AUTOMATIC FINIT EELEMENT MODELING OF A WING

This paper is concerned about the automatic finite element modeling of a wing structure. The row and column method is used to identify the structure parts(ribs, spars, skins and pillars). A customization module of PCL(PATRAN Command Language under PATRAN 6.0) code from constructing airfoil curves to creating the entire wing FEM model is designed and developed. The geome tric, mesh density, material, load and boundary parameters can be easily and correctly input with the friendly interactive interface. A VFW614 wing is analyzed from creating airfoil curves to the show of stresses calculated by using NASTRAN 68 as an example. The results show that this customization module is very effective and efficient.

火炮装填系统协调输弹机构磨损特性

在自动装填系统中,协调输弹机构是完成弹丸转运的重要组成部分。由于协调输弹机构长期处于发射冲击的载荷作用之下,导致协调器运动副轴孔之间由于磨损作用出现间隙变化,影响协调输弹的精度,研究协调输弹机构运动磨损问题对提高机构运动可靠性具有重要意义。为了研究协调输弹机构的磨损特性,基于修正Archard磨损模型建立协调输弹机构磨损数学模型并通过实验获得磨损系数;建立协调输弹机构动态响应有限元仿真模型并通过实验数据验证其有效性;利用有限元仿真结合任意朗格朗日-欧拉(Arbitrary Lagrangian-Eulerian,ALE)自适应网格技术实现磨损过程仿真,从而获得协调输弹机构的磨损特性,包括磨损深度与磨损循环次数的关系、最大磨损深度出现的位置等。研究结果表明:磨损开始初期磨损剧烈,在大约350次协调输弹后磨损由剧烈磨损期转而进入平稳期,磨损率下降;随着磨损的继续进行磨损率持续下降,且在整个磨损过程中轴孔接触边缘比其他位置磨损深度更大。

自动定向钻机双摩擦力胶体卡瓦仿真研究

煤矿井下钻孔封孔技术自动化程度不足,采用自动定向钻机协助封孔可提高封孔自动化程度。设计了一种自动定向钻机用双摩擦力胶体卡瓦,以解决自动定向钻机夹持器夹坏封孔器的问题;提出了2种胶体结构,实现了主动钻杆接扣与退扣2个过程摩擦力差异化,确保钻机顺利加接封孔器。采用非线性有限元法,选用Mooney-Rivlin应变能函数表征胶体力学性能,开展了胶体夹持封孔器仿真,得到了不同材料胶体的工作摩擦力,验证了2种结构胶体的合理性,研究了胶体表面胶条压缩量对封孔器应力的影响,探究了胶体表面胶条数量对胶体轴向摩擦力的影响。结果表明:天然橡胶与聚氨酯橡胶作为胶体材料是合理的,胶条压缩量宜为0.9 mm、胶条数量宜为3条。

配网输电线路自动化除冰后电力装置动态响应研究分析

电力装置作为铁塔与配网输电线路之间的关键连接部件,在保障输电线路安全运行方面发挥着重要作用。因此本文以500 kV输电线路为研究对象,对重冰区电力装置进行研究。实验结果表明,线路A3的动态张力在工况(4)的条件下达到最小,为63.22 kN。而线路A2的动态张力在工况(3)的条件下达到最大,为77.58 kN。在稳定的风力和冰雪载荷作用下,电力装置拉线在X、Y、Z三个方向上都有位移,并绕Y轴和Z轴旋转。在X-Y平面上,悬索在X方向的位移范围为-0.75~80.73 mm。在Y-Z平面上,悬垂绝缘子串在Z轴方向上的位移范围为-106.30~2.30 mm。在冰脱落后的前30 s,每根输电线路悬挂点的动态张力波动很大,并呈现急剧衰减的趋势。在30~60 s,则要缓慢得多。

ANSYS有限元网格划分浅析

为提高有限元数值计算的精度和对复合材料结构及力学分析的准确性 ,结合实例阐述了有限元网格划分复合材料结构件的方法和过程 ,指出了采用ANSYS有限元分析软件在网格划分时应注意的技术问题 ,并对进行ANSYS网格划分采用的方法、工具进行了详细的分析和论述 .研究认为 ,对于单一模型的分析可采用自由网格划分方法 ;对于尺寸变化的系列模型分析 ,则应考虑采用对应网格划分方法 。

