网格过渡形式对焊接残余应力及变形的影响

大型复杂焊接结构件的焊接过程三维数值模拟因为计算量大而难以进行。采用有限元热弹塑性分析方法对平板对接接头进行数值模拟,研究了不同网格过渡形式对计算效率的影响规律,获得了几种网格过渡形式下对接接头焊接残余应力场和变形场,并对计算结果进行了分析。结果表明:无论焊缝及其附近热影响区网格过渡采用共节点形式,还是不共节点接触单元,仿真变形趋势均与实际焊后变形趋势一致,且误差控制在可控范围之内;采用共节点网格过渡,可以保证应力连续,同时提高计算效率;过渡单元为不共节点接触单元时,无论网格密度如何,接触面上纵向和横向残余应力均不连续;对于大型复杂焊接结构件,如果不关注后续的应力分布情况,可以采用接触过渡这种网格划分技术,既可以降低模型网格划分难度,提高计算效率,又可以获得较为准确的焊接变形。

全冠义齿网格过渡算法研究与应用

针对全冠义齿数字化设计时外冠和内冠过渡融合的问题,提出了一种新的网格过渡算法。首先提取外冠和内冠网格边界进行桥接形成封闭孔洞;然后根据定义的三角片插入规则插入新的三角片填充孔洞,构造初始过渡网格;最后投影到由边界顶点插值得到的隐式曲面上,投影点构成新的过渡网格,将其与外冠和内冠拓扑合并形成完整的全冠义齿修复体。用过渡算法得到的网格面片分布均匀,三角片质量较好,而且过渡边界光顺自然,具有较好的连续性。

基于Hyper Mesh二次开发的对接接头焊接网格过渡方法

为了保证焊接有限元模拟中的精度和效率,通常采用过渡性网格实现对焊缝区、热影响区及母材区的非均匀网格划分,导致网格划分时间长、效率低。依据网格过渡模版,利用TCL/TK语言对Hyper Mesh软件进行二次开发,编制对接接头过渡算法,并实现可视化的界面操作。实例表明,通过二次开发的方法进行网格划分,可减少前处理工作量,提高网格划分效率。

基于双向拉链的网格模型过渡算法

基于拉链的拉合机理及径向基函数(RBF)网络能够平滑地插值不规则分布的高维数据的性质,提出了一种基于双向拉链的网格模型间的过渡算法。首先,对待过渡的网格模型边界根据拉链拉合的思想进行网格化生成初始过渡网格,并对初始过渡网格按待过渡网格模型的边界条件进行细分、优化调整,生成与原始模型网格密度(三角片大小)相似的过渡网格;然后,对待过渡的网格模型边界顶点及对应单位法矢约束插值生成基于RBF的隐式曲面;最后,运用牛顿迭代逼近,把细分、优化后的过渡网格顶点投影到隐式曲面上,生成所求的最终网格。实验分析表明,运用所提算法对网格模型进行过渡融合,可以得到与原始模型网格密度相近且边界光滑连续的过渡网格,具有较好的工程应用价值。

平板焊接有限元分析过渡型网格自动生成技术分析

为了很好的完成自编程焊接有限元模拟仿真,需要高精度网格模型.采用过渡性网格实现对焊缝区、热影响区、母材区的非均匀网格划分,来保证焊接有限元模拟中的精度及效率的常用.利用前沿推进的二维网格划分策略,结合多层次扫掠法拉伸的三维网格生成方法,构建了一种适用于焊接有限元模拟的网格自动划分方法.在充分研究焊接有限元计算的网格划分特点的基础上,制定了焊接接头区过渡算法并编制了相应的图像绘制程序.经计算测试表明,该种多层扫掠结构能有效保证两个方向过渡,提高网格过渡效率.

