支撑辊边部圆角参数有限元数值模拟

冷轧厂镀锌生产线在生产1600 mm宽规格新镀层产品过程中,带钢边部出现通卷条状色差缺陷,分析认为缺陷原因是四辊光整机支撑辊辊面有效宽度不足所致。利用有限元软件对光整机支撑辊边部圆角参数进行数值模拟,将边部圆角长度由75 mm降至45 mm后,支撑辊辊面有效宽度达到1600 mm,可解决带钢边部通卷条状色差缺陷问题,同时可避免支撑辊辊面过度磨损。

NaF-AlF_(3)体系热导率的有限元数值模拟

固态/液态铝电解质热导率是开展铝电解槽热平衡计算的重要参数,对预测电解槽侧壁上的电解质炉帮厚度变化具有重要意义。本文采取传感器测量与有限元数值模拟相结合的方法,开发研究了一种确定熔盐热导率的新方法。使用ANSYS/Fluent软件中的流体体积模块、离散坐标辐射模块和熔化/凝固模块对传感器冷却过程的热行为进行数值模拟,以测试值和模拟值的残差分析为标准来确定铝电解质的热导率。研究结果表明,该方法对单组元熔盐的热导率和双组元熔盐的热导率的计算都有效。利用该方法,建立了NaF-AlF_(3)体系的固态热导率和熔融态热导率的温度分段函数方程,用于计算该体系随着分子比变化和温度变化的热导率,计算结果与文献数据良好吻合。

基于SolidWorks的装载机专用轮胎拆装机械手有限元分析及优化设计

以5 t装载机23.5-25规格轮胎为研究对象,利用SolidWorks软件建立了轮胎拆装机械手初始三维模型,并通过SolidWorks Simulation对夹爪和悬臂部分进行负载模拟仿真与应力静态分析。依据有限元分析结果对机械手初始三维模型进行结构优化和可靠性验证,通过增加肋板和加强筋减小了悬臂端部的形变,避免了悬臂容易发生弯曲断裂的问题,同时兼顾了因机械手自重增加而导致的成本升高问题。经过优化的机械手三维模型具有经济性、安全性和可视性等优点,为有效预防机械手工作过程的失效及提高生产率提供了有益借鉴。

锁环式同步器同步环摩擦生热仿真数值模拟计算及有限元建模分析

对锁环式同步器的热－应力耦合场进行了直接耦合仿真数值模拟计算，并以有限元软件为工具，建直了同步环与齿圈摩擦副的有限元分析模型，研究了不同摩擦系数下同步环摩擦剐对磨表面的温度分布。研究结果表明，随着摩擦系数的增加，摩擦副对磨表面温度呈线性增加。

基于有限元法的水下航行器地磁异常模拟研究

为改进水下航行器磁异常探测技术中磁异常实测数据难获得、现有磁体模型计算精度不高等问题,基于有限元仿真探讨建立无需区分近、远场的高精度混合磁体模型方法。应用有限元数值方法仿真复杂结构水下航行器的空间磁异常分布,以磁场数值解为收敛目标,建立以偶极子阵元数目、位置及磁矩为参数的均匀磁化椭球体与偶极子阵列混合的航行器磁异常解析模型,采用非线性最小二乘算法求解模型系数。仿真结果表明,基于该模型得到磁异常计算值与全空间内数值解的拟合度较高,测试平面平均误差为3%。该模型在磁场延拓、高精度建模等方面可以进一步应用。

木薯种茎精密播种过程中机械碰撞损伤有限元分析

【目的】明确木薯种茎在播种过程中的碰撞损伤机制,寻求较小损伤的播种方式。【方法】利用三维扫描技术逆向建立木薯种茎的三维模型,通过基于Hyper Mesh和LS-DYNA的种茎碰撞有限元分析,研究播种性能的主要影响因素(跌落高度、振动板安装倾斜角度及振动板振动频率)下种茎碰撞损伤过程,明确不同试验因素水平下种茎种芽−播种部件斜面接触等效应力、种芽−茎秆交接处等效应力、种芽−茎秆交接处应变及种芽−播种部件斜面接触应变变化规律;在单因素试验基础上,通过二次旋转正交组合试验研究,结合非线性多目标优化计算方法,对影响因素进行优化,以验证所建立回归模型的合理性。【结果】当跌落高度为167.83 mm、振动板安装倾斜角度为22.18°、振动频率为66.96 Hz时,种芽−播种部件斜面接触等效应力为32.64 MPa、种芽−茎秆交接处等效应力为17.08 MPa、种芽−茎秆交接处应变为0.094、种芽−播种部件斜面接触应变为1.049,模型预测结果与实际仿真结果相近,证明了回归模型的可靠性。【结论】本研究结果为揭示木薯种茎碰撞机制及播种装置优化等提供了理论依据。