任意多边形的Delaunay三角剖分

任意多边形的三角剖分是计算机图形学领域中的一个基本算法，其用途非常广泛．本文利用著名的Ｄｅｌａｕｎａｙ三角剖分的优化性质，提出了一种简洁、通用的任意多边形Ｄｅｌａｕｎａｙ三角剖分算法，并给出了该算法在有限元网格自动生成过程中的应用．

复杂齿轮自动化及参数化有限元建模

针对复杂齿轮现有有限元建模过程中的诸多困难和不足,提出一种新的建模方法.该方法先把单个带有轮毂的轮齿分解为六个六面体子模型,再根据空间啮合原理及各子模型相互间的几何关系求出所有曲面上的离散点,最后用分层建模策略生成最终的有限元模型,整个建模过程可自动实现.该方法大大缩短了复杂齿轮的优化设计过程,与传统方法相比,新方法在效率、精度及模型的单元类型适应性等方面更具有优越性.

1000kV直流电阻标准分压器的电场仿真计算和分析

进行高电压等级的直流电阻标准分压器设计时,不仅要减小最大场强以保证绝缘,还要减小测量电阻层附近的场强,以减小电晕电流和泄漏电流对分压器准确度的影响。针对研制的1 000kV直流电阻标准分压器,建立了有限元模型,用有限元软件计算了分压器的电场分布以及沿测量电阻层外表面纵向方向上的电场分布。计算结果表明:均压环对高压电极附近的电场具有明显的改善作用,最大场强从7 775V/mm下降到了1 457V/mm,位置从电极上部转移到了辅均压环附近;增大辅均压环的小环半径,或使辅均压环和主均压环的包络线更加平滑,都能减小辅均压环附近的场强,通过优化设计,分压器的最大场强减小到了1 175V/mm;由于屏蔽电阻层的屏蔽作用,沿测量电阻层外表面纵向方向上的场强减小到了141V/mm,而且分布均匀。

机械产品三维广义参数化设计关键技术的研究与应用

分析了目前三维参数化设计的现状,指出了其存在的不足。论述了机械产品三维广义参数化设计的内涵、设计步骤和关键技术。采用机械产品三维广义参数化设计技术,基于三维设计平台开发了桥式起重机桥架的三维参数化设计系统,并成功地应用于桥式起重机桥架的快速系列设计,使设计效率和图纸设计质量得到了显著提高,快速响应了个性化的市场需求。对其他行业机械产品的快速系列设计也具有重要的应用价值。

有限元网格自动生成的典型方法与研究前瞻

回顾了有限元网格自动生成的典型方法,分析了这些方法的优缺点,结合当前的研究现状,指出了今后一段时期内,有限元网格自动生成研究的重点和方向.

波浪载荷对船舶推进轴系的影响

针对用二维方法分析波浪对推进轴系影响时,只能计算纵向弯曲变形,且精度不高的问题,通过对某散货船进行三维有限元建模,基于PATRAN命令语言(PCL)进行编程,计算作用于船体有限元的波浪压力,并进行自动加载分析.在不同海况下,计算船体变形情况,分析了推进轴系处船体的相对变位及其对轴承负荷的影响.结果表明:在4级及4级以下海况时,波浪对轴线处船体变位影响较小;波浪对轴线处船体变位影响随海况增加而增加,在8级海况以上时,轴线处船体变位最大值超过4 mm,将对推进轴系各轴承负荷造成巨大影响;在航向角为30°时,3个方向的相对变位都有所增加.

有限元金属矿地震波场模拟中三角网的自动剖分与模型编辑

区域的剖分及单元参数的赋值对于有限元模拟技术是一项十分烦琐的工作，特别是对于模型非固定的情况，本文针对这一问题进行了研究，在ＶＢ环境下，实现了分区三角网自动剖分及模型的编辑，为复杂金属矿地震模型的波场模拟提供了有效的工具。