一种用于有限元疏密过渡的新型十三节点单元

提出一种新型的十三节点单元,通过将母单元积分域分成四个子域,在各子域中分别建立线性化的插值函数并进行数值积分,确保了疏密单元之间的协调性,进而将四个子域的积分结果按自由度进行累加即可得到该单元的数值积分结果.该单元在保证疏密单元交界面位移协调的基础上,实现由一个粗(疏)单元向四个细(密)单元过渡.新型十三节点单元精度与普通六面体单元或四边形单元相当.若应用于大型工程结构的有限元分析,可在不损失精度的前提下有效减小计算量.算例表明该单元有良好的数值精度和实用性.

基于投影法三维模型全六面体网格的划分方法

针对六面体网格自动划分的难度远高于四面体网格的问题,用投影法对简单形状的初始网格进行投影变换得到每个块体的实际网格,用节点合并算法和再分割技术实现不同块体之间的不同密度网格的过渡,从而生成复杂三维几何形体的全六面体网格.算例表明:该方法生成的网格质量很好,易于实施,适用性广.

基于八叉树SBFE网格的混凝土细观模型生成方法

为更准确地反映混凝土材料过渡区的几何形状和材料性质,通过基于图像的八叉树网格加密技术对混凝土结构过渡区进行局部网格加密。采用平衡八叉树划分算法进行空间单元剖分,首先基于最大单元尺寸的体素,将结构离散为若干子单元,然后根据颜色强度均匀性标准进一步细分单元,直到单元中的每个体素均满足颜色强度阈值条件,最后根据2∶1原则形成八叉树网格。由于三维比例边界有限元网格允许存在悬挂节点,因此生成的模型相对常规有限元模型具有求解域离散简单、网格过渡快、单元模式少等优点。八叉树网格与具有半解析特点的三维比例边界有限元法相结合,可非常方便地求解混凝土类非均质材料的应力变形,且具有计算工作量少、精度高的特点,为混凝土类非均质材料的力学建模和计算提供了新途径。数值算例验证了所提出方法的正确性和可行性。

S系列新翼型风力机叶尖近尾迹区域流场数值计算与分析

以S系列新翼型为例,针对设计风速最佳攻角含有叶尖涡的复杂流动,提出一种采用分区域过渡层网格的方法来改善叶尖涡模拟的新网格生成策略。这种利用过渡层网格从叶片的贴体网格区域向中部加密网格区域中捕捉叶尖涡形成的位置和大小,通过控制网格梯度变化能获得高精度计算结果。数值计算和分析表明:该网格能合理捕捉到S系列新翼型叶尖涡的细节变化信息以及叶轮表面压力分布的细节变化特性,发现了风力机叶尖涡在初期向内迁移的现象。证明该网格生成策略合理有效。

铝合金薄板凸焊应力场有限元分析

采用有限元仿真软件simufact-welding对6063铝合金薄板进行凸焊过程中应力场分布及变化趋势的有限元仿真.研究了焊点区域在凸焊过程中的应力场变化以及凸焊筋顶点随时间变化的位移曲线及等效应力.研究结果表明,通过与实验中凸焊筋的压溃过程以及焊核大小相对比,发现本模型能够较为准确地模拟实际凸焊过程,为后续研究提供理论和方法的指导.

锚栓式风机基础有限元建模分析方法研究

在风力发电产业的持续革新的背景下,风力发电机组不断向着大型化方向发展,传统的规范经验算法难以满足新形势下的风机基础计算的精度要求,因此需要借助有限元数值模拟等分析计算方法对工程设计提供更精确的指导。本文提出了一种锚栓式风机基础有限元模型的建立方法。模型将不同组件分别建模再根据空间位置组合为整体,并利用过渡网格的方法对模型进行网格划分,在提高了模型真实有效性的前提下保证了计算效率。

风洞天平的有限元建模及分析

介绍了风洞天平的有限元建模与分析技术。以尾支外式天平Ⅲ为例介绍了风洞天平结构特点、有限元网格的生成、载荷与约束的施加、并对模型优劣计算结果进行了讨论。