由节点自由度相关引起的求解失败问题的探讨及其解决办法

采用消元法判断矩阵的奇异性，找出存在相关性的行或列和相关系数，形成单点自由度相关信息，对结构刚阵、质阵和载荷进行处理，在COMPASS中增加相应的处理模块，解决了因矩阵奇异引起的求解失败问题。算例结果表明了方法的准确性和有效性。

MW级风电机组偏航制动盘强度校核和对比计算

随着风电机组日益向大型化的方向发展,对风电机组偏航制动盘强度校核的精确度要求也越来越严格,因此,迫切需要采用更符合实际的有限元方法来校核偏航制动盘的强度。针对绑定接触算法难以获得偏航制动盘实际受力状态的问题,以某MW级风电机组偏航制动盘为研究对象,对其进行了极限强度校核、疲劳强度校核和对比计算。首先,基于GL规范,采用节点自由度耦合的方法,模拟了偏航制动盘的实际受力状态,计算了偏航制动盘的全工况极限强度,得到了最小极限安全系数;然后,计算了偏航制动盘的单位疲劳工况,得到了载荷与应力关系,利用疲劳分析软件Fe-safe,并结合疲劳载荷谱及板材的S-N曲线,对其进行了疲劳强度评估;最后,将其结果与偏航制动盘采用绑定接触算法所得计算结果进行了对比。研究结果表明:偏航制动盘的极限强度安全系数和疲劳强度安全系数均大于1,满足强度设计要求;采用节点自由度耦合的方法可以有效地控制载荷在某个方向的传递,更真实地模拟偏航制动盘的受力状态,同时也证明了其结果的合理性。

基于视景仿真技术的某型装备虚拟操作训练系统

探讨了某型装备虚拟训练系统设计开发全流程和关键性技术。运用GL Studio仪表仿真工具构建了装备虚拟操作机电面盘,MultiGen Creator软件对雷达车和训练环境进行视景建模,运用OPENGL完成装备标定瞄准镜和镜内分划的绘制,通过VEGA视景驱动和DOF技术实现了装备随动操作,系统实现技术复杂、难度高,涉及的技术对其它装备虚拟操作训练系统开发具有重要参考价值。

高速机床防护罩伸缩机构虚拟现实建模研究

采用虚拟现实对快速伸缩机构进行运动仿真和虚拟装配研究能够提高针对快速伸缩机构结构优化和装配工艺方面的研究效率,降低研发成本。利用Solidworks建立数控机床高速防护罩快速伸缩机构基本模型,运用3DMAX和Multigen creator软件进行模型转换,结合机构学和软件优化原理对模型进行了面片精简和优化;采用相交线和双dof节点嵌套的方法完成了机构运动自由度的建模;实现了虚拟现实运动仿真系统对快速伸缩机构模型的要求。采用虚拟现实技术应用此模型对其机构结构和装配工艺进行研究,有效地提高研发效率。

圆形地下连续墙场地动力反应分析的子结构方法

利用子结构方法对某超大直径圆形地下连续墙场地进行了动力反应分析.介绍了子结构分析方法的基本原理,探讨了主自由度节点的一般选取原则.采用等效线性化方法考虑土体非线性性质,并运用ANSYS参数化设计语言编制了场地土层模型的子结构方法计算分析程序.建立圆形地下连续墙场地计算模型,分别采用3种主自由度节点选取方法对其进行了动力计算分析.通过对比子结构方法和整体方法计算结果,验证了子结构分析计算方法的合理性及有效性.数值分析结果表明,若合理地选择主自由度节点,采用子结构方法可以在保证计算精度的基础上极大地提高计算效率.

