基于子模型法的复合材料机翼蒙皮稳定性分析

某型无人机机翼采用蜂窝夹层结构,本文利用有限元方法对其进行稳定性分析。为降低计算量和局部屈曲模态的影响,在整体模型中提取主翼盒作为子模型,并在主翼盒边界上施加从整体模型中提取的位移约束,得到了机翼蒙皮的临界屈曲载荷因子,与全机静力试验结果对比,试验时该处发生屈曲,分析得到的临界屈曲载荷与试验得到的临界屈曲载荷误差为6%。有限元分析结果表明,加厚蜂窝夹层厚度可以提高机翼蒙皮的屈曲载荷因子。本文可为机翼蒙皮的稳定性分析提供方法。

基于OptiStruct的3种子模型法实现及应用

介绍了基于Optistruct求解器实现子模型法的3种方式,等参定量对比3种子模型法和全局模型法,计算结果表明:FIELD子模型方法计算结果同全模型存在差异,但差异可忽略不计;FBD子模型则完全一致;TCL子模型方法同全模型位移场、应力场相对误差分别为3.1%、5.7%。应用FBD子模型法简化计算不失为一条经济、高效率的途径。

柴油机飞轮壳子模型法强度分析与结构改进

为解决柴油机台架耐久试验过程中飞轮壳频繁断裂故障,建立有、无台架排气管路的飞轮壳计算模型,对飞轮壳进行静力学分析和高周疲劳强度分析;基于子模型法分析各部分结构对飞轮壳强度影响,根据分析结果对飞轮壳结构进行优化。结果表明:试验台架对发动机状态有较大影响,在进行试验时应充分考虑台架各部件对发动机的影响并加以防控;螺栓连接的根部疲劳强度较低,易形成初始裂纹,进一步导致疲劳破坏;增加飞轮壳连接螺栓的旋合长度、改进搭子中间结构后,飞轮壳断裂故障得到解决。

子模型法在大跨径斜拉桥桥面结构分析中的应用

在对大跨径混凝土桥梁整体结构有限元分析的基础上 ,应用子模型法对大跨径混凝土斜拉桥梁桥面板局部进行了有限元结构受力分析 ,分析轴向不同位置桥面板结构的变形特点及应变状态 ,并与所建立的普通路面模型基层弯沉进行对比分析 ,从桥面板弯沉及应变角度分析大跨径混凝土箱梁桥面铺装对沥青混凝土的性能要求 ,并总结了大跨径桥梁桥面铺装的力学分析方法 ,为大跨径混凝土桥梁沥青桥面铺装的设计提供参考依据。

基于子模型法的大跨斜拉桥扁平钢箱梁应力分析

为了掌握扁平流线型钢箱梁应力水平及其分布,本文以润扬斜拉桥为工程背景,建立了整体有限元模型和局部有限元子模型。在对整体有限元模型进行分析的基础上,应用子模型法对润扬斜拉桥主梁各关键截面进行了有限元受力分析,运用试验结果验证了有限元结果的可靠性。在此基础上研究了主梁各关键截面的应力水平及其分布特点,并进一步总结了试验荷载下润扬斜拉桥扁平钢箱梁的受力特点。结果表明了子模型法应用于扁平钢箱梁局部应力分析的有效性和可靠性,其结果可为润扬斜拉桥扁平钢箱梁的安全监测提供科学依据。

基于子模型法的初始地应力场精细模拟研究

基于子模型方法的思想,给出了一种有效推求初始地应力场的方法。首先建立大范围的整体模型,主要考虑工程附近主要地形、地势的影响,采用神经网络方法初步反演地应力场。然后考虑局部范围内的主要地质构造,建立小范围精细子模型,通过插值获得位移边界条件,进行有限元迭代计算,得到该区域更准确的初始地应力场。最后将该方法应用于溪洛渡左岸坝区初始地应力场反演分析中,结果表明:该方法化整为零,降低了问题的复杂性,能高效获取更为准确的初始地应力场,为工程设计与施工奠定了良好基础。

高面板堆石坝应力变形分析的三维子模型法研究

面板堆石坝的变形分析是复杂的三维“非连续变形”问题。针对这一问题,对MSC.Marc有限元程序进行了二次开发,发展了三维子模型法,模拟了面板3个方向的边界、复杂的材料分区与施工过程,对目前世界最高的水布垭面板堆石坝进行了数值仿真,有效地解决了目前存在的数值分析精度偏低的问题。

基于子模型法的330 kV线路绝缘子串电压分布计算

采用子模型法计算了330 kV输电线路绝缘子串的电压分布,计算中考虑了铁塔的具体结构及三相电压之间的相互影响;通过与现场实测数据的比较,证实了该算法的有效性,该算法所得结果可用于研究330kV线路工频电压下绝缘子串闪络原因和闪络机理,以及用于制定符合线路安全运行的防治措施.

