五轴NC加工扫描体的显式求解算法

在PC机上进行数控加工仿真,一直是许多科技工作者梦寐以求的愿望。作者在本文中,提出了五轴NC加工中刀具扫描体的显式求解算法,给出了误差控制的基本策略,使得五轴加工过程仿真能在个人微机上进行,提高了仿真速度和计算效率。文后的实例表明该算法是有效的。

基于有限元显式模型优化的潜艇多杆机构特性研究

为了获取潜艇内多杆机构在运动过程中动力学特性,增强在方案设计评估和问题处理过程中的把控能力,本文利用Ls-Dyna显式求解器从模型离散、求解参数设置等方面对多杆机构有限元模型进行了优化设计,得到了计算结果与试验数据吻合性较好的仿真评估模型,为技术人员开展具体方案设计、故障问题分析等提供了有益参考。

对LASG-REM模式的改进及云雨数值试验

改进中尺度动力预报模式中较为简单的云雨过程处理方案,用预报方程对大尺度(即网格尺度)的水汽、云水和雨水作显式求解,对次网格尺度的积云对流进行参数化处理,并以1998年7月21日00时(UTC)的欧亚探空资料和地面资料为初始场,对武汉地区的暴雨过程进行数值试验。结果表明,改进后的LASG-REM模式对降水有很好的模拟能力,能够模拟出空中云水、雨水的分布特征。

CAE软件操作小百科(66)

1 Abaqus显式分析与隐式分析有何不同?Abaqus提供显式和隐式2种求解类型。显式求解适用于处理动态问题,尤其是高速冲击或爆炸问题。在显式求解中,时间步长明确定义,并且每个时间步长都直接计算结果,无须迭代过程。这种方法对于具有明显惯性效应的问题非常有效,例如冲击、爆炸、碰撞等。显式求解的优点是计算速度快,但受稳定性条件的限制,适用于短时间内发生的动态行为。

立式低温绝热气瓶外壳上封头冲击稳定性分析

立式低温绝热气瓶在吊装或运输过程中,由于野蛮作业或者意外造成气瓶从空中跌落,使外壳上封头顶部可能出现下塌,导致气瓶损坏。利用ANSYS/LS-DYNA的隐式-显式序列求解对立式气瓶跌落的情况进行模拟,研究气瓶跌落过程的碰撞冲击情况,并分析外壳上封头的应力和应变状况。分析表明,装满低温液体的立式低温绝热气瓶外壳上封头与集管头连接区域在气瓶跌落时容易发生屈曲失稳。冲击稳定性分析结果可以为进一步改进气瓶的结构,增强外壳上封头的抗屈曲能力提供依据。

冲击载荷下开口式连接环动力学研究

为研究矿用开口式连接环在冲击载荷作用下的力学性能,采用Solidworks建立连接环实体模型,运用ANSYS/Ls-dyna对模型分别进行隐式-显式顺序求解和显式求解分析。通过分析模型运动和应力曲线,结果表明:链环间初始张力可以降低卡链产生的应力冲击。

考虑扩散和吸附作用的聚合物驱替过程渗流数值模拟

采用显式求解饱和度、隐式求解浓度的思路,对考虑扩散和吸附作用的聚合物驱替过程渗流模型进行了数值求解.饱和度方程求解应用了显式全变差递减(TVD)法;浓度方程求解过程中,空间项离散采用Crank Nicolson差分格式,时间项变量进行拟线性处理,保证了计算的稳定性.通过与解析解对比,验证了该方法的有效性.计算实例分析表明,扩散使聚合物在溶液中稀释,导致浓度传播分散;吸附使聚合物损耗,导致浓度传播滞后.同时,计算结果直观反映了聚合物驱重要的"油墙"形成机理.在段塞注入情况下,原油富集区在出口端的突破是介于聚合物浓度前缘突破和聚合物浓度峰值突破之间.