某型航空发动机销钉式叶片固有振动频率的有限元计算

为利用有限元方法计算某型航空发动机低压压气机销钉式转子叶片的固有振动频率,以柔度矩阵法的计算结果为参考,通过约束销钉-销孔接触面上部分节点的自由度,将非线性的接触问题转化成线性问题,满足了有限元法的使用条件。最后,建立了约束自由度的节点面积与销钉-销孔接触面积之间的关系,为利用有限元方法解决类似问题打下了基础。

弹性力学的复变量数值流形方法

数值流形方法通过引入数学和物理双重网格,将插值域和积分域分别定义在两个不同的覆盖上来完成系统能量泛函积分运算.当采用高阶函数构造位移函数时,广义节点自由度将大大增加.在求解系统的平衡方程中,运算量是与自由度的三次方成正比的,因此数值流形方法的计算量是较大的.为此,在复变量理论的基础上,采用一维基函数建立二维问题的逼近试函数,然后将其应用于弹性力学的数值流形方法,提出了复变量数值流形方法,推导了弹性力学的复变量数值流形方法的公式.与传统的数值流形方法相比,复变量数值流形方法具有计算量小、精度高的优点.

等几何分析与有限元直接耦合法

等几何分析(IsoGeometric Analysis,IGA)具有几何模型精确,分析精度高和收敛速度快等优点,但积分效率不高、边界条件处理复杂.因此,提出一种IGA与有限元直接耦合的方法,将有限元与IGA交界处节点自由度用等几何控制节点直接表示出来,从而形成IGA与有限元的耦合单元.算例分析表明,该方法与常规有限元法相比具有精度高的特点,与IGA相比具有施加边界条件方便的优点.

一种新型的主起落架三维收放机构

前言 在一个民机项目的主起落架方案中,考虑了一种国内以前未曾设计过的收放机构.它解决了收放空间紧张的难题,又保持了平面机构的特征,完全避免了三自由度节点的存在.这是一种构思精巧,有工程实用意义的收放机构.

Vega Prime之DOF程序设计

在视景仿真应用中,使用DOF技术可以使模型对象具有活动的能力,自由度节点用于为模型对象设置一定的可运动范围,从而为其增加动态效果。通过实例,讲解DOF节点的程序设计方法,可以在此基础上开发DOF具体的应用。

基于单元模态应变能和剩余模态力的结构损伤识别方法在某塔式桁架中的应用

为快速、准确定位工程结构损伤位置,有效提高工程结构安全性能和使用寿命,以某塔式桁架结构为研究对象,运用单元模态应变能法和剩余模态力法对其进行损伤识别.利用MSC Marc对该桁架完整结构和几种不同损伤程度下的损伤结构进行模态分析,通过MATLAB编程从模态分析结果中提取这些结构的模态参数,计算损伤结构单元模态应变能的变化率和损伤结构各节点自由度对应的剩余模态力,并进行结构损伤识别.结果表明单元模态应变能变化率和剩余模态力是有效和准确的结构损伤标志量.

箱型伸缩臂滑块接触技术研究

针对高空作业机械箱型伸缩臂滑块接触问题,采用ANSYS接触分析方法计算臂架各处应力,所得计算结果与节点自由度耦合方式相对比,更接近实际臂架受力状态,通过数值模拟实验,总结分析不同的滑块支承位置对箱型伸缩臂应力的影响规律,对以后的工程实际项目有一定的指导意义。

轧机机座系统模态计算与分析

为分析某轧机颤振原因,对机座系统模态进行了有限元计算。首先由于结构的对称性,只建立了机座系统一半的三维模型,通过对称面上所加的对称和反对称约束考虑机座系统的整体性,再采用节点自由度耦合方式实现机座与横梁的联接,最后计算得到机座系统的前20阶。计算结果表明,机座系统的固有频率对轧机颤振无直接影响。

GFRP-混凝土组合桥面的多尺度分析模型研究

文章提出了一种新型GFRP-混凝土组合桥面,它由双层GFRP板和现浇混凝土组成。为了分析桥面板的力学性能,建立了考虑T形肋局部构造的多尺度有限元分析模型。利用约束方程,将实体单元与壳单元进行了节点自由度耦合连接。同时,建立了组合桥面的实体单元和壳单元有限元分析模型,并与多尺度有限元分析模型比较了应力和跨中挠度。分析结果表明,多尺度有限元分析模型能有效地模拟组合桥面的受力特性,准确反映GFRP板与混凝土交结点处的局部应力,减少了单元数量,显著地节省了计算时间。