基于有限元法的电缆变压器绕组的暂态热路模型研究

对一个电缆变压器的绕组 ,通过求解有限元方程 ,得到其稳态条件下温度场和流场的分布。在此基础上 ,建立绕组以单匝电缆为单位的暂态热路模型 ,利用该模型可求解暂态条件下绕组各处的温升变化。

基于有限元法的平面磨削热源模型的仿真研究

在考虑未变形磨屑厚度影响流入工件的热流密度分布的情况下,分析了现有热源模型热载荷的离散加载过程及其对数值仿真计算结果的误差影响;基于有限元法将连续性问题进行离散处理的思想,提出了不可积分函数分布热源模型的热载荷加载方法;利用新提出的热载荷加载方法,采用抛物线分布、瑞利分布的热源模型对典型磨削工况进行仿真计算,研究了热源模型对磨削温度场的影响规律。结合磨削试验温度测量值及磨削温度的理论解析式,发现有限元仿真计算结果真实可靠;证明提出的加载方法可有效解决不可积分函数分布的热源模型的热载荷加载难题,并为进一步研究磨削温度场提供理论依据。

基于有限元法(FEM)的Zr-4合金管材酸洗氟残留的研究

在常规锆合金管材酸洗工艺参数下,研究了Zr-4合金管材在酸洗过程中内径尺寸、取样位置、冲水温度以及缺陷深度对氟残留的影响规律,并利用有限元法(FEM)对实验结果进行了理论分析。结果表明:随着Zr-4合金管材内径的增大,管材内表面的氟残留逐渐增大;Zr-4合金管材头部、中部及尾部的氟残留基本保持一致;随着冲水温度的升高,Zr-4合金管材内表面氟残留降低;Zr-4合金管材的缺陷深度与氟残留无明显的对应关系。

不同本构模型对橡胶制品有限元法适应性研究

为确定不同本构模型对橡胶制品进行非线性有限元分析的适应性,采用HyperMesh和ABAQUS软件建立了橡胶标准试件和防尘罩制品的非线性有限元模型.根据标准试件单轴拉伸试验数据,利用ABAQUS软件拟合了Mooney--Rivlin,Ogden及Yeoh 3种本构模型的特征参数,并给出了试件和制品轴向拉伸和压缩工况有限元分析结果.实测试验与有限元分析结果对比发现:在应变不大于100%时,两参数的Mooney--Rivlin本构模型计算误差较小;在应变大于100%时,用Yeoh和Ogden本构模型计算误差较小.该结论对大变形橡胶元件的非线性特性理论分析具有实际意义.

基于有限元法的绝缘子污闪模型

为了分析某些因素对绝缘子交流污闪电压的影响,将有限元法用于平板型污层剩余电阻的计算,并将计算结果用于Obenaus污闪模型去预测交流污闪电压。将有限元法的计算结果与Wilkins公式以及人工污秽试验结果进行了比较,验证了有限元法用于剩余污层电阻计算的有效性。由于需要建立和分析的模型数量很大,结合MATLAB、BCB、ANSYS实现了ANSYS中的自动建模以及剩余污层电阻的自动计算,大大减少了工作量。在此基础上分析了污层形状、电弧数量、弧长比例、电弧位置对交流污闪电压的影响。结果表明:满足形状因数不变时,更符合实际情况的多边形污层对应污闪电压始终要大于矩形污层对应的污闪电压;随着电弧数量的增加污闪电压明显增大;上下金具弧长比例对污闪电压基本没有影响;上下金具弧长位置对污闪电压影响不大。

总磷运移二维模型的有限元法

水库中总磷的浓度是水库富营养化的重要指标 ,根据水库水环境条件 ,给出污染质总磷运移的二维数学模型 ;采用Galerkin有限元法进行求解 ,并绘制了等值线图 ,得到水库中总磷的时空变化规律 ,为防治水库污染。

