Two-dimensional simulation on the rolling process of semi-solid 60Si2Mn by finite element method

The effect of various process variables on the law of metal flow for semi-solid rolling 60Si2Mn was studied by finite element method. Semi-solid 60Si2Mn can be described as compressible rigid visco-plastic porous material saturated with liquid. In terms of ther-mo-mechanical coupling condition, the distributions of stress, velocity and temperature were studied using software MARC. The simulation results show that the rigid visco-plastic model can accurately describe the semi-solid 60Si2Mn rolling process. The great deformation can achieve completely in view of low flow stress of semi-solid slurry.

固废基半刚性路面动力响应研究

为了探究固废基半刚性基层沥青路面的路用性能,以110国道包头北绕城段公路为依托,建立了基于实测参数的半刚性路面结构3D有限元模型,对其在波动荷载作用下的力学响应进行了分析,并将有限元模拟结果与容许数据进行了对比分析。结果表明:基于固废利用的半刚性路面,其结构层在波动荷载下的应力、应变远小于材料容许值,满足规范基本要求。研究结果可为同类路面的材料配比、结构组合、参数实测提供理论依据,促进固废材料的广泛应用。

利用刚性体识别的三维尺寸标注完备性检查

为了实现有循环约束的尺寸完备性的自动检查,将循环约束的判断问题转化为刚性体的识别问题,提出一种基于刚性体识别的三维尺寸完备性检查方法.首先引入定位元的概念,并建立了基于恒定度求交的定位元组选择机制;然后以定位元组为基准,提出基于轨迹相交法的刚性体识别方法;再通过向刚性体内部添加虚尺寸,利用等价定位元组的固定实现了刚性体的合并;最后根据刚性体的合并状态和尺寸的使用状态,分析了尺寸的4种完备性状态.以一个有循环约束和冗余尺寸的模型为例演示了尺寸完备性的检查过程,验证了该方法的有效性和稳定性.

圬工拱桥重要性系数分布与倒塌模式相关性研究

系统研究基于广义刚度法的构件重要性评价理论在桥梁结构倒塌过程分析中的应用,具体包括以下内容:①推导基于实体单元高斯点应力计算的单元重要性系数计算公式;②用C#和VS.net 2005编程实现单元重要性系数的计算和显示程序的开发;③采用上述程序研究悬臂梁重要性系数的分布以及在重要性系数最大的单元旁进行加固后结构重要性系数的变化;④进一步研究双跨圬工拱桥在试验荷载作用下的重要性系数分布与倒塌模式的关系,并与试验结构进行对比验证。研究结果表明:①在重要性系数最大的单元处进行加固将有效降低最大结构重要性系数,并能使单元重要性系数分布均匀;②结构重要性系数分布局部峰值对应着破坏时可能出现塑性铰的最大个数,且塑性铰出现的顺序由重要性系数局部峰值高的位置向重要性系数局部峰值低的位置传递;③线弹性计算结构重要性系数局部峰值分布位置与考虑结构材料非线性计算结果一致,但方差更大。

输水隧道地震响应的多物质ALE数值分析

为研究浅埋输水隧道内部流体对隧道地震响应的影响,考虑黏弹性人工边界、土壤的非线性、隧道结构刚度有效率及流-固耦合作用,建立了双线隧道-土体-流体相互耦合作用的力学模型。通过刚度折减试验得到衬砌环环向、径向、轴向刚度,进而引入正交各向异性连续材料作为衬砌材料模型。采用基于任意拉格朗日-欧拉(ALE)描述法的流-固耦合方法,对上海某大直径双线输水隧道在流体作用下的地震响应进行了分析。通过与等效密度法对比,验证耦合模型对于处理输水隧道多物质非线性耦合抗震问题的可行性。计算结果表明,在水平方向地震激励下,无论一致激励或是非一致激励流体对隧道地震变形和内力都有较大影响,但对位移影响较小;对于不同隧道内水量,隧道弯矩均集中于衬砌隧道45°交叉斜线位置;相比于一致激励,非一致激励增强隧道地震位移和变形响应是明显的。

半固态AlSi7Mg合金挤压成形的刚-粘塑性有限元模拟

在半固态金属成形过程中, 金属流动机制的预测是非常重要的。由于影响半固态金属成形特性的因素很多, 故相当复杂。本文中, 利用自行开发的半固态金属触变成形装置和六指形模具进行的触变成形实验的结果, 并采用半固态AlSi7Mg合金在不同温度下建立的刚 粘塑性本构关系, 应用 DEFORMTM商用软件进行了模拟计算与实验条件相同的变形过程。由模拟计算与实验结果相比较可知, 模拟结果与实验结果基本吻合。

