特厚板多层多道焊的Marc有限元模拟

厚板焊接残余应力场的影响因素众多,变化复杂,其应力分布模型的研究是此领域的难点之一,有关的试验样本尚不多见。以两块100 mm的厚板焊接为研究对象,试验模型材质为A105钢,采用埋弧焊,进行多道焊接。采用试验测量和MSC.Marc有限元模拟相结合的方法,对100 mm特厚板多层多道焊的残余应力进行对比分析研究,给出上表面横向残余应力和纵向残余应力以及厚度方向残余应力的分布曲线。有限元计算结果与试验测量结果吻合较好,证明该有限元模型的合理性。特别地,厚度方向残余应力可以通过有限元模型计算得出,解决了实际工程中厚板内部应力难得出的问题,为进一步研究特厚板焊接残余应力提供参考依据。

子午线轮胎自由旋转的非线性有限元分析

根据全钢载重子午线轮胎的实际结构 ,考虑轮胎的材料非线性、接触非线性以及大变形等力学特性 ,借助MARC有限元分析软件 ,建立子午线轮胎的非线性有限元分析模型 ,并以此模型分析了轮胎在充气压力及离心载荷下的应力 应变场、接触及变形情况。

板带热轧三维有限元热力耦合仿真分析

采用更新的Langrange方法及大变形热力耦合有限元法对热轧过程进行了热力耦合仿真分析,经过多道次轧制仿真后,得出了轧件的温度场和轧制力分布以及每道次轧件入口与出口温度大小及轧制力的大小,并进行了现场工业实验对仿真结果进行了验证,计算结果表明,仿真所得结果与实测结果误差很小,均在5%之内,从而证明模型是正确的,能够很好的运用于热轧过程的参数计算和研究,并对以后热轧工艺参数匹配规律研究以及板形控制研究提供重要的分析平台和起到重要的指导作用。

非均匀入口温度场下铸轧辊辊型的三维有限元仿真

基于大型非线性有限元分析软件Marc,建立了连续铸轧三维热力耦合的数学模型和物理模型,同时考虑了轧辊的热辊型和力辊型,采用铝高温流变本构关系和接触热阻数值模型,建立了铸轧过程复杂的边界条件和热接触条件,并用fortran语言对Marc进行了二次开发;模拟现场工艺变化规律,采用非均匀入口温度场,仿真得到了轧辊在稳定铸轧状态下的辊型曲线;最后通过现场试验,验证了模型算法和结果的正确性。

钢管压力矫直模型有限元分析计算

采用MARC有限元分析方法建立了钢管压力矫直计算模型,应用该模型进行矫直力的计算,解决有限元计算方法在自动矫直机中的应用问题。实例计算表明:该方法与理论计算吻合良好,证实了方法的实用性,为矫直设备向数控化和柔性化发展提供了参考。

二步法三维编织复合材料弹性性能的有限元法预报

用有限元法预测了二步法三维编织复合材料的有效弹性性能。在二步法方型三维编织复合材料细观结构大单胞模型的基础上,考虑复合材料中纤维束的连续性及其空间的交织效应,用离散杆单元构成的桁架结构有限元模型等效代替复合材料承受单轴拉伸载荷时的受力响应。同时,以轴向拉伸性能测试试样为对象,应用有限元软件包MARC的结构静力分析部分计算了轴向弹性模量和泊松比,数值计算结果与实验结果一致性较好。参数分析结果表明,轴向弹性模量随轴纱与编织纱线密度之比和节距长度的增加呈增加趋势。