铝合金硬质阳极氧化关键工艺中的有限元分析

[目的]结构复杂的2A11铝合金零件在整体硬质阳极氧化时易出现烧损、膜层均匀性较差等问题。[方法]基于AnodizingManager阳极氧化仿真技术,采用有限元分析方法对典型工艺方案进行仿真计算,并基于仿真结果开展优化试验方案设计。[结果]经试验验证,通过构建新型遮蔽物与导电点,可以改善硬质阳极氧化零件表面氧化膜厚度的均匀性,提高产品合格率。[结论]对于复杂结构的铝合金硬质阳极氧化,数值模拟技术是完全可行的,其应用彻底改变了传统工艺优化的“经验设计——现场试制——纠错”研发模式,可节省大量的时间与成本。

基于不同桩基模拟方式的大块式基础动力数值分析

为了更合理预测采用桩基的大块式基础的动力特性,建立桩基仿真模型并与桩-土动力试验相互验证,对组合桩基模型与大块式基础模型进行有限元数值分析,同时参考设计院所使用以弹簧单元模拟桩基的方式,建立数值模型并进行分析,探讨不同的桩基模拟方式对大块式基础动力特性的影响。研究结果表明:使用弹簧单元模拟桩基的方式忽略桩土质量、阻尼的影响,会造成大块式基础振型缺失、自振频率整体偏大、强迫振动响应被放大;使用桩基仿真模型更能反映大块式基础动力特性但计算成本增加。上述结论可为采用桩基的大块式基础动力特性研究提供参考。

基于有限元法的发电机护环液压胀形数值分析

应用有限元软件的静态结构分析功能,对2.5万kW的护环液压胀形过程进行数值模拟及结果分析。首先分析护环在胀形过程中受到的应力、应变及外圆的尺寸变化情况,然后对比仿真与实际测量两种情况下,发电机护环胀形过程中外径尺寸的差别。结果表明,在仿真与实际测量两种情况下,发电机护环胀形过程中外径尺寸的最大误差为8.8%,证明使用有限元法可以比较准确地模拟护环液压胀形过程,具有较高的实用性。

泡沫铝有限元仿真模型研究现状

泡沫铝作为一种兼具结构性和功能性的轻质多孔金属材料,具有优异的阻尼减震、吸能防护、电磁屏蔽等特性,呈现出广阔的应用前景。为改进和拓展泡沫铝在各工业领域的应用,对泡沫铝材料的有限元仿真模拟应运而生,对其的仿真模型也日趋完善。综述了泡沫铝仿真模拟中的孔泡建模研究进展,归纳分析了所采用的构建方法与研究结果,总结了各仿真模型的优势和不足,并对泡沫铝仿真建模的发展趋势做出了展望,指出将三维逆向重构技术引入仿真建模,以及将理论分析、建模模拟和实验研究相结合是现阶段重要的研究方向。

基于船体变形数值仿真的FPSO管道应力分析

为区别于传统经验公式计算管道应力的方法,采用有限元方法计算浮式生产储卸油装置(Floating Production Storage and Offloading,FPSO)船体变形,提取具体管道支架的位移值,并利用CAESARⅡ软件进行管道应力计算。有限元预报得到的管道应力更加准确,而经验公式得到偏保守的结果。建议在对FPSO管道进行初步设计时可采用经验公式方法,在进行详细设计和局部管道应力校核时可采用数值仿真方法。

岩质边坡破坏机制有限元数值模拟分析

岩质边坡的稳定性主要由其结构面控制,采用有限元强度折减法对岩质边坡破坏机制进行了数值模拟分析。计算表明,破坏“自然地”发生在岩体抗剪强度不能承受其受到的剪切应力的地带。分析表明,根据塑性力学破坏原理,采用有限元强度折减法有助于对岩质边坡破坏机制的理解。算例表明了此法的可行性。

平行刃剪切机剪切过程的有限元仿真模拟分析

金属剪切过程是一种复杂的弹塑性大变形过程,同时还存在着应力与应变之间的物理非线性、位移与应变之间的几何非线性以及工具与试件之间的接触边界非线性等多重非线性关系。本文用计算机辅助工程(CAE)软件——高度非线性结构有限元分析软件MARC对平等刃剪切机的剪切过程进行了三维弹塑性大变形仿真模拟,探索出一种求平行刃剪切机力能参数的数值仿真模拟方法。

