基于Ansoft软件的钢管漏磁检测三维有限元仿真研究

介绍了钢管漏磁检测技术原理,利用三维电磁场有限元分析软件Ansoft实现了钢管缺陷漏磁场的仿真计算。根据实测的钢管磁化曲线,确定了励磁线圈的工作电流和测量元件的提离值,获得了最佳的信噪比。采用网格自适应剖分和自定义剖分相结合的方法解决了检测区域磁场解的收敛性问题,保证了计算的准确性。该研究可用于漏磁检测中缺陷的定位和定量识别。

C_(f)/SiC复合材料铣削特性的三维有限元分析及试验验证

碳纤维增强碳化硅(C_(f)/SiC)复合材料具有高强度、耐磨损和各向异性等特点,导致材料加工非常困难。本文开展了聚晶金刚石(PCD)刀具铣削C_(f)/SiC复合材料的三维有限元仿真和试验,研究了复合材料的切削特性;研究了加工参数对切削力的影响,以及不同纤维切削角下的材料去除机理。通过用户自定义的子程序在ABAQUS/CAE软件中建立了有限元切削仿真模型,仿真分析了加工参数对切削力的影响,并开展了验证试验。结果表明,有限元仿真和试验得到的X和Y方向的切削力具有良好的一致性。随着切削速度的增加,切削力降低;随着每齿进给量的增加,切削力升高。当沿着纤维方向进行切削时,刀具刃口的应力最小;随着纤维切削角的增大,刃口应力升高。本文可为C_(f)/SiC复合材料切削特性研究提供指导。

光学元件模压成型三维有限元仿真

针对非球面光学透镜在模压成型和模具设计中缺乏系统的、精确的理论分析手段,而主要依赖操作者的经验和反复试验的工艺现状;应用三维有限元分析方法仿真模压成型过程。采用五单元广义Maxwell模型描述玻璃加温加压时的蠕变特性,得出模具和透镜之间热传导特性和温度分布规律,获得了将玻璃毛坯加热到模压温度所需的最小加热时间。通过对非球面玻璃透镜模压成型过程进行模拟,发现透镜外边缘处的应力最大,导致透镜边缘处最易破碎,该结论得到透镜模压成型实际生产的验证。最后,仿真对比工艺参数对透镜最大应力分布的影响,获得最优的模压速度和模压温度范围。

正交铺层碳纤维复合材料板电涡流分布三维有限元仿真

采用ANSYS软件对正交铺层CFRP板电涡流分布进行了有限元仿真。建立了包括线圈、复合材料板和空气区域的三维仿真模型,采用谐响应分析方法对模型电涡流进行了计算,重点给出了CFRP板电涡流分布规律。开展了电涡流分布的影响因素分析,分别研究了探头线圈激励频率、激励电压以及探头与CFRP板之间距离对电涡流分布的影响规律,给出了各因素对电涡流强度和分布形状的影响结果。

基于ANSYS软件的漏磁检测有限元仿真

通过ANSYS二维电磁场仿真进行漏磁检测的原理验证。采用三维有限元方法分析漏磁场,建立了漏磁检测三维模型,基于ANSYS各种模型求解结果,得出试件无缺陷状态下磁感应分布规律和有缺陷状态下的漏磁场三维各分量的分布规律。同时研究了缺陷几何参数对漏磁场总磁感应强度和轴向分量的影响以及电流强度对漏磁场总磁感应强度的影响。根据ANSYS有限元分析结果,发现测试件端部存在检测盲区。提出了一种在端部添加试件引体的方法来解决端部的检测盲区问题,并用仿真方法验证了试件整体检测的效果。

基于三维有限元法的电感器优化设计

由于电感器气隙磁场的边缘效应,使得气隙计算面临许多困难。很多文献提出了相应的计算与设计方法,对此进行了总结,并对计算精度进行了分析与比较。最后运用三维有限元方法,提出的电感器设计流程,通过反复迭代计算可以得出满足设计判定条件的最优气隙长度,并结合实例对耦合电感器进行了优化计算与设计,减小了电感器体积。

