基于生死单元法的既有建筑屋面钢网架高空散拆施工方法

对于既有公共建筑,由于其往往具有一定的历史文化意义,需在保护其部分结构和外观的前提下,进行拆除、加固及改造提升。然而,现有针对新建钢网架施工过程安全性的研究较多,对于既有钢网架拆除施工过程安全性的研究较少。为填补该领域的空白,结合上海世博会俄罗斯馆屋顶钢网架拆除施工工程,提出了钢屋架拆除施工准则、采用了生死单元法对单榀拆除施工过程进行了模拟、并对单榀桁架吊运过程进行了验算。计算结果和工程实际表明,该施工过程安全合理。

基于生死单元的激光熔覆温度场数值模拟

计算了不同激光功率条件下粉末粒子到达基体前的温升情况,并将粉末粒子到达基体前的温度作为初始条件,采用生死单元法对单道和多道激光熔覆温度场进行了研究.利用熔池尺寸和形貌,验证了模型的可靠性.结果表明,粉末粒子温升和激光功率呈线性关系,单道熔覆层的温度变化呈一个锯齿状,升温过程近似呈直线上升,降温曲线近似呈双曲线的一支,而多道熔覆过程中,温度场呈后拖的偏椭圆状.节点上的热循环经过逐渐增大的峰值,峰值温度最终趋于稳态.

基于生死单元法的双辊铸轧过程热-力耦合数值模拟

以二辊160mm×150mm立式铝带实验铸轧机为对象,基于MSC.Marc商用有限元软件及其二次开发接口,引入纯铝固-液两相材料本构模型和界面压力热阻数学模型,建立了双辊铸轧过程热-力耦合非线性有限元模型。采用生死单元法模拟铝液的连续浇入,解决了辊套和铸轧区铝带材间的连续耦合传热问题。通过数值模拟,给出了铸轧速度、浇铸温度、熔池高度等因素对KISS点位置和辊面温度时间历程的影响规律,并对典型工况温度模拟结果进行了实验验证。

生死单元法分析薄壁件加工变形

针对零件中薄壁结构在机械加工中容易产生变形从而影响其加工精确度和加工质量的情况.对薄壁结构特点进行了分析,建立了有限元分析模型,并采用有限元中生死单元以及移动载荷施加技术实现了对切削加工过程的模拟,得到了典型薄壁结构在不同走刀路径下的加工变形规律,并对典型薄壁结构进行了切削加工实验,进一步验证了有限元分析的正确性.研究结果表明,采用有限元中生死单元技术以及移动载荷施加方法可以模拟材料的切除过程,并且在薄壁加工时,采用两边按一定的背吃刀量进行循环往复的加工方法能够有效控制薄壁的加工变形.

基于生死单元的激光铣削温度场数值模拟与验证

利用ANSYS有限元模拟软件建立了激光铣削过程的三维瞬态有限元模型,并以Al2O3陶瓷材料的激光铣削加工为例,利用ANSYS中的"单元生死"技术对激光铣削过程中温度场的动态分布进行了模拟。选取其中的一组参数,详细分析了铣削件表面某一点温度场的变化规律,确定了沿样件不同的扫描路线上铣削层的宽度和深度,并提出了温度场模拟结果的间接验证方法,即将温度场模拟获得的铣削层宽度和深度与实验测得的数据进行对比,对比结果较吻合,说明建立的有限元模型能够进行激光铣削效果的预测。

生死单元在拱坝施工仿真分析中的应用

以实际拱坝为例,利用生死单元对拱坝的施工过程作三维数值仿真分析。计算拱坝在考虑坝体分缝自重时,坝体的变形及应力情况,并与将拱坝自重整体考虑时的计算结果进行了对比分析。研究结果表明,考虑坝体分缝自重时的结果较为真实合理,能较好地模拟施工仿真过程。

ABS材料基于ANSYS生死单元技术的热分析

熔融沉积成型(FDM)是瞬态非线性的,存在温度在时间和空间的不断变化。成型过程的热分析,是对应力变化,以及翘曲变形等的重要参考。该文通过有限元分析方法中的生死单元技术,使用APDL语言编写程序来进行温度场的模拟,发现温度场的变化规律,以及其与应力场和翘曲变形等的关联。

