D-DIC方法降低12.82%,测量分辨率提高约34.92%,验证了测量系统的可行性和有效性。

基于位移变形监测和FLAC^(2D)南大沟排土场边坡稳定性分析

露天矿排土场作为矿山废土石的收容所,其稳定性直接关系着矿山生产安全和人员生命财产安全,是矿山安全管理的重点。为了研究南大沟排土场高边坡的稳定性和确保排土场后期安全运营,本文深入分析了该排土场工程地质资料,结合现场调查和堆排现状图,建立了典型边坡剖面的数值计算模型,创新性采用FLAC^(2D)数值分析软件定量评价和位移变形监测相结合的手段对南大沟排土场边坡稳定性进行了综合分析,再现了边坡潜在破坏的演化过程。通过分析稳定性计算结果和位移监测数据可以得到:其边坡破坏模式为顶部平台拉裂,下部以圆弧形剪出;经定性评价、定量计算后,三种工况下的边坡稳定性系数高于规范规定的安全系数,达到了安全等级一级的要求,排土场边坡整体处于稳定状态,证明了现有排土场的安全性和稳定性;通过位移监测数据结果表明排土场一年多内累计变形都维持在预警值范围以内,有较强的自稳能力。数值模拟与变形监测手段相结合的综合分析评价方法准确且合理,为矿山开采和废石堆排提供了安全保障,同时也为排土场稳定性分析提供了技术指导。该综合分析方法为其他矿山排土场边坡稳定性分析提供了借鉴。

基于DEFORM 2D的纯铜管热挤压过程的数值模拟

通过二维建模软件建立管材立式挤压模型,采用DEFORM2D大型有限元数值模拟软件进行纯铜管热挤压过程的数值模拟,获得了不同挤压速度下变形材料内部的温度场、应力场、应变场及应变速率场的变化规律。分析结果表明,随着挤压速度的提高,变形材料内部的温升和等效应变速率明显提高;等效应力是先提高,而在高速挤压时又下降;等效应变则无明显变化。

基于PLAXIS 2D堆载变化下深基坑支护结构性状研究

为了深入了解深基坑开挖过程中两侧堆载变化对支护结构性状的影响规律,运用大型岩土工程有限元软件PLAXIS 2D模拟某工程基坑开挖全过程.分别计算了两侧对称堆载为0 kPa、20 kPa、40 kPa和60 kPa等不同条件下支护结构的位移、弯矩、剪力和内支撑轴力,并分析了其变化规律;然后用最小二乘法对两道混凝土内支撑轴力进行了简易拟合.计算结果表明:基坑开挖过程中堆载变化对支护结构的内力和位移有明显影响;在一定范围内支护桩最大水平位移和最大弯矩随着堆载的增加基本呈线性增加;支撑轴力的变化趋势与内支撑位置有关,不同位置的支撑随堆载的变化呈现不同的规律.

基于PFC^(2D)的柿子树坪滑坡变形特征模拟研究

柿子树坪滑坡近年来受雨季持续性降雨以及当地基础建设的影响,发生了多次小规模滑塌,目前滑坡威胁范围包括:村民33户156人,通村公路约320 m。通过现场调查以及勘探结果,分析导致该滑坡发生变形的因素。根据不同工况下的滑坡稳定性的计算结果,借助PFC^(2D)软件对该滑坡的破坏过程以及变形特征进行模拟分析。结果表明,该滑坡在土体饱和状态下,首先发生蠕滑变形,并因自重作用的影响使得变形量的逐渐增加,坡脚处应力持续积累,最先出现剪出破坏,并不断向后发展,导致整体滑动,表现出典型的牵引式破坏。并在运动过程中呈现出前缘沿接触面发生滑移、坡顶出现张拉裂缝、中部锁固段剪断的阶段性变形特征。此研究结果与现场勘察结果相吻合,可为该滑坡的防治提供参考。

二维(2D)活塞泵的设计与静力学仿真研究

介绍了二维(2D)活塞泵的结构和工作原理,采用二维泵的技术,通过空间凸轮驱动,将活塞的周向旋转运动转化为活塞的轴向往复运动。同时在旋转的过程中,活塞槽和配流窗口实现了自配流工作;通过对二维泵进行了静力学分析和仿真,找到了凸轮受力变形量的范围、应力位置和应力大小;通过分析仿真结果,验证了此次结构设计的合理性,同时对凸轮的变形磨损问题进行定性分析,为后续更深入的研究与优化做了基础性工作。

