基于薄层法和移动坐标系法的地铁竖向振动在成层土层中传播

针对地铁竖向振动在成层地基中的传播,提出了移动荷载作用下层状地基的分析模型。基于该模型,利用狄拉克函数及三重傅里叶变换将时空域内单个移动简谐荷载转换为频率-波数域内的荷载,结合薄层法和移动坐标系法推导了单个移动简谐荷载和移动简谐线荷载作用下三维层状地基动力响应的解析解,并给出了移动简谐线荷载动力响应解析解中参数n的经验取值范围;分析了荷载的移动速度对层状地基动力响应的影响以及弹性模量、泊松比、阻尼比和荷载频率对土体临界速度的影响。结果表明:荷载的移动速度对不同频带的动力响应的影响范围不同;移动速度对低频响应的影响程度大于对高频响应的影响程度;相比于泊松比和阻尼比,弹性模量对土体临界速度的影响最大;频率越接近荷载振动频率的振动响应,其幅值越大,临界速度越小。

移动坐标系FDTD方法在脉冲波传播中的应用

通过在时域有限差分(FDTD)方法中引入移动坐标系,解决了一般FDTD方法处理脉冲长距离传播时面临的困难。推导了移动坐标系下的场方程和FDTD差分格式,并将该方法应用于模拟波导中电磁脉冲的传播。计算结果表明,在传播过程中,脉冲波包沿传播方向逐渐展宽,脉冲的峰值场强变小,同时出现了色散现象,脉冲中传播较慢的成分逐渐移向尾部,产生带尾态,这与一般FDTD方法得到的计算结果接近。多个频率的计算结果表明,该方法与一般FDTD方法得到的数据的相对误差小于0.1%,验证了方法的可行性和正确性。

基于移动坐标系法圆柱瞬时启动与瞬时停止的数值模拟

采用移动坐标系法结合有限体积数值计算方法,对圆柱瞬时启动和瞬时停止问题进行数值模拟,计算了Re为40和550,停止时间分别为102和550的圆柱启动停止,分析了圆柱表面涡量的演变,流场中流线的演化等,部分结果与试验结果、已有文献结果进行了比对,吻合很好.该方法可以推广应用于单物体无界流域的运动计算.

基于移动坐标系的汽车轮辋FSW传热模型构建与分析

为模拟A356铝合金汽车轮辋的搅拌摩擦焊接,利用移动坐标系坐标转换方法,基于傅里叶定律定义了引入焊接速度项的热传导控制方程以降低建模难度。摩擦产热采用剪切摩擦模型,根据能量守恒定律,通过微积分方程并考虑了功能转化的效率,合理推导出轴肩与搅拌针作用域的产热公式,并根据轮辋对称结构简化计算模型,进而建立轮辋的搅拌摩擦焊接传热模型。通过相同焊接工艺条件下轮辋焊缝轮廓形貌模拟与试验结果对比,验证了建立的搅拌摩擦焊接传热模型的有效性和准确性,可用于优化轮辋焊接工艺参数和研究轮辋搅拌摩擦焊接机制。

环肋导管桨推进性能分析

针对常规螺旋桨或导管螺旋桨旋转时水流漩涡运动引起的船舶推进系统能量损失,本文提出一种环肋状结构的33+Kd5-100导管螺旋桨形式用以回收利用该部分能量。基于计算流体力学理论,对导管螺旋桨内壁后半段构造横剖面为三角形的螺旋状环肋结构采用多分区混合型网格划分方法和移动参考坐标系方法,并对其水动力性能与节能效果进行计算评估。结果表明:环肋导管桨的推力系数和扭矩系数相较于常规导管桨能够获得明显提升;在高进速系数推进时,环肋导管桨在推力系数扭矩系数和效率上均有不同幅度的提高;在低进速系数时其推进性能不如常规导管桨。

搅拌摩擦焊接过程温度场数值模拟

在深入考虑搅拌摩擦焊的具体焊接过程后,提出了简化的热输入模型。利用ANSYS有限元分析程序建立了随热源一起移动的坐标系,采用分步加载的方法对搅拌摩擦焊过程的温度场进行了模拟。得到了3mmLY12硬铝合金薄板在整个焊接过程中焊缝区每一时刻的瞬态温度场以及焊缝区各点的焊接热循环曲线,确立了温度场空间分布和时间变化的规律,并且通过测量特征点的实际温度验证了计算结果的准确性。

列车-曲线桥梁系统耦合振动分析

为进一步研究列车-曲线桥梁系统耦合振动特性,基于车辆-桥梁/轨道系统动力相互作用分析理论,采用模态叠加法建立列车-曲线桥梁系统的空间耦合振动方程.沿轨道中心线建立移动坐标系,借助坐标转换,确定列车通过曲线桥梁时的几何位置关系;考虑列车曲线运动特点,基于赫兹弹性接触理论和卡尔克(Kalker)蠕滑理论,解决列车曲线运动时的轮轨接触耦合关系,并对广义力向量进行修正;采用龙格库塔积分法求解列车-曲线桥梁的动力响应.依据以上理论,研究了曲率半径、曲线超高以及车速对列车-曲线桥梁耦合振动响应的影响规律.分析结果表明:桥梁和列车的振动响应随车速的增大而增大,随着曲线半径的增大而减小.桥梁的振动响应不随曲线超高的增大而变化,列车的振动响应在平衡超高和过超高时较小.

高熔点金属的搅拌摩擦焊接计算机仿真模型及验证

结合Comsol Multiphysics多物理场耦合软件,利用Jmat Pro软件计算得到TC4钛合金焊材与温度相关的材料本构模型,应用数值模拟理论、傅立叶定律、有限元法、热力学基本理论,并借鉴了M.Song和R.Kovacevic关于移动坐标系的控制方程的思想,对高熔点钛合金搅拌摩擦焊接模型的建模方法进行系统研究。在相同焊接工艺参数下,通过与Gianluca Buffa Ti6Al4V钛合金FSW温度场结果对比,验证了FSW模型的正确性和可靠性。

浅谈FANUC系统G10指令

手工编程是自动编程的基础，在任何时候手工编程都是必须的。特别是宏程序。在FANUC系统中可编程参数自动设定指令G10与系统中宏指令在数控编程中的配合使用的方法和技巧，可以提高加工速度和效率等，并且减少加工时间。

复杂外形潜水器旋转水动力的计算

复杂外形的潜水器动力学模型是高度非线性且耦合的,很难精确建立.为提高潜水器艏向控制性能,通过计算流体力学(CFD)方法来计算复杂外形无人遥控潜水器(ROV)在回转过程中所受的阻尼力/力矩,以获取回转运动的水动力系数,从而提高回转动力学建模精度.从如下两个方面对现有方法进行了改进:(1)采用重叠网格方法替代动网格方法,解决网格运动过程中质量下降的问题,避免了网格单元出现负体积;(2)结合移动参考坐标系和重叠网格两种方法求解ROV的旋转水动力,可加快收敛速度,提高重叠网格非稳态计算的可信度.采用由CFD计算得到的水动力系数构建ROV的动力学模型并基于该模型进行回转控制数值模拟,计算结果与ROV在水池中的回转控制实验结果吻合较好,从而间接验证了所提方法的有效性.