子模型法在超大跨悬索桥钢箱梁应力分析中的应用

以国内第一大跨桥梁——润扬长江公路大桥南汊悬索桥为背景,在对大桥整体结构进行非线性有限元分析的基础上,运用子模型法计算了该桥扁平钢箱梁各关键部位的应力。与实测数据的对比表明:子模型法计算结果准确可靠,能够较真实的反映大桥钢箱梁在各种工况下的受力状态,是分析超大跨悬索桥钢箱梁应力水平及其分布的有效方法。最后分析了该桥钢箱梁的受力特点,为同类流线形扁平钢箱梁的应力分析和设计提供参考依据。

子模型法在客车车身结构改进中的应用

在客车车身结构有限元整体分析的基础上,对关心的区域采用子模型法重新建立模型,可以得到该区域较为精确的应力值和应力分布情况.针对整体分析中FSQ6890H右后板弹簧前吊耳销附近区域强度储备不足的情况,未改进样车在试用期右后吊耳销附近出现早期裂纹,证实整体分析的有效性.采用子模型法对该区域作进一步的精确分析,为车身结构进一步改善打下基础,以避免裂纹的出现.

基于子模型法的碾压混凝土坝孔口结构施工期温度应力研究

该文针对混凝土坝孔口结构尺寸相对很小的问题,引入有限元子模型法,解决了子模型切割边界的边值问题,同时提出了减小子模型法存在时间域和空间域离散误差的方法,实现了混凝土坝孔口结构的精确仿真。在此研究基础上,依托某碾压混凝土坝工程,对大坝孔口结构进行了施工期温度场和应力场的仿真计算,重点分析了泄流中孔结构施工期温度和应力的变化及分布规律。研究表明,孔口混凝土在施工早期(10～30d)出现较大拉应力,最大拉应力出现在浇筑后的第一个冬季。子模型法为研究大坝孔口结构的温度场和应力场提供了有效的途径。

基于子模型法的钢桁桥整体节点动力响应分析

以新建铁路铜九线鄱阳湖特大桥钢桁桥段为背景,研究了考虑局部细节特性的焊接整体节点在移动列车荷载作用下的动力响应。在对整体有限元模型进行分析的基础上,应用壳到体子模型法对该桥焊接整体节点进行了瞬态有限元分析,获得了局部细节处的应力时程。对结果的分析表明,箱形下弦杆与节点板连接处、整体节点板几何形状突变处和右斜腹杆与节点板连接处,在满载列车作用下,最大应力幅均超过相关疲劳试验给出的疲劳容许应力幅,可能在使用期间发生疲劳破坏。

基于子模型法的面板堆石坝三维应力变形分析

基于三维有限元非线性方法,考虑某高面板堆石坝面板分期施工浇筑的特点,建立精细模拟面板特性的子模型,用有厚度的接触面单元模拟坝体与面板的接触面,设置相应的连接单元模拟面板缝的相互作用,分析了该面板堆石坝在施工期和蓄水期坝体和面板的应力变形,并与类似坝高的面板堆石坝的计算或监测结果进行比较。结果表明:在施工期和蓄水期坝体的最大沉降值约为坝高的1%,位于次堆石区;面板应力以压应力为主,拉应力主要集中在面板与周边山体连接处;周边缝的最大错动剪切变形、最大张拉变形及最大沉降剪切变形均未超过30 mm。

