基于等效热-力载荷的20Cr_2Ni_4预应力车削残余应力模拟及实验

为快速准确预测20Cr2Ni4合金钢预应力车削表面残余应力的分布,基于等效热-力载荷建立三维有限元仿真模型,通过切削热-力模型确定等效热-力载荷的分布形状和强度,将切削过程等效为接触正应力、接触剪应力和热流通量在已加工表面的循环作用.模拟的残余应力分布趋势与测量结果基本吻合.基于上述模型研究了切削速度、进给量和预应力大小对残余应力分布的影响.结果表明,切削速度对残余应力分布影响不明显,减小进给量能使表面残余拉应力和最大残余压应力减弱,增加预应力能够有效地减小表面残余拉应力和增大最大残余压应力.

冲击载荷下结构拓扑优化设计与动态响应分析

为解决结构动态冲击载荷拓扑优化计算过程复杂、计算效率低,而且难以收敛等问题,建立了一种在冲击载荷下结构的拓扑优化方法.将双向渐进结构拓扑优化方法和等效静力载荷优化方法相结合,同时将权值法和材料插值模型引入其中.采用内外双层循环的方式实现了冲击载荷下单相材料和双相复合材料/结构的拓扑优化.通过两个算例验证了方法的可行性与高效性,并且对优化后的结构进行动态响应分析,分析结果表明与传统方法相比,采用新方法优化得到的结构,在冲击载荷下承载能力更好,说明该方法适用于冲击载荷下结构的拓扑优化设计,且优化流程简洁,计算效率高,优化平稳高效.

基于正交试验设计的固有应变法在焊接变形预测的应用

以T型接头为例,着重对固有应变法进行研究,并运用正交试验法,对多道焊焊接顺序、焊接方向的影响因子进行优化设计,采用ANSYS软件通过一次性弹性计算得到焊接变形,以位移差为评价指标,得到最佳影响因子.结果表明:基于正交试验设计的固有应变法能够较准确地预测焊接变形,历时短,并且能体现焊接顺序、焊接方向对于焊接变形的影响.