基于有限元法进行人体腓肠肌振动模型仿真研究

研究腓肠肌振动频谱分布规律,利用有限元软件ANSYS建立腓肠肌振动模型,计算腓肠肌提踵时振动的固有频率及振型,并使用专门的肌声检测系统测量10名大学男生负重提踵时的腓肠肌肌声信号。模拟结果显示,腓肠肌的振型随频率的增大存在一定的分布规律,实验测量表明振动的能量主要集中在超低频区。将模拟结果与实验数据进行对比分析,表明能量集中在超低频区的振型主要有4种。

裂纹扩展过程中线性内聚力模型计算的半解析有限元法

提出了求解基于线性内聚力模型的平面裂纹扩展问题的半解析有限元法,利用弹性平面扇形域哈密顿体系的方程,通过分离变量法及共轭辛本征函数向量展开法,推导了一个环形和一个圆形奇异超级解析单元列式,组装这两个超级单元能准确地描述裂纹表面作用有双线性内聚力的平面裂纹尖端场。将该解析元与有限元相结合,构成半解析的有限元法,可求解任意几何形状和载荷的基于线性内聚力模型的平面裂纹扩展问题。典型算例的计算结果表明本文方法简单有效,具有令人满意的精度。

分数阶导数粘弹性模型的有限元法

在分析分数阶导数三元件模型理论的基础上,把分数阶导数三元件模型引入有限元模型中,推导出具有分数阶导数三元件本构关系的粘弹性结构动力学有限元格式。同时,应用分数阶导数型粘弹性结构动力学方程的数值算法求解了该有限元格式的数值解。并以二维沥青路面结构为例进行了路面动态粘弹性响应分析。算例分析表明,该方法能够正确有效地进行路面动态粘弹性分析。

有限元法在动物组织模型构建上的应用进展

有限元法是指通过对医学组织图像(CT)的三维重建,将其转换为具有直观立体效果的三维有限元模型,通过对有限元模型进行材料选取、施加载荷、求解等操作,得到有限元组织模型的力学特性,从而更清楚的观察组织的应力、应变过程。该技术可以更好地处理复杂的生物力学问题而被广泛应用于生物医学领域,目前把有限元法和动物组织结合起来的研究逐渐成为了热点。论文对有限元法在动物组织模型构建上的研究前景和应用优势进行综述,为动物组织模型构建方面的研究提供新的方法和思路。

基于有限元法的运动装甲车辆温度模型分析

针对电子对抗装甲车辆强红外辐射所引起的战场生存能力和战斗力的下降,构建装甲车辆的温度模型。综合考虑辐射、对流和热传导三种传热方式,利用有限元法,通过划分区域、确定节点、建立控制方程、确定边界条件、方程离散和迭代求解代数方程,给出了温度模型的数学描述并对该模型进行数值模拟。结合算例将得到的车体典型部位的温度分布与相同条件下的实测数据进行对比分析。实验分析表明,运用有限元法的计算结果能够很好地逼近实测数据,具有较高精度。

基于有限元法的潜艇磁场模型适用条件分析

潜艇磁偶极子模型和椭球体模型是目前应用最广泛的潜艇磁场模型,但是对于磁偶极子模型和椭球体模型的适用条件缺乏定量研究。利用有限元法计算得到的潜艇空间磁场近似表达实际磁场,通过与椭球体模型和磁偶极子模型的仿真比较,对2种模型的适用条件进行定量研究。

纯物质过冷熔体中自由枝晶生长相场模型的自适应有限元法模拟

基于自适应有限元方法,通过求解表征纯物质相场模型的非线性抛物型方程,研究镍过冷熔体中不同起伏情况下单个完整等轴枝晶的演化过程.模拟结果表明:采用自适应有限元方法求解相场模型时结果更接近真实物理模型,在计算终止时整个计算域节点数仅为2.79×105个,远小于采用相同网格间距普通方法的1.6×106个,较大不同计算域对枝晶尖端速度的平衡值影响不大;随着起伏强度的增大,枝晶尖端获得更高的温度梯度,等温线波动更大,一次枝晶臂表面失稳,二次枝晶臂向过冷溶液中凸起的趋势越强,二次枝晶臂越发达.