考虑地基-结构-散粒体相互作用时贮仓结构的静动力研究——[Ⅰ]实验研究

对贮仓结构的静、动力问题进行了系统的实验研究 :考虑到地基———结构———散粒体的相互作用 ,设计并完成了不同地基上的筒仓模型的静、动力试验 (包括模型制作、试验和测试方案 ,数据输入输出及处理 )。根据对多种工况试验的观察 ,得出结论 :在地基水平振动的情况下 ,贮仓内绝大部分的散粒体与仓壁没有相对运动 。

有限元计算建模过程中不同单元的连接

复杂的结构工程课题的有限元计算模型有时是比较复杂的,往往需要采用不同的单元形式构成一个混合的计算模型。根据笔者从事多年有限元计算所积累的经验,举例总结了在有限元分析建模过程中处理不同类型单元连接的方法。对于简单情况,可以选用建立约束方程组的方法,而直接引入刚度法则在使用中更简单直观。计算表明,两种方法都能得到较满意的结果。

基于完全拉格朗日粒子方法的物理动画模拟

自然界中不同类型物体和行为的真实感模拟是物理动画的重要内容,但实现基于统一数值方法的模拟仍是研究难点。基于光滑粒子动力学方法和连续介质力学物理模型,提出一种基于完全拉格朗日粒子方法的物理动画模拟算法,模拟刚性物体、弹性物体和不可压缩流体的动力学行为。此外,结合固体表面粒子的自适应采样方案和相对贡献计算方案,提出一种稳定的固流交互算法。实验结果表明,该方法适合于虚拟环境中不同类型物体运动和交互的统一建模和模拟。

电磁材料中广义螺型位错与圆形界面刚性线夹杂的干涉效应

研究了广义螺型位错和圆形界面刚性导体线夹杂的磁电弹耦合干涉效应。采用Riemann-Schwarz对称原理并结合复势函数奇性主部分析,得到该问题的一般解答。当界面只含一条刚性线时,获得了封闭形式解。运用扰动技术,求解了位错点的扰动应力、电位移和磁感应强度场。由推广的Peach-Koehler公式求出了作用在位错上的位错力,讨论了圆弧形刚性线几何条件和材料失配对位错力的影响规律。解答不但可作为格林函数获得任意分布位错的相应解答,而且可以用于研究无穷远纵向剪切和面内电磁场作用下界面刚性线夹杂和任意形状裂纹的磁电弹耦合干涉效应问题。

考虑散粒体与仓壁相互作用时筒仓的动力计算

本文在计算地基运动时筒仓的动力响应时 ,考虑了仓内散粒体与仓壁的相互作用对其的影响。根据实验观测到的现象 ,将仓内上部占总质量 2 0 %～ 30 %的散粒体处理为几个集中质量并将其分别与仓壁均匀弹性连接 (弹性杆只承受压力而不承受拉力 ) ,分析地基运动时筒仓的动力响应 (仓壁位移值 )并与筒仓模型实测值进行了比较 。

筒仓的动力计算

计算地基运动时筒仓的动力响应 ,考虑了仓内散粒体与仓壁的相互作用。根据实验观测到的现象 ,将仓内上部占总质量 2 0 %～ 3 0 %的散粒体处理为几个集中质量并将其分别与仓壁均匀弹性连接 (弹性杆只承受压力而不承受拉力 ) ,分析地基运动时筒仓的动力响应 (仓壁位移值 )并与筒仓模型实测值进行了比较 。

整浇钢筋混凝土楼盖梁扭转性能研究

针对整浇钢筋混凝土楼盖梁受约束扭转问题,应用SAP90有限元分析程序对100多个算例进行有限元分析,在此基础上与相应杆系模型计算结果进行比较,论证杆系结构分析软件存在的计算误差,给出工程设计实用的整浇钢筋混凝土楼盖梁扭转刚度及扭矩修正计算方法.

在简易贮藏条件下静电场对红星苹果品质的影响

在简易贮藏条件下用静电场处理红星苹果,能有效地保持果实在贮藏期的硬度和可溶性固形物含量,提高红星苹果的贮藏品质,延长果实的寿命,增加红星苹果的经济效益。试验方法简便易行,有实用价值。