基于子模型法的带有表面裂纹钢丝应力强度因子研究

钢丝裂纹应力强度因子是进行钢丝疲劳断裂寿命评估、疲劳裂纹扩展分析和钢丝断裂强度评估等工作的重要参数。本文首先介绍了裂纹扩展分析软件FRANC3D,然后基于子模型法模拟研究了拉伸荷载作用下带有表面裂纹钢丝的应力强度因子,裂纹种类包括直线形裂纹和半圆形裂纹,最后拟合得到拉伸荷载作用下带表面裂纹钢丝的应力强度因子形状修正系数表达式,分析了利用该公式进行承载力评估时产生误差的原因。研究结果表明,利用子模型模拟分析拉伸荷载作用下带有表面裂纹的钢丝应力强度因子时计算精度高,计算速度快,对计算机硬件要求低;利用该方法得到的钢丝裂纹应力强度因子,在进行索承式桥梁吊索安全性能评估时,评估结果更精确。

子模型法在发动机组合结构强度分析中的应用

针对发动机结构强度分析的特点 ,在对某军用发动机复杂组合结构进行总体分析的基础上 ,采用子模型法对其关键局部结构进行了细化分析 ,并用外推法对分析结果的误差进行了估计。对该发动机结构强度的分析表明 ,采用子模型法可以解决复杂结构分析时计算机软硬件条件的制约 ,并且可以得到精度较高的分析结果 。

基于子模型法对TBM刀盘的结构强度分析

刀盘是隧道掘进机(TBM)开挖岩石的核心部件,其由于整体尺寸大,刀柄安装位置倒角小,一般有限元整体分析很难获得该位置的准确应力,也就无法确定估算设计结构的强度和可靠性。因此,为解决由于TBM刀盘整体尺寸大、现实条件很难对其进行网格细化和网格质量的保证,而造成的有限元分析时间长、分析精度低等问题,应用子模型法对TBM刀盘进行结构强度分析,通过验证两模型分析结果收敛趋势的一致性和两模型局部优化分析对比,证明了子模型法的可靠性和可行性,也表明了子模型法为刀盘等大型构件的强度分析提供了新的方法,对今后的大型构件有限元分析具有一定的参考意义。

独立覆盖误差分析的子模型法

在应用独立覆盖流形法进行自适应分析的前期研究中,发现独立覆盖内部误差不易控制的问题,基于此,提出独立覆盖误差分析的子模型法。在单独的独立覆盖内进行覆盖函数的升阶操作,通过高、低阶之间的相对误差获得独立覆盖内部的逐点误差指标。详细介绍了子模型法的实施步骤,用重力坝算例验证了该方法能有效控制独立覆盖内部误差,不仅解决了目前存在的问题,还为将来实现逐点的误差控制打下基础。最后对独立覆盖流形法的收敛原理及误差控制方法进行了初步的理论分析和讨论。

子模型法在半潜式平台疲劳谱分析中的应用

针对半潜式平台结构复杂,疲劳谱分析时需要对许多疲劳热点进行细化评估分析,数值模型大、分析时间过长等问题,考虑多工况、多疲劳热点的特点,利用子模型法,基于PCL语言,实现自动对疲劳子模型进行分析,以缩减分析时间,提高工作效率。

基于ADINA的面板堆石坝三维子模型法研究

考虑到面板堆石坝上游面板结构处各种接缝的尺寸与整个坝体模型差异过大,且其变形具有非连续性,从而会导致在有限元计算时出现求解困难或者精度不足的问题。尝试在ADINA有限元分析软件中用子模型法把面板及面板周边的混凝土趾板从面板堆石坝的整体模型中脱离出来作为研究对象,其优点在于方便实施,且可以采用精细的单元网格以获得更高精度的计算解。同时,子模型法对面板的垂直缝和周边缝以及面板与垫层接触部位也可进行详细模拟。通过工程实例计算,并进行结果合理性分析,在验证了面板堆石坝接缝等细部结构分析中采用子模型法具有较高精度和合理性的同时,重点对面板及其接缝部位的变形分布规律进行了探讨。

基于子模型法的金具优化设计及其在±1100 kV阀厅中的应用

对阀厅内部进行金具优化设计,可以有效地改善其表面的电场分布。但将待优化金具置于整体模型中加载计算和单独计算分析的方法,分别会造成增加工作量和产生较大误差等问题。对此,文中提出了基于子模型法的金具表面电场分析及优化设计方法,即从整体模型中精确提取待优化金具的边界条件,并以此为依据在金具周围局部区域的子模型中进行分析及优化设计。为验证所提方法的有效性,分别从理论分析和算例验证两方面进行阐述,之后将其应用于±1 100 k V阀厅内部金具的优化设计中。结果表明,该方法有效避免了对整体模型的反复计算,既保证了计算精度,又提高了计算效率。