鱼雷热动力系统工作温度整体计算模型及有限元法应用研究

文章建立了稳态条件下鱼雷热动力系统工作温度整体计算模型,通过算例验证了模型的正确性.用计算模型和有限元法相结合,应用I-DEAS有限元分析软件对重型鱼雷内层气缸套和活塞进行了温度场有限元计算,得到了可信的温度分布结果.

地下水水流模型的摄动待定系数随机有限元法

把Ｔａｙｌｏｒ展开式、摄动技术、待定系数法和有限元方法相结合，提出了求解随机地下水水流问题的摄动待定系数随机有限元法（ＰＣＳＦＥＭ），推导出地下水水头均值和方差的表达式，避免了求地下水水头的一阶导数和二阶导数，对于一般的随机地下水问题均能给出地下水水头的随机特征，对随机变量数较少的随机问题特别有效．同时选取二维承压地下水水流问题（有解析解）作为例子，进行随机数值模拟试验。

基于有限元法(FEM)的Zr-4合金管材氢化物取向因子研究模型

锆合金管材中的氢化物对锆材基体的力学性能有显著影响，过量的氢化物会导致锆合金管材断裂韧性和最终抗拉强度的降低，造成锆合金燃料结构材料和包壳材料的破损，严重成胁着核动力反应堆的安全、本文研究了矫直压下量对Zr-4合金管材氢化物的影响规律，并采用有限元（FEM）的方法对矫直过程中的Zr-4合金管材微观表面的等效塑性应变进行模拟和分析实验和仿真结果表明：在矫直压下量为1、7mm的条件下，随着矫直辊压下量的逐渐增大，Zr-4合金管材微观表面的等效塑性应变相虚增大，从而造成管材内部氯化物FN45°数值的增加基于FEM的Zr-4管材模型分析结果和实验结果相一致，为进一步研究矫矗压下量对Zr-4管材氢化物的影响提供一种新方法，

Ⅰ型和Ⅱ型Dugdale模型解析元列式及其半解析有限元法

利用弹性平面扇形域哈密顿体系的方程,通过分离变量法及共轭辛本征函数向量展开法,推导了两个圆形奇异超级解析单元列式,这两个超级单元能够分别准确地描述Ⅰ型和Ⅱ型Dugdale模型平面裂纹尖端场。将该解析元与有限元相结合,构成半解析的有限元法,可求解任意几何形状和载荷的Ⅰ型或Ⅱ型裂纹基于Dugdale模型的裂纹尖端塑性区尺寸和裂纹尖端张开位移(CTOD)或裂纹尖端滑开位移(CTSD)的计算问题。对典型算例的计算结果表明方法简单有效,具有令人满意的精度。

三维弹塑性有限元法模拟薄带轧制过程(Ⅰ)——关于接触摩擦模型及其应用

为解决压力加工中的接触摩擦问题,根据金属流动反作用原理,本文提出了一个新的接触摩擦模型,经三维弹塑性有限元程序计算以及对凹辊面薄带轧制的金属三维变形分析表明,在不用对摩擦力大小、方向及中性点位置作任何假定的情况下,新模型能够有效地模拟中间物质剪切及压力传递。

基于扩展有限元法及虚拟裂缝模型的混凝土断裂过程区分析

提出一种利用扩展有限元法(e Xtended Finite Element Method,XFEM)和虚拟裂缝模型对混凝土断裂过程区(Fracture Process Zone,FPZ)进行研究的方法.利用该方法可以求出裂缝扩展过程中混凝土FPZ的长度及位移和应力分布.利用该方法对一个三点弯曲混凝土梁进行研究,考察骨料粒径、不同软化律和不同初始裂缝长度对FPZ的影响.

用解析有限元法嵌入地下水管理模型求最优解

为了弥补当前地下水资源优化管理模型中通用的两种构模方法的缺点，即嵌入法的代数方程组过于庞大、上机困难，和响应矩阵法不保证全局最优，提出了用解析有限元法建立整体非稳定（即带有时间变量）抽水响应矩阵作为约束条件嵌入线性规划模型．这一方法由于具备了空间上表达任一节点在任一时刻的地下水运动规律的能力，克服了上述构模的两大缺点，其推广应用将有利于提高地下水资源的优化开发和管理。