基于M型型钢装配式钢筋混凝土剪力墙的有限元分析

为进一步探讨M型型钢装配式钢筋混凝土剪力墙的抗震性能,本文基于M型型钢组合墙体抗震性能试验结果,采用MSC MARC有限元软件对其中的MSSCW1、MSSCW3、MSSCW4、MSSCW64组试件进行建模模拟并验证,验证表明数值模拟结果与试验结果吻合良好。在此基础上,进一步分析M型型钢装配式钢筋混凝土剪力墙在轴压比、剪跨比及型钢厚度等参数变化条件下的力学性能规律,结果表明:对于M型型钢装配式钢筋混凝土剪力墙,剪跨比为2.0时,其位移延性系数出现峰值,表明此类剪力墙最适剪跨比为2.0。相比轴压比为0.1的3组剪力墙模型,轴压比为0.2的剪力墙模型MSSCW2'、MSSCW7'、MSSCW10'水平峰值荷载分别提高了13.14%、15.09%、8.86%;相比轴压比为0.2的3组剪力墙模型,轴压比为0.3的剪力墙模型MSSCW3'、MSSCW8'、MSSCW11‘水平峰值荷载分别提高了6.06%、7.46%,3.63%,轴压比增加幅度下降,表明M型型钢装配式钢筋混凝土剪力墙轴压比合理范围在0.2左右;当剪力墙达到峰值荷载之后,轴压比越大,刚度退化越快,变形能力越差。相比较小剪跨比(λ=0.95,λ=1.5)剪力墙,大剪跨比(λ=2.0,λ=3.0)剪力墙随着型钢厚度增加,位移延性系数增加的幅度较大。

新型预制叠合剪力墙非线性有限元分析

本文在前人已有试验结果的基础上,采用Marc有限元分析程序的分层壳单元,对新型预制叠合剪力墙在低周往复荷载作用下的力学性能进行了非线性模拟,并与试验结果进行对比分析,结果表明,采用分层壳单元能够较好地模拟新型预制叠合剪力墙,相较于实体模型,应用壳单元模拟新型预制叠合剪力墙结构能够节省大量时间,且能得到较好的滞回结果。

内螺纹铜管滚珠旋压成形有限元分析

根据金属塑性成形原理和滚珠旋压成形的工艺特点,利用MSC.Mentat/Marc软件建立了内螺纹铜管滚珠旋压工艺的三维弹塑性非线性有限元模型。模拟了管坯从开始接触到变形稳定阶段内螺纹铜管的成形过程,探讨了铜管成形过程金属流动的位移规律及应变分布。

岩土体的本构模型在Marc中的实施

在地下工程的数值模拟过程中 ,合理地模拟岩土体的本构关系是非常重要的。对大型有限元计算分析软件Marc进行了二次开发 ,介绍了如何在Marc中施加土体的Duncan -Chang非线性弹性模型和岩体的Drucker-Prager弹塑性模型。并通过工程实例表明文中所述方法是合理可行的。

应用Marc软件进行地下连续墙基础的接触分析

通过工程实例,介绍如何在Marc软件中实现墙土单元之间的接触分析,并根据现场荷载试验数据,对接触体之间的摩擦系数进行了探讨,为同类工程计算、设计提供参考。

多曲率截面TC4钛合金超塑性胀形工艺

为研究多曲率截面TC4钛合金超塑性胀形过程中成形气压加载速度对零件成形效果的影响,利用MARC有限元软件对TC4钛合金板材在应变速率为2×10^(-3)s^(-1)条件下进行了超塑性胀形模拟,获得了气压-时间加载曲线。基于该曲线设计了3种不同成形气压加载速度曲线,并分别进行了超塑性胀形试验。试验结果表明,在3种不同成形气压加载速度条件下,气压加载速度越慢,零件成形效果越好。零件各个位置壁厚变化均匀且实际壁厚减薄趋势与模拟得到的壁厚减薄趋势大致相符,零件实际最大壁厚减薄率约为25%,满足零件使用要求。成形后的零件各变形区域的晶粒形状变化不大且均为等轴晶粒,晶粒尺寸随着板材形变量的增大而减小。

岩锚基础破坏形态与承载力计算的探究

岩石锚杆基础作为输电线路中塔基的一种特殊形式,可以充分发挥原状岩体的力学性能,提供良好的抗拔性能,逐渐被推广应用于架空输电线路的塔基之中。借助有限元法(FEA)模拟软件MSC.Marc,分别在Ⅳ类差岩体、Ⅲ类一般岩体和Ⅱ类好岩体中模拟了单锚式和直锚式岩锚基础上拔荷载作用下的破坏形态。结果表明:岩体强度直接影响岩锚基础的破坏形态,与真型试验结果基本相符;现行设计规范中的破坏模式与实际不符,由于所考虑的提供岩体的抗拔力过大,依其设计计算的结果可能导致不安全,有待进一步的完善和修订,以及可应用直锚基础的地质条件要求过于苛刻;也证明了有限元Marc软件能直观有效的辅助计算分析岩土工程实际问题。同时,笔者根据真型试验与数值模拟结果总结了岩锚基础的5种破坏形态,建立了新的破坏模型,进行了其抗拔承载力计算的探究,得到了该最大值Fmax和最小值Fm in的计算公式。