基于有限元分析的漂流延绳钓渔具作业状态数值模拟

基于有限元理论,以2008年9月—2009年1月海上实测的钓钩深度、三维海流数据为基础,建立并验证了延绳钓三维力学模型,并利用Matrix Laboratory(MATLAB)软件进行模型数值计算编程。结果表明:(1)建立的延绳钓力学模型,可以较快地计算得出任何三维分层海流作用下延绳钓的三维形状和钓钩的深度;(2)圆柱体与流向垂直时的阻力系数CN90与研究对象的雷诺数(Re)和流态有关;(3)通过成对双样本均值分析t-检验,实测深度与数值深度(20%站点的钓钩)无显著性差异(P=0.43>0.05);(4)利用悬链线方程赋予初值、添加赋值调整程序可提高计算的速度。

电子封装件受热载荷作用有限元数值模拟分析

针对典型塑料方形扁平封装体PQFP在工作过程中的受热分析问题,基于热弹性力学理论建立了二维和三维有限元数值模拟分析模型.研究了封装体在功率耗散情况下受均匀和非均匀热载作用时其材料的热膨胀和导热性质.有限元数值模拟取得了与实验一致的结果.数值结果表明,采用较小弹性模量和热膨胀率的材料可以有效地减小热应力,基板和芯片的厚度是影响封装体变形的主要参数.数值分析结果为提高封装件的可靠性和优化设计提供了理论依据.

边坡开挖的有限元数值模拟分析

有限元的基本思想是将问题的求解域划分为一系列的单元,单元之间仅靠节点连接,单元内部点的待求量,可由单元节点量通过选定的函数关系插值求得。基于有限元数值模拟分析的基本思想,对不同地貌形态的路堑边坡开挖稳定性进行有限元模拟检算,通过建立单元刚度矩阵及相应的力学模型,借助于大型计算程序ANSYS求解,结合实际,探讨了石灰岩边坡随开挖进行的渐进破坏规律,为石灰岩地区高陡岩石边坡的设计提供了依据。

岩溶区地基极限承载力上限有限元数值模拟分析

岩溶区基础下伏空洞时,其地基承载力计算变得十分复杂。为考虑多种因素对地基承载力的影响,基于上限分析有限元法对岩溶区地基极限承载力进行数值模拟分析。首先,提出合理的计算假定简化,建立可考虑多因素影响的地基计算模型;其次,利用Matlab平台编制上限分析有限元程序,对地基承载力作数值计算,得到各种工况的地基极限承载力上限解,并绘制相应的分析图表;再次,分析地下空洞埋置深度、洞径和岩土体内摩擦角对地基极限承载力的影响规律;最后,通过算例分析验证本文方法的合理性。研究结果表明:地基极限承载力随D/B(径宽比)增大而减小,随H/B(深宽比)和φ增大而增大,且φ值越大H/B和D/B对地基极限承载力影响越显著;岩溶区地层中空洞存在一个影响地基极限承载力的临界埋置深度,该临界埋置深度受D/B和φ影响。

有限元与数值模拟的鼓式制动器铸造工艺分析

球墨铸铁抗拉强度可达600～900MPa,采用文献中提供的铸造工艺,应用Algor进行有限元分析和Anycasting软件进行充型与凝固过程数值模拟相结合,探索一种制动鼓铸造工艺的分析方法。通过预先掌握其受力与变形的分布情况,结合充型与凝固过程特点,预先发现其充型和凝固缺陷,及时调整铸造工艺,保证铸件质量,缩短产品制造周期。

食品真空贮藏过程中温度变化的数值模拟与有限元分析

食品真空贮藏过程是复杂的传热传质过程,该过程涉及到扩散、传热、传质等机理。在能量守衡基础上建立数学模型,通过数值求解得到不同真空压力下食品温度随时间的变化曲线,并通过有限元分析,与数值模拟的结果进行对比分析,为下一步的实验验证及食品冷冻冷藏工程的实践提供理论依据。

船桥碰撞撞击力的有限元数值模拟与分析

文章基于整船整桥有限元模型,分析了万吨级船舶在不同船体吨位、撞击角度和撞击速度时的船桥碰撞过程,得到不同碰撞情况下的撞击力时程曲线,详细讨论了计算结果,并与国内外规范计算值进行分析比较。结果表明:撞击力与船舶吨位的平方根近似成线性关系,与撞击速度近似成线性关系;随着撞击角度增大,撞击力减小,撞击时长增加。对于万吨级船舶与桥碰撞问题,建议采用AASHTO规范或欧洲规范-远洋计算撞击力。