基于ANSYS/LS-DYNA的带冠叶片碰撞振动特性的有限元分析

利用Ansys软件建立了带冠叶片组的三维有限元计算模型,并结合LS-DYNA软件进行了显式动力学碰撞分析,研究了碰撞阻尼减振效果与冠间间隙、激振力相位差和激振力幅值等振动系统参数之间的对应关系.结果表明:带锯齿型冠叶片间的碰撞阻尼可以有效抑制系统的振动,具有较明显的减振效果;有限元分析结果与相关的试验研究结果一致,证明所采用的有限元分析模型及方法是可行的.

汽车安全带固定点强度分析

为了进行汽车安全带固定点强度分析,运用有限元分析软件Hypermesh建立白车身、座椅、安全带、人体模块(臀块和肩块)有限元模型。采用LS-DYNA的显式求解模块,按照国家标准设置规定的载荷,分析结构通过标准的可能性。验证了运用有限元显式积分分析汽车安全带固定点强度的方法。该方法可推广到其他准静态强度分析中,用于分析那些比较大的、隐式积分计算比较困难的模型。

基于多尺度建模的高铁站雨棚结构抗连续倒塌分析

高速通过的失控列车是高铁站雨棚结构的倒塌风险源,对雨棚结构进行抗连续倒塌分析具有重要意义。为兼顾有限元分析的精度和效率,引入一致多尺度有限元结构建模方法,通过算例验证其应用于结构倒塌动力分析的合理性与准确性。以某高铁站的2个雨棚结构为背景,选取易受失控列车影响的区域建模,利用LS-DYNA建立多尺度模型。采用拆除构件法分析拆除柱后剩余结构的非线性动力行为,以考察雨棚结构的抗连续倒塌性能。结果表明:对于钢结构屋盖雨棚而言,拆除边柱、次边柱和中柱后,拆柱点竖向位移分别为17.6、13.1、12.4 mm,对应的梁端转角依次为0.0015、0.0011、0.0011 rad,均小于规范限值0.0096 rad,即钢结构屋盖雨棚在3种拆柱情形下均未发生倒塌;对于钢筋混凝土屋盖雨棚而言,拆除边柱和次边柱后,结构均发生了局部坍塌,但坍塌未延续,即不会发生连续倒塌;拆除中柱后,拆柱点竖向位移为88.6 mm,对应的梁端转角为0.0077 rad,小于规范限值0.04 rad,即钢筋混凝土屋盖雨棚结构变形较小,未发生倒塌。

海洋平台曲板冷弯压制成形的数值分析及工艺规划

为避免加热弯曲成形中温度变化对板材力学性能的影响,曲板成形时经常采用冷弯成形工艺,而冷弯成形时的回弹问题,严重制约其弯曲成形的精度和效率。基于动态显式求解的有限元分析,研究双曲率鞍形板和帆形板的冷弯压制成形工艺及其回弹量,给出不同类型曲率板压制成形的压模挠度经验公式。同时,针对拆解平台大弧板冷弯压制成形精度较差的问题,分析异种曲率板的压制成形机理,提出了修正的压模挠度,极大地提高大弧板的压制成形精度。

激光等离子体产生X射线数值模拟的两个问题

对激光等离子体产生X射线的数值模拟中的光路方程组,提出了采用Runge Kutta求解的思路。对计算X射线发射中需要求解的束缚电子占据概率方程组,讨论了采用显式求解的可能性。得到的计算结果初步表明,我们提出的方法是可行的。

地应力场下岩体爆体的数值模拟

建立了地应力作用下岩体在爆炸荷载作用下的运动微分方程,并对岩体中的地应力采用隐式分析方法,对爆炸的高速动载作用采用显式分析方法,通过隐式-显式连续求解完成地应力作用下岩体爆炸的数值模拟。数值算例结果表明,近爆腔处,较低的静应力场与较高的动应力场作用时爆炸动态应力波占主导地位,初始应力对爆破应力波影响较小。在远离爆腔处,高地应力存在改变了爆破应力波的传播规律,对爆炸岩体有很大影响。