次级非中心位置工况双边直线电动机有限元分析

在理想工况下双边型直线感应电机运行时,次级处于电机中心位置,由于曲线行程和振动等原因,初级会发生不同程度的横向偏移导致次级偏离中心位置,从而电机力特性发生较大变化。通过建立短初级双边型直线感应电机三维解析模型,给出了直线感应电机的数值计算方法和边界条件,获得初级不同偏移程度下直线电动机推力和法向力的表达式。对该工况下的直线感应电机进行三维有限元仿真,得到不同偏移程度下气隙磁场、推力和法向力的特性,分析了同一偏移下频率对非磁性次级电机的磁场和法向力影响。结果表明,随着初级偏移程度不断增大,气隙磁场的磁感应强度略有下降,而抑制偏移的法向力和推力逐渐增大。

挤压-犁削成形刀具的有限元分析

通过分析挤压-犁削刀具的结构,设计出了刀具的有限元模型。在UG中,对挤压-犁削刀具的模型进行了参数化实体造型,并通过接口传递数据,借助Ansys Workbench,最终得到了刀具在工作中受力的总应变和等效应力。

海底管道漏磁内检测器磁路三维仿真剖分方法

针对海底管道漏磁内检测磁路三维有限元仿真设计方法计算量大和精度要求高等难点,对三维磁路优化剖分方法进行分析,提出一种基于局部细化剖分的新剖分方法,应用于三维整圈磁路设计中,解决三维仿真中建模与剖分的技术难点,并通过实测验证该方法的有效性。

U型电磁超声换能器三维仿真研究

针对U型电磁超声表面波换能器(electromagnetic acoustic transducer,EMAT)换能效率低的问题,提出一种基于三维仿真的研究方法。首先,在Maxwell软件中建立U型电磁超声无损检测激发探头三维有限元模型并进行仿真分析,研究电磁超声换能器中线圈间距、截面积以及提离距离和磁铁类型及几何参数对换能效率的影响。结果表明:在使用蛇形线圈和U型磁铁作为电磁超声表面波换能器的情况下,减小线圈的提离距离、线圈截面积,适当增大线圈间距可以提高EMAT换能效率;此外,正交方差分析法对U型永磁铁的几何参数研究表明,U型永磁铁的宽度对换能效率的影响显著。

基于ABAQUS的微细正交车铣加工切削力有限元模型及实验研究

基于微细正交车铣加工的切削力进行有限元建模,针对微细加工建立了材料本构模型,引入应变梯度理论,使模拟过程中的切削力更真实地反映实际加工过程;通过建立车削轴工件和铣削轴刀具均旋转的三维正交车铣模型增加了模型的真实性,利用ABAQUS有限元分析软件对微细车铣加工中的切削力进行建模,并设计了测试系统,验证了模型的有效性。对比分析理论模型和实验测试,结果表明,所建立的切削力仿真模型与实验结果基本吻合,可以利用此模型预测切削力、优化切削参数以及进行进一步的研究。

基于单颗金刚石磨粒磨削的SiC_(p)/Al复合材料仿真与试验研究

本文主要开展了单颗金刚石磨粒磨削碳化硅颗粒增强铝基(SiC_(p)/Al)复合材料的试验及三维有限元仿真研究。分析了SiC_(p)/Al复合材料磨削过程中磨削工艺参数对磨削力及表面形貌等的影响。分析结果表明,随着磨粒转速的增加,磨削力减小,SiC颗粒破碎现象有所缓解,铝基体的涂覆作用增强,表面形貌完整性好;随着磨削深度的增加,磨削力增大,SiC颗粒破碎明显增强,表面形成较多凹坑与孔洞,表面质量差。仿真结果与试验结果较吻合,说明该仿真模型可用于磨削工艺参数的优化分析。

水电站充水预压蜗壳结构的应力仿真算法研究

应用三维有限元程序仿真模拟充水预压蜗壳结构的施工及运行全过程,得出的钢衬和外围混凝土的应力、应变状态与传统的简化算法结果相比较,其应力分布规律基本一致。但由于简化算法忽略了预压水头及预压施工缝隙对整个结构的影响,因此简化算法的外围混凝土的应力值要小于仿真算法,其相对误差一般在8％以下。

6061铝合金微铣削切削力仿真与预测

用不同刀刃半径的未加涂层微铣刀对AL6061工件进行槽铣,进行三维仿真模拟并获取仿真切削力。为了验证仿真切削力的正确性,计算理论切削力,采用神经网络法和曲线拟合法通过一系列不同刀刃半径和切厚的二维正交切削仿真获取材料的切削力系数,将其用于计算微铣削工况下的切削力。对比理论切削力和仿真切削力,二者可以很好地重合,证明微铣削仿真获取切削力的准确性,并可将仿真技术应用于不同工况下切削力的预测。