基于生死单元法的钙线喂入钢包过程温度场仿真研究

以钢包炉外精炼过程中的喂线工艺为对象,利用商用有限元软件MSC.MARC和生死单元法,建立了钙芯线喂入钢液过程中的温度场仿真模型,解决了钙芯线喂入及其与钢液接触传热的动态过程建模问题。通过数值模拟,给出了喂入速度、钙芯线包覆层厚度等参数对钙芯熔解气化深度的影响规律,结合钙的蒸汽压和钢包熔池内静压力关系,对喂线工艺进行了优化。研究方法对稀土及其他合金包芯线的喂线工艺分析具有一定参考价值。

基于ANSYS生死单元的移动荷载作用下桥梁结构动力响应分析

运用ANSYS软件的瞬态动力分析,考虑移动质量惯性力的影响,利用生死单元技术,分别从荷载编组及荷载速度两方面考察独塔斜拉桥钢箱梁跨中、砼梁跨中和主塔塔顶的动力响应。结果表明,对于不对称的独塔斜拉桥,荷载编组数量对桥梁关心位置的动力加速度影响较小;荷载速度对桥梁关心位置的动力加速度影响较大,总体成反比关系。

基于“生死单元”技术的焊缝缺陷模拟

应用有限元方法,计算分析带几何缺陷焊接接头力学性能。通过杀死焊接接头有限元模型中相应位置的单元,模拟存在的几何缺陷。计算分析带有气孔或咬边缺陷的焊接接头应力分布特性和应力集中程度,验证了应用生死单元模拟几何缺陷的有效性。通过对建模方法的比较,表明生死单元技术能够灵活模拟缺陷。

生死单元技术在透水地基非均质堤防三维渗流计算中的应用

鉴于渗流场与温度场微分控制方程的可比拟性,根据渗流场基本方程及定解条件,运用ANSYS软件中"生死"单元技术及网格自适应功能,对非均质堤防及地基的复杂三维渗流场问题进行计算分析。计算结果表明该方法可以有效地计算分析复杂边界、多种介质的三维渗流场。

ANSYS有限元生死单元技术在砼面板堆石坝渗流计算中的研究与应用

在渗流基本理论和控制方程的基础上,建立面板堆石坝有限元渗流计算数学模型,并利用渗流场和温度场的相似性,通过大型有限元计算软件ANSYS,采用生死单元技术,"杀死"浸润线上部的单元,"激活"处于浸润线下部的单元,施加相应的边界条件,对坝体渗流问题进行仿真模拟计算,求得面板堆石坝的浸润线和坝体内渗流流速.工程实例计算结果表明:该方法计算精度满足工程要求,且方法简便,成果直观.

基于生死单元的组合热源在GMAW焊接中的应用

对于存在材料填充过程的熔化极气体保护焊(GMAW),提出过热熔滴均匀热生成体热源和电弧压力双椭球体热源结合的组合热源模型,计算过程考虑了温度对材料相变及热物理特性的影响,采用"生死单元"技术,实现了模拟过程中焊接材料的逐步填充;同时将模拟结果与试验结果进行比较,两者表现出较好的一致性。所建立的组合热源充分考虑了GMAW焊的工艺特点,使焊缝形状和尺寸的数值模拟精度有了较大提高。

基于生死单元法的BOPP薄膜激光打孔数值模拟

目的利用有限元方法研究薄膜多脉冲激光打孔过程,探究生死单元法运用在薄膜激光打孔中的可行性。方法基于Ansys中的生死单元法,使用Ansys参数化设计语言(APDL)编写程序,建立薄膜多脉冲激光打孔的二维瞬态温度场模型并进行仿真分析,测量孔深、上孔径,对仿真结果进行实验验证。结果仿真与实验结果趋势一致,微孔孔径与孔深随脉冲次数的增加而逐渐增加;孔深最大误差为23.51%,平均误差为12.21%,均方根误差为1.573μm;上孔径最大误差为3.64%,平均误差为2.77%,均方根误差为2.215μm;薄膜在激光束轴心处温度最高,轴心两侧温度逐渐降低,高温区域随着脉冲次数增加而逐渐增大。结论使用APDL语言程序结合生死单元法对薄膜多脉冲激光打孔进行仿真分析,结果可靠。