基于制造特性的微小型擒纵机构有限元仿真

研究微小型擒轮和卡摆的主要制造特性(齿向误差、位置误差)对整个机构的影响.以ANSYS/LS-DYNA软件为工具,对微小型无返回力矩钟表机构中的擒纵机构的冲击过程进行有限元分析,求出齿向误差、位置误差极限,应用隐式-显式连续求解与显式两种求解方法对该机构进行分析,并比较了两种方法结果的差异,对有限元力学模型进行了优选,从而为微小型擒纵机构的设计与装配提供参考依据,保证该微小型机构在高承载、高转速的恶劣工况下的运行可靠性.

基于ABAQUS的刹车盘热应力分析

提出了热应力问题中的物理方程以及热应力问题求解的虚功原理。应用ABAQUS动力学显式热应力耦合分析对机动车刹车盘进行热应力仿真,得出刹车盘受到热应力较大影响的结论。得出了相应的仿真结果,对刹车系统的设计具有参考价值。

基于LS-DYNA的汽车安全带固定点强度研究

以交叉型乘用车的安全带固定点强度分析为例,将分析置于整个白车身模型中,采用LS-DYNA的显式求解方法,按照标准设置规定的载荷,可以更准确地评估结构通过标准的可能性,为结构优化提供明确的指导信息.该方法可以推广到其他准静态强度分析中,在产品开发中有很强的实用性.

带电跨越施工被牵导线与封网碰撞仿真分析

张力架线跨越带电线路施工时,被牵导线可能跌落碰撞封网结构,威胁封网跨越装置的安全,还可能与被跨带电线路发生碰撞或过于接近而引发闪络.因此,准确地获得跌落导线冲击过程中封网结构强度与垂直位移的变化,对封网装置的设计施工十分重要.根据架线施工流程,分析了断线事故过程,针对现有模拟的假设缺陷与仿真难点,引入序列求解,通过隐式-显式序列求解法,结合非线性动态分析理论,建立导线-封网碰撞仿真流程,参照工程数据,运用ANSYS/LS-DYNA实体建模,实现对被牵导线跌落封网结构过程的准确仿真.最后,对碰撞过程中封网的垂直位移变化、结构强度进行分析,可为封网结构断线冲击防护设计与理论研究提供参考.

静压沉桩全过程准静态分析

为了提高静压沉桩模拟的计算效率,同时改善网格的形态提高计算精度,利用ABAQUS/Explicit和ALE方法实现了对静力压桩的全过程的准静态分析。并且对沉桩的总阻力进行了敏感性分析,研究了桩土摩擦系数、土体的弹性模量和内摩擦角对不同贯入深度沉桩总阻力的影响。研究结果有助于增强对沉桩总阻力和桩基承载力的理解。

SPCC板材冲压成形过程的数值模拟

应用abaqus显式求解的方法,对厚度为1.2 mm的SPCC板冲压成型过程进行数值仿真,最后得到其应力应变的分布规律,通过其后处理寻找到了塑性流动规律和板的厚度分布规律。为金属成型模具的设计提供了可靠的数据。

基于有限元模拟的SUS304奥氏体不锈钢摩擦耦合变形过程的应力分析

采用ANSYS/LS-DYNA软件对SUS 304奥氏体不锈钢薄板的摩擦耦合变形过程进行了数值模拟.采用隐式-显式序列求解法和分段线性塑性材料模型,分析了钢带摩擦耦合变形时的应力分布规律及载荷、下压量和滑动速度等因素对钢带剪应力、主应力及等效应力的影响.结果表明:摩擦耦合变形的试验参数显著影响钢带的应力分布,验证了钢带在低于其屈服强度的应力条件下发生塑性变形的摩擦诱发效应.对奥氏体不锈钢摩擦诱发马氏体转变行为的研究及其摩擦学性能的改善具有一定的指导意义.