弱胶结油藏拟三维出砂预测模型及方法

根据有效应力定律和连续介质力学理论,建立了应力场和渗流场耦合作用的弱胶结油藏拟三维出砂预测模型,并应用顺序Galerkin有限元进行了求解。对复杂地质区域网格自动剖分、地层变形或破坏、液化砂运移、出砂动态预测等问题进行了数值模拟研究。结果表明:随着地层破坏和出砂,炮眼和井筒周围应力会重新分布;地层参数的变化受出砂和应力作用的复杂影响;出砂量是一个波动变化的过程——这一现象与现场和室内的观测是基本一致的。研究证明了该模型的可靠性,初步解决了弱胶结砂岩油藏的出砂预测数值模拟问题。

微球聚焦有限元数值计算中的预处理技术研究

针对微球聚焦测井仪器的测井预处理响应,在分析有限元数值计算方法的基础上,研究了自动网格剖分和自动节点编号预处理技术。在1/2空间三角形网格剖分中,采用极板对称轴对称分割的方法,提高了计算电位的对称性和计算精度。在网格自动编号中,提出了根据电极结构对求解区域分块的思想,保证电极的编号连续,满足有限元数值计算中等位面处理的要求。通过计算仪器常数、无侵和有侵地层模型验证了所设计预处理程序的有效性。

自动流量平衡阀可变过流面端帽的有限元分析

针对自动流量平衡阀可变过流面端帽受到高压流体冲击作用而产生的应力、应变损坏和共振现象,利用ANSYS对可变过流面端帽结构进行动力学建模和有限元分析,使强度、刚度满足材料使用要求。在有限元分析基础上,通过模态分析验证了有限元分析的结果,为今后自动流量平衡阀结构改进提供了必要的理论和技术依据。

曲线路径动态焊接热源建模

在复杂结构焊接热过程及应力变形分析中,经常遇到曲线焊接路径,其动态焊接热源建模难度大,往往难于实现.为解决该问题,研究了曲线焊接路径热源自动建模方法,实现了曲线上动态焊接热源建模,并为多段直线、环形以及平面曲线焊接路径提供了焊接位姿的定义方法.进一步针对难于用方程直接描述的空间复杂路径、根据焊接结构特征提出辅助圆捕捉法来获取路径上的随动焊枪位姿.利用辅助圆捕捉法,用户可以通过简单的参数输入和CAD操作完成曲线路径动态焊接的热源自动建模.

面向注塑模CAE的有限元网格自动生成技术

研究了面向注塑模CAE的有限元网格自动生成技术。提出基于映射修正因子的二次参数映射法,详细阐述了参数映射过程中两种映射修正因子的定义和计算方法,利用该映射法实现了模型表面的三角网格剖分。采用数据交换标准STEP作为注塑模CAE软件与各类CAD系统的衔接接口,实现模型的导入和重建。将模型的每个表面和边界曲线映射至参数空间,利用推进波前法生成参数面网格,然后映射回三维表面。

基于STEP的三维表面有限元网格生成技术的研究

研究了三维表面有限元网格自动生成的技术,利用映射法实现了模型表面的三角网格剖分。基于STEP文件格式的模型的导入和重建,将模型的每个表面映射至参数空间,利用推进波前法生成参数面网格,然后映射回三维表面。研制了一套网格剖分策略,运用该策略对多种类型表面进行了分析求解。

复杂模型的ANSYS有限元网格划分研究

对于有限元分析来说,网格划分是其中最关键的一个步骤,网格划分的好坏直接影响到解算的精度和速度。对网格划分这个步骤所涉及到的一些问题,尤其是与复杂模型相关的一些有限元网格划分问题作简要阐述,并给出一个复杂模型的AN SY S有限元网格划分实例。为工程设计提供参考。

膝关节假体股胫接触面积的影响因素

目的 通过建立自动化流程对膝关节假体股胫接触面积的影响因素进行分析,总结设计参数对接触面积的影响规律,并找到最大接触应力和接触面积之间的关系。方法 在Isight中建立参数化有限元模型,包括几何模型自动变参、自动化有限元前处理和有限元运算3个组件,实现自动化流程,提取接触面积进行统计学分析。结果有限元模型用Tekscan应力分布系统进行验证。当股骨、胫骨矢状面半径逐渐接近时,接触面积最大为295 mm^2。股骨矢状面半径对接触面积是正效应,而胫骨矢状面半径是负效应。最大接触应力和接触面积近似呈线性负相关。结论 通过分析股胫矢状面半径对接触面积和接触应力的影响规律,为临床降低衬垫磨损提供设计依据。