超浅层顶管地表位移的仿真计算

顶管作为一种非开挖敷设地下管道的施工方法,在市政工程中应用越来越广泛。在市政项目中,很多顶管工程埋深较浅,覆土厚度H<3 m时,超出了现有相关规范规定,同时国内外在这个方面的文献资料几乎是空白。以重庆主城排水工程南滨路超浅层曲线顶管部分工程为研究背景,通过Marc有限元对施工过程进行仿真计算,并将计算值与工程实测值进行比较,得到较好的结果。

天桥铣混凝土地基变形计算分析

应用有限单元法及MSC.MARC有限元分析程序,对大型精加工设备天桥铣的混凝土地基进行分析,探讨了地基的结构形态,为设备的安装调试提供了理论依据。

铜铝复合轧制结合界面速度场分析

为制备性能优异的铜铝复合材料,基于MSC.Marc有限元仿真软件,选取1060纯铝和TP2纯铜进行冷轧复合界面的速度场模拟计算,将研究不同轧制参数条件下铜铝界面速度变化。确定了铜铝复合带在不同厚度配比和不同道次压下率时,其结合界面上的速度场变化与界面复合情况。模拟计算表明,随着铜铝复合带厚度配比的增加,界面复合所需的搓动速度差范围变大;剥离实验分析表明,在铜带与铝带厚度比分别为1∶4、1∶5、1∶6的情况下,对应地在临界道次压下率下界面均实现了良好的复合,而且铜铝复合带界面平均剥离强度大小随着道次压下率的增加而随之增加,其复合效果明显提高。

大跨径小矢跨比人行悬索桥力学性能分析研究

人行悬索桥相比公路悬索桥而言,桥面宽度较窄,结构整体刚度小,属于大跨径柔性结构。国内外大多数悬索桥的矢跨比都在1/12～1/9之间,人行悬索桥考虑到景观效果要求,因此可能设计成小矢跨比悬索桥。为了研究小矢跨比人行悬索桥的受力性能,该文以1/16小矢跨比景区大跨径人行悬索桥为研究对象,通过美国大型通用高级非线性有限元软件MSC.Marc建立了主跨416m人行悬索桥三维空间有限元分析模型,研究了小矢跨比下人行悬索桥结构受力性能。分析结果表明,小矢跨比人行悬索桥在一定程度上影响结构整体刚度的变化,得出在不同荷载作用效应下结构受力性能规律,并且在景区修建小矢跨比人行悬索桥是可行的,研究结论可为柔性人行悬索桥的合理设计提供一定参考依据。

软土地基上联合基础的流变效应研究

文章运用Marc软件中的广义Kelvin粘弹性模型对连梁式联合基础在竖向荷载作用下地基的沉降和应力进行三维模拟和计算,得出粘弹性地基的沉降与应力随时间变化的结论。

冲击载荷下的液压支架双伸缩立柱可靠性分析

计算了冲击载荷时液压支架双伸缩立柱的受力及整个过程中各级液压缸所受到的最大压力,并通过有限元Msc.Marc Mentat软件分析了最大压力下双伸缩立柱整体弯曲变形,液压支架双伸缩立柱中缸的应力、应变及镀层脱落的部位,为设计安全、可靠的液压支架提供了理论依据。

竖向荷载作用下粘弹性地基条形基础沉降及影响因素的分析

用广义Kelvin子程序与Marc计算软件相结合,对柱下单向条形基础二维的粘弹性地基变形和应力进行了模拟计算,得出岩土体地基在一定的荷载作用下其沉降与应力随时间变化的特性,同时研究了影响其流变效应的因素。