单颗粒煤岩冲击放顶煤液压支架尾梁动态响应分析

综合机械化放顶煤开采过程中煤岩垮落产生的冲击载荷会导致放顶煤液压支架的运动状态发生变化,严重时会导致综放设备的冲击破坏。为研究放顶煤液压支架尾梁受到煤岩冲击后的动态响应及受力情况,利用机械系统动力学分析软件Adams建立放煤机构的刚柔耦合模型,通过固液弹簧耦合理论计算出尾梁平衡千斤顶的刚度并用弹簧阻尼系统进行等效替换。采用“煤岩直冲”的方式对尾梁进行加载,并引入Hertz接触理论确定接触参数。基于此模型,模拟煤岩颗粒冲击承载区不同位置以及在不同放煤角条件下冲击尾梁的动态过程,最后通过与刚体冲击方式下的仿真结果对比,验证了所用方法的可靠性。结果表明,煤岩冲击承载区不同位置时,尾梁的动态响应量及碰撞接触力有差异,冲击位置位于尾梁-弹簧连接处附近区域时,碰撞接触力较小,而尾梁的最大速度、加速度、振幅较大,在所有动态响应量中,最大振幅的变化规律最明显,随着冲击点位置远离尾梁-掩护梁铰接处附近区域,最大振幅稳定上升;当放煤角逐步增大时,尾梁的动态响应量及接触力均减小,尾梁的振动特性变弱,当放煤角较小时,煤岩冲击尾梁后会产生数值巨大的碰撞接触力。可选取尾梁的振幅响应作为反馈量对尾梁进行动态监测,同时应针对碰撞接触力较大的情况在放煤机构的设计制造中对其进行强度校核及结构优化,避免尾梁及其连接处冲击破坏情况的出现。

浮基多体系统自激运动响应的时域分析方法

浮基多体系统上部机构作业时不仅存在多体系统内部各物体间的耦合作用 ,还存在浮基与流场间的耦合作用。本文将浮基在流场中引起的辐射势表示为浮基加速度与时域规范化速度势乘积的卷积形式 ,导出流体动压力及静水系泊恢复力与浮基运动的关系。使用多刚体力学的凯恩方法得到系统的动力学方程。

振动破碎系统的建模与动力学分析

对振动破碎机的多刚体-散体(物料层)耦合动力学问题进行了深入研究,首先通过实验识别出物料层的非线性滞回力的数学模型和参数,然后根据拉格朗日方程建立了振动破碎机的动力学方程,并用数值方法分析了该系统中刚散耦合的动力学特性,初步揭示了物料层对四动颚的相对运动轨迹的影响规律,并通过动力学试验验证了数值分析结果的正确性,为实际振动破碎机的动力学设计和产品开发奠定了基础。

实木复合硬质聚氨酯保温板地板的热力学模型和隔热效率分析（英文）

【目的】研究实木复合硬质聚氨酯保温板地板的隔热性能,测量不同材料表层装饰面板保温板对电加热地板的温度变化影响,分析电加热地板相比普通实木复合地板节能降耗的原因,从传热学和热力学角度对实木复合硬质聚氨酯保温板地板模型进行传热分析,并对不同材料表层装饰面板对实木复合硬质聚氨酯保温板地板导热性能的影响进行试验验证。【方法】构建2个温度变化测试模型,测量20℃室温下普通电加热地板与实木复合硬质聚氨酯保温板地板0～35 min内的温度变化情况;建立2个封闭模型,测试模型内温度由40℃降至20℃的时长;通过传热学分析,建立实木复合硬质聚氨酯保温板的热力学模型;分别制作以橡木和杨木作为装饰面板的实木复合聚氨酯保温板地板模型,并进行0～30 min的升温对比试验。【结果】升温试验中,单位时间内实木复合硬质聚氨酯保温板地板的底板温度比普通电加热地板的温度上升慢,35 min后二者的底板温度差达到2.0℃。保温试验中,普通电加热地板从40℃降至20℃用时37 min,实木复合硬质聚氨酯保温板地板从40℃降至20℃用时55 min。【结论】热导率低的硬质聚氨酯材料在延缓热量传递方面的性能优异,从而使实木复合硬质聚氨酯保温板地板相比普通电加热地板具有更出色的保温性能,采用传热系数较高的装饰面板的电加热地板会使热量传导效率更高。

锥形端部弹体在岩石(混凝土)介质层中侵彻实用计算方法

采用刚塑性不可压缩的介质模型 ,用极限分析理论的上限方法 ,通过建立动力学许可速度场得到介质对弹体侵彻的静阻力分量 ,通过破碎介质动量守恒条件得到弹体侵彻的动阻力分量 ,在模型中还考虑了介质的尺度关系和弹体的弹头形状两种影响因素。侵彻过程中的速度、加速度、阻力和经历时间通过弹体的运动方程增量计算得到。

平头弹在岩石(混凝土)介质中的侵彻计算方法

采用刚塑性不可压缩的介质模型 ,用极限分析理论的上限方法 ,通过建立动力学许可速度场得到介质对弹体侵彻的静阻力分量 ,通过破碎介质动量守恒条件得到弹体侵彻的动阻力分量 ,在模型中还考虑了介质的尺度关系和弹体的弹头形状两种影响因素。侵彻过程中的速度、加速度、阻力和经历时间通过弹体的运动方程增量计算得到。通过与几种常用经验公式比较说明了本文方法的实用和可靠性。