镁合金AZ31搅拌摩擦焊塑性流体流动

在AZ31镁合金待焊表面镀一层很薄的铜层来研究塑性材料的流动情况。试验结果表明 ,搅拌头首先搅动前进面的材料 ,使它们进入围绕搅拌头旋转和移动的区域 ;旋转区域的材料运动成螺旋状 ,在搅拌头的活动区域 ,材料旋转、前进、下降 ,而在旋转区域之外 ,材料向上运动。

三维颗粒生成算法(英文)

颗粒生成是进行散粒体细观数值模拟的前提.为快速生成指定级配的颗粒并减少自由堆积过程,针对三维球形及多面体颗粒生成,改进了颗粒生成的前进面算法.其基本思想是:随机选取3种粒径,生成3个相互接触的球,3个球的球心构成初始的2个前进面;随机选取前进面和一种粒径,在前进面的外侧生成新的球,使新球与构成前进面的3个球相切;更新前进面,进而生成新的球,如此往复直到生成全部颗粒或填满容器.在球的表面随机生成点,这些点构成一个凸锥-多面体,进而生成多面体颗粒.编制了前进面法颗粒生成程序,5个算例证明了该算法的高效性.采用此法生成的颗粒不一定是全局最优的排列,但可以保证局部最密分布.该算法的最大优点是可以大大减少CPU运算时间.在主频为2.8GHz的PC机上生成5万个颗粒只需86s.

基于μCT图像的PVC泡沫微观试样几何模型生成算法

在泡沫微观结构的数值模拟中,泡沫空腔的几何特征和排列状态对计算效率及计算结果有着重要的影响,基于前进面搜索几何构造算法和Laguerre划分算法,提出了一种新的PVC泡沫微观试样几何模型生成算法。从μCT扫描图像重构泡沫的真实几何模型,测量泡沫空腔的几何特征及体积分布规律,将测量得到的泡沫空腔体积转化为球体,并通过前进面搜索几何构造算法投入空间,通过Laguerre划分算法将空间球体进行区域划分,赋予壁厚参数,构建出闭孔PVC泡沫的微观几何模型。所建立的模型在微观几何特征上与实际材料符合较好。

基于球形颗粒几何排列的离散元试样高效生成方法

在球体离散元数值模拟中,颗粒的初始排列状态是影响计算效率和计算结果的重要环节。本文采用前进面几何构造算法,提出了一种基于网格搜索的球形颗粒随机排列高效算法。通过求解空间三边方程,满足了粒径设置的任意大小的颗粒依次置入前进面的外侧,并与构成前进面的三个颗粒相互接触。为获得高体积分数的颗粒簇,该算法允许颗粒改变其粒径大小。采用颗粒网格化方法可以简化前进面的搜索,并由此提高排列效率。通过计算平均配位数、体积分数和二阶结构张量的特征值,对不同粒径比下得到的立方体试样进行了分析,得到试样配位数及体积分数均随着粒径比的增大而增大,且得到的试样为各向同性。此外,空间网格的大小和初始颗粒的生成点对随机排列的效率均会产生显著的影响。最后,对非规则铁路道砟进行了精细构造及压碎模拟,发现DEM模拟得到的应力-应变曲线与试验结果基本吻合,验证了该算法得到的颗粒试样在模拟道砟裂纹起裂、扩展等过程的有效性。