基于实验设计和生死单元技术的时变质量杆件轴向振动问题研究

为研究固体火箭轴向振动问题,将火箭体系简化为时变质量轴向振动杆件。应用生死单元技术对时变质量杆件指定区域内均布质量的损失进行模拟。应用参数化方法将杆件的弹性模量及指定区域内均布质量线密度进行参数化,应用拉丁超立方抽样方法 (LHS)及平面蒙特卡洛抽样方法 (PMC)对时变质量杆件与恒定质量杆件的轴向振动问题进行2因素50水平实验设计,批量计算了不同工况下的杆件轴向振动响应。计算结果表明:基于实验设计和生死单元技术的参数化研究方法可以高效地对时变质量结构动力响应问题进行研究。应用LHS及PMC对杆件轴向振动问题进行研究时,可以得到与应用完备实验对杆件轴向振动问题进行研究时所得结论相类似的定性结论。部分工况下,恒定质量杆件的最大轴向振动响应明显小于时变质量杆件的最大轴向振动响应。依据恒定质量体系动力响应特性对箭体进行设计时,无法保证箭体及箭载设备的安全性。

基于ABAQUS生死单元技术的平衡地应力方法研究

初始地应力是岩土工程数值模拟过程中必不可少的一部分,其初始地应力平衡效果的好坏对后续的数值分析有着较为显著的影响。通用有限元软件ABAQUS虽然提供了多种地应力平衡方法,但是岩土工程材料多样、工况复杂,并不是所有的常规方法都能使地应力平衡满足要求。针对压硬性砂土地基中桶土相互作用问题,通过二次开发,对于ABAQUS软件中的Mohr-Coulomb弹塑性本构模型进行改进,从而可以考虑砂土中变形模量随平均主应力变化的压力相关性。进而基于软件中生死单元功能,提出了一种分步平衡法,通过分步创建桶土之间的接触以更好地模拟地基在桶土相互作用过程中的实际响应。结果表明,分步平衡法的地应力平衡效果明显优于常规自动平衡法,可为其他类似模拟提供参考价值。

基于生死单元原理的拱坝体形优化

以有限元软件ANSYS10.0为平台,运用生死单元理论,模拟坝体的施工浇注过程,同时考虑温度荷载作为耦合荷载的形式对拱坝进行应力分析,对拱坝重力荷载分步作用和整体作用两种情况下进行结构对比分析,得到了优化的拱坝体形,使优化后的坝体体积较小,更加符合实际应用。

基于生死单元的榫卯连接装配整体式剪力墙的有限元模拟

根据之前学者对榫卯式装配式剪力墙的试验现象及研究结果,使用有限元软件OPENSEES建立了考虑榫卯剪力墙接缝破坏的弹塑性宏单元模型。通过将试验结果与数值计算结果进行对比分析,证明了该有限元分析方法合理、可靠。并采用该模型对比了不同剪跨比下有限元模拟结果与试验结果的差异。结果表明:使用基于生死单元的宏单元模型可以较好的表达试验墙体的破坏过程,模拟结果与试验结果符合程度较高。在低剪跨下该模型对试验结果的模拟效果最好,生死单元能够体现接缝破坏的过程,模拟滞回曲线与试验结果相似度最高。相比于一般实体单元的有限元模拟,该宏单元模型相较实体模型计算速度快,可以快速得到剪力墙的滞回曲线,能够适用于实际地震下的抗震分析。

基于生死单元的黄铜激光切割仿真研究

基于有限元仿真分析软件,简化边界条件并通过六面体网格建立黄铜板光纤激光切割有限元模型,模拟激光切割中的切缝形成过程,通过编译子程序设置生死单元,将达到熔点温度的单元隐藏以实现切缝成形演示,从而分析激光功率和切割速度对切缝成形的影响,寻求最佳工艺参数的匹配规律,为黄铜板光纤激光切割实际试验提供理论指导。

基于生死单元技术与参数化设计的移动质量作用下船体及浮桥的振动特性研究

为研究快速移动质量作用下的浮桥或航母甲板的振动特性,基于生死单元技术及参数化设计方法,应用ANSYS Parameter Design Language(APDL)计算分析快速移动质量作用下单跨梁的动力响应,并基于计算结果对梁的动力响应及安全性进行分析和评估。结果表明,快速移动质量作用下的浮桥或甲板的动力响应与固定质量作用下的动力响应明显不同。