基于PFC 2D的深埋软岩巷道断面形状优化分析

为合理选择深埋软岩巷道断面形状,以修建在泥岩地层中的一条单轨运输巷道为例,采用PFC 2D软件研究分析了矩形、梯形、直墙半圆拱形、平底马蹄形、圆形和椭圆形6种不同断面形状的巷道围岩变形破裂特征。数值分析结果表明:断面形状改变对巷道表面0.2 m至1.5 m范围内的岩体位移影响明显,其中,圆形断面岩体位移最小,而梯形和矩形最大;从巷道周边围岩破裂深度上看,直墙半圆拱形和平底马蹄形巷道的顶部破裂深度最小,圆形巷道的底部破裂深度最小,而矩形和椭圆形巷道的两帮破裂深度最小。

基于形变量和相似性测度相关联的肺部2D/3D图像弹性配准算法

目的提出一种基于形变量和相似性测度相关联的二维/三维(2D/3D)图像弹性配准算法。方法算法采用B样条形变方法建立3D形变模型,通过构建术前3D图像中重要解剖点的形变量和术前3D图像的数字重建影像(digitally reconstructed radiographs,DRR)相似性测度之间的函数关系,实现术中2D图像对术前3D图像形变的追踪。采用两套3D肺部CT图像和2D.DRR图像验证算法性能,以标记点距离误差评估算法精度。结果配准后两套数据的标记点距离误差在(0.7799±0.3628)mm到(1.8194±1.2046)mm之间。表明本文提出的2D/3D弹性配准算法具有较小的配准误差,配准精度与3D/3D混合弹性配准算法精度在一个数量级上。结论本文提出的方法能够精确地完成全局的2D/3D肺部图像弹性配准。

汽车发动机用6A02铝合金管材等温挤压工艺仿真研究

等温挤压工艺对于推动6A02铝合金在汽车发动机领域的普及有着重要作用。因此,基于DEFORM-2D有限元平台,建立了6A02铝合金管材(?480 mm×4 mm×1800 mm)等温挤压工艺预测模型,并按正交理论设计了模拟方案。研究揭示了模角、定径带长度、坯料初始温度、挤压速度、摩擦系数等重要成形参数对模口管材温度波动幅值的影响显著性顺序以及影响规律。结果对制定6A02铝合金管材等温挤压工艺过程具有重要理论指导意义。

基于Deform薄板冲裁模具间隙有限元模拟

考虑到薄板冲裁板料厚度的特殊性,运用Deform-2D软件,构建了料厚为0.1 mm的薄板有限元模型,通过模拟薄板切断面的形成过程,分析了不同模具间隙下冲裁件的断面质量及温度变化,并在此基础上对冲裁中模具磨损进行理论预测,为生产中选择合适的工艺参数,规范模具更换周期,进而优化模具结构具有重要意义。

基于时间序列InSAR技术的云南车邑坪滑坡活动监测及影响因素分析

为研究滑坡体的活动特征与规律,基于升降轨C波段Sentinel-1A数据,采用堆叠合成孔径雷达干涉测量(interferometric synthetic aperture radar,InSAR)技术,获取车邑坪滑坡2020-01-2021-12沿斜坡向和垂直向的形变速率,得到滑坡位移时序演化结果。结果表明,车邑坪滑坡沿斜坡方向的最大形变速率超过-90 mm/a,垂直方向的最大变形速率超过-40 mm/a。滑坡前缘和中部的变形较大,后缘较小,表现出滑移式滑坡的特征。根据降雨数据与时间序列结果分析,降雨对滑坡运动具有一定的影响,表现出季节性加速变形特征。同时,滑坡区域的地质、地层岩性及澜沧江水位变化也在一定程度上加速了滑坡活动。该研究可为峡谷库区滑坡变形机制的解释和灾害监测预警提供技术参考。

汽车发动机用6A02铝合金管材挤压速度仿真优化

如何实现6A02铝合金在汽车发动机上广泛使用对于汽车发动机发展有着重要作用。而合适的挤压速度范围是实现6A02铝合金管材挤压的关键因素之一。以6A02铝合金管材(准29 mm×4.5 mm)挤压工艺过程为研究对象,基于DEFORM-2D软件模拟研究了挤压速度对载荷及模口坯料金属峰值温度的影响规律。获得了该规格6A02铝合金管材在250 kN挤压机上的合理挤压速度范围约为25～45 mm/s。