掺MgO不分缝常态混凝土拱坝仿真分析

国内采用掺MgO筑坝技术修建不分缝拱坝的工程已越来越多 ,为了研究这种坝型在施工期与运行初期的受力性能 ,结合三江拱坝实例 ,采用三维有限元仿真软件FZFX3D、大型通用有限元软件ANSYS对混凝土坝的施工过程进行仿真分析 ,比较了不同MgO掺量对大坝温度、应力的补偿作用 ,分析了不同蓄水计划对坝体应力状态的影响 ,评价了贵阳市乌当区三江拱坝主体工程施工方案的合理性。

超大型泥水平衡盾构施工的三维非线性模拟

根据超大型泥水平衡盾构的实际施工过程,以长江隧道东线工程为依托,采用非线性有限元分析软件ABAQUS,对超大型泥水平衡盾构在浅覆土工况下的施工过程进行准动态非线性有限元三维仿真模拟.模型比较全面地考虑了盾构施工过程中土体、盾构、管片和浆体之间的相互作用,较好地反映了泥水平衡盾构的实际施工过程.分析结果和现场实测数据作了对比,结果证实了该方法的有效性.

混凝土重力坝温度应力仿真分析

混凝土重力坝作为广泛应用的坝型,经多年运行,多数混凝土坝都会出现裂缝等病害,结构稳定受到影响。本研究以辽宁葠窝水库为例,在简单分析了裂缝产生原因的基础上,采用有限元三维仿真数值分析法对坝体温度场及其温度徐应力进行了分析计算。结果表明,坝体中下部区域的温度常年保持不变,温度变化的区域是上下游坝面附近、坝顶附近和溢流面附近。针对温度应力的分析结果,证实了采用水管冷却的降温方式可以使各个区域混凝土降温幅度明显。最终提出了降低混凝土温度的措施,对类似坝型具有重要的借鉴意义。

基于Maxwell 3D的永磁刹车系统中永磁装置的磁路仿真和研究

介绍了磁刹车原理,利用三维电磁场有限元分析软件Maxwell 3D实现磁刹车系统中磁场分布的仿真计算。仿真两种不同的材料对磁通量密度分布的影响。为磁刹车系统中永磁设备的设计和研制提供了一定的依据。

基于5G网络的架桥机式移动模架自动监测系统简介

重庆至黔江铁路设计时速350km/h,其中CQQJZQ-8标段共计32m标准简支梁21孔,经研究决定采用现浇法施工。所设计的TMS32.7架桥机式移动模架首次用于渝黔高速铁路32mPC及24mPC简支梁施工。为了保证施工期间的安全,在三维有限元最不利工况分析的基础上,对架桥机式移动模架关键受力部位布置了应力及位移传感器,研制了数据自动采集与传输系统,利用5G网络实现了对监测数据的远程传输,通过自主研制的监测数据管理平台,实现了对TMS32.7架桥机式移动模架施工全过程的远程监测预警,为移动模架现浇箱梁的安全运行提供了监测预警手段,取得了良好的效果。

拟间歇振动辅助偏摆车削钛合金的切削力与切屑形成研究

钛合金近年来被广泛应用在航空航天、医疗器械和军事工业等领域中,然而钛合金所固有的低导热系数、低弹性模量和高化学反应性使其可加工性能较差。为深入了解拟间歇振动辅助偏摆车削钛合金的切削机理,建立了拟间歇振动辅助偏摆车削和普通切削加工钛合金的三维仿真模型,分析在不同切削速度(30mm/s,40mm/s,50mm/s)下钛合金加工的切削力与切屑形态。从试验结果可以看出:拟间歇振动辅助偏摆车削钛合金的切削力与切屑形成和刀具摆动有关,切削力存在摩擦力逆转和进给力逆转现象,有利于切屑排出,但随着切削速度的增加而逐渐减弱;拟间歇振动辅助偏摆车削钛合金的切屑形态为波浪形,切屑形成复印了刀具摆动的轨迹,切屑的波浪形随着切削速度的增加而逐渐衰退。本研究可以为难加工材料拟间歇振动辅助偏摆车削技术的完善提供理论指导。