AZ31镁合金/22MnB5高强度钢预冲孔无铆连接工艺研究

为研究镁合金与高强度钢板材预冲孔无铆连接工艺的连接机理以及接头强度,以200℃下厚度为2 mm的AZ31镁合金板材和室温(25℃)下厚度为1 mm的22MnB5高强度钢板材为研究对象,通过Deform-2D有限元分析软件,模拟了不同冲头半径和拔模斜度对连接后形成的"C"形互锁结构的影响。通过对冲头的行程-载荷曲线和连接完成后的接头的强度以及失效形式分析发现:接头失效形式主要为颈部断裂失效,影响颈部断裂失效的主要因素为冲头的半径与拔模斜度。仿真结果表明:预冲孔无铆连接能够实现AZ31镁合金与22MnB5高强度钢异种板材的有效连接。冲头半径为3.8 mm、拔模斜度为5°时,接头几何参数最优。

污染及多视角下DataMatrix码精确定位

针对现有算法对同时存在污染与透视形变的DataMatrix(DM)码定位困难的问题,根据Hough域能够突显直线的特性,提出一种基于Hough变换域提取最佳边缘组合的算法.首先利用DM码的主方向性将目标边缘点从图像域快速变换到Hough域;然后基于先验规则滤除大部分非边界点,得到候选边界点并进行有效组合;最后建立多视角下DM码内部边缘在Hough域中分布模型并提取特征,将对应最大特征值的边界组合作为最终定位结果.实验结果证明,与传统的二维条码定位算法相比,文中算法对于遭受污染及存在透视形变DM码的精确定位具有更高的鲁棒性与适应性.

影像大地测量数据揭示2021希腊塞萨利地震序列潜在断层几何及其区域构造意义

利用一对升降轨InSAR干涉图进行地震二维形变的分解通常是推断孕震机制与断层几何较为常用的手段.但该手段实施于短时间内发生的地震序列案例则较为困难,因为很难确保每个事件的形变都能够恰好被一对干涉图所记录.短周期多轨道InSAR数据为二维同震形变的描述和断层几何的推演提供了丰富的数据支撑,也为分离地震序列中各地震的同震形变提供了可能.2021年希腊塞萨利地震序列为研究地震序列形变分解提供了一个宝贵实例.针对此案例,本文利用覆盖震区的17幅多时相多轨道InSAR数据联合解算了该地震序列中三次事件各自的二维形变,并对形变场分布进行了解译.经形变分析认定,地震序列中第二、三次事件属于盲断层发震.基于分解出的二维形变,本文进一步推断了第二、三次事件所对应的断层几何并分析了潜在的孕震机制.此次地震序列的发震断层为:两个SE-NW走向/东北倾的断层(事件一、事件二),一个NW-SE走向/西南倾的断层(事件三).经过对滑动模型、同震库仑应力以及前震/余震数据的分析,本文认为此次地震序列的潜在孕震机制可以解释为一次SSE-WNW走向的断层级联触发活动.此外,通过分析此次地震序列余震的空间分布发现了余震深度与断层面之间的线性关系,这为本文推断出的盲断层几何以及地震序列间的级联触发观点提供了佐证.

二维点阵超结构材料的弯曲变形及其连续统模型

由梁或杆等结构单元组成的二维点阵超结构材料广泛应用于不同的技术领域,其重要的特点是通过单胞结构的设计可以显示许多传统材料不具备的独特力学行为.本文简要综述此类材料弯曲变形研究的近期进展,着重聚焦于非常规的弯曲模式和主导机制以及相应的连续统理论模型,并对所面临的主要问题和挑战作了展望.

基于时序InSAR的理县清流村滑坡二维变形特征与影响因素研究

【目的】滑坡灾害在中国西南山区频发,大量的滑坡灾害对区域内居民的生产生活造成了严重影响,因此,对滑坡灾害进行长时间序列监测以探究其变形特征十分必要。【方法】以2020年四川省理县清流村H01和H02滑坡事件为例,基于SBAS-InSAR方法反演了滑坡失稳前后的地表运动过程,联合上升和下降轨道数据并基于二维分解模型获取了滑坡的二维形变特征。【结果】结果显示,H01滑坡和H02滑坡的水平方向(E-W)最大变形速率分别为-43 mm/a和-9 mm/a,垂直方向(U-D)最大变形速率分别为-76 mm/a和-34 mm/a。【结论】结果表明,清流村滑坡在早期失稳之后一直处于不稳定状态,并且还有进一步失稳的趋势。为了进一步研究清流村滑坡的空间变形特征,还探究了降雨和重力作用对于H01滑坡和H02滑坡的影响。研究成果为山区小型滑坡的InSAR形变结果分析提供参考,并且可为清流村滑坡后续的风险管理提供支撑。