基于Python语言和Abaqus软件的轮胎有限元分析结果自动后处理插件的研发

基于Abaqus软件的Python语言二次开发功能,采用录制并修改宏文件的方法,开发了一款轮胎有限元仿真分析结果自动后处理插件,用户只需选择要处理的Odb文件,按照需求指定输出数据,单击OK按钮,数据即自动保存到指定的文件夹中。所开发插件与Abaqus软件无缝连接,用户使用Abaqus软件对轮胎模型仿真分析得到Odb文件后,可直接在Plug-ins菜单下选用插件对数据结果进行整理,实现有限元分析结果的自动后处理,减少了数据提取和整理工作量,缩短了后处理时间,极大地提高了仿真分析效率。本研究成果可推广应用于其他有限元模型仿真结果的自动后处理。

基于ABAQUS的4V-105柴油机连杆有限元分析

连杆在柴油机中直接与活塞销、曲轴连杆颈连接,通过弹性接触传递力。有限元分析中接触问题一直是个难点,传统的有限元分析中对分析对象与构件间的接触问题,一般采用简化处理。利用ABAQUS有限元软件,采用接触法对4V-105柴油机连杆进行有限元分析,得出了接触面间的压力分布、连杆的应力分布及强度等,并对连杆进行了校核,结果表明,采用40Cr设计的连杆可以满足工作要求。

基于ABAQUS软件的三维桁架有限元分析

桁架指的是桁架梁,是一种格构化的梁式结构。ABAQUS软件是通用有限元分析系统,能对复杂的固体和结构的力学问题进行数值计算分析。基于ABAQUS软件对桁架结构进行了有限元分析。

基于ABAQUS软件二次开发的橡胶疲劳寿命计算结果的可视化

基于ABAQUS有限元分析软件得到橡胶材料单轴拉伸试件的二维模型、圆柱试件的轴对称模型以及哑铃形试件的三维模型的应力-应变结果,将3种试件的应力-应变数据导入二次开发的橡胶疲劳寿命分析程序中,得到各个模型每一节点的对数疲劳寿命和裂纹扩展平面的法向角度。利用Python语言编写程序,运行并生成ABAQUS对应的输出数据库文件。结果表明,二维、轴对称、三维模型的应力分布具有一致性,即试件中部受力大,两端受力小。对于二维及三维的哑铃形试件,疲劳寿命最小值出现在试件中部;对于轴对称的圆柱试件,除试件中部较易破坏外,变形较大的上下端面的边缘位置亦容易发生破坏。3种模型的试件中部产生微裂纹后,裂纹扩展平面的法向角度均为90°,即裂纹沿试件中部且垂直于拉伸方向不断扩展,与试验结果相一致。本研究解决了二维、轴对称、三维模型的二次开发计算结果可视化的问题。

基于ABAQUS的汽车方向盘模态仿真与试验分析

针对某款汽车方向盘进行模态试验,得到第一阶固有振动频率小于厂家的要求值.根据模态试验状态使用有限元分析软件ABAQUS建立仿真模型,运用Standard隐式求解器进行求解.通过比较、分析两种结果验证仿真模型的建立是否准确,对方向盘结构做出更改和优化并进行有限元模态分析,模态满足企业要求.建模仿真过程极大提高了设计和开发的效率,降低了研发成本,提高了经济效益.

基于Abaqus软件的12.00R24全钢工程机械轮胎接地印痕的优化

基于Abaqus软件对12.00R24全钢工程机械轮胎的接地印痕进行优化。通过有限元方法模拟轮胎的接地印痕,并量化表征接地印痕形状,发现带束层角度、宽度和铺设方向对轮胎接地印痕有显著影响,同时实测接地印痕与仿真结果有很好的一致性。通过增大1#带束层角度,同时适当减小2#,3#和4#带束层角度,以及调整带束层的铺设方向,增大了轮胎的接地面积和接地印痕矩形率,改善了轮胎的抗偏磨性能。有限元分析方法可缩短轮胎的研发周期,节约开发成本。

基于ABAQUS有限元的高层建筑结构抗震性能分析

为减小发生地震情况下高层建筑的损坏,对高层建筑结构抗震性能设计方法进行研究,确定工程建筑结构的抗震性能目标和抗震性能水平,并进行多级抗震仿真测试实验对建筑的抗震性能进行评估。运用ABAQUS有限元软件建立有限元模型,通过对建筑内部结合结构的形变情况进行反应谱分析,得到建筑结构模型的X向和Y向平动质量系数。采用新型抗震探测器用于建筑结构抗震波动探测,模拟地震作用下实验结果显示,该系统设计的建筑结构模型抗震效果最好,在地震波作用下底层最大剪力低于15000 kN,层间位移最小低于5 mm。

基于ABAQUS有限元强度折减法的边坡稳定性分析

将有限元强度折减法与ABAQUS软件相结合,充分运用ABAQUS软件强大的数据处理功能以及动态显示广义塑性应变和塑性区的开展情况,以此来判断边坡的整体稳定性。在ABAQUS软件实施有限元强度折减法的过程中,通过不断线性增大强度折减系数Fr的大小,得到多组不同的抗剪强度参数cm和φm值的组合以及塑性区的开展情况。当塑性区趋于贯通且广义塑性应变和位移均发生突变时,则此时边坡处于临界破坏状态,对应的强度折减系数Fr即为给定条件下的最小稳定安全系数。通过一个典型分层边坡的实例分析,表明该法可以准确求解安全系数和对应的滑动面位置,在复杂条件下的边坡稳定性分析中同样是简便实用的。

基于Abaqus软件的轮胎噪声分析

基于非线性有限元分析软件Abaqus,采用流-固耦合方法对轮胎噪声进行数值模拟。结果表明:轮胎近场噪声试验与仿真结果都具有明显的指向性,轮胎接地前后端的声压级最大,且接地后端的声压级大于接地前端,90°测点的声压级最小;轮胎近场噪声的声压级在中高频段的衰减速度与花纹横沟宽度呈负相关;90°测点频谱特性的仿真结果与试验结果非常接近,误差范围为4~12 Hz;节距噪声基本频率与花纹横沟宽度无关。

基于ABAQUS软件的PC外挂墙板连接节点有限元受力分析

装配式钢结构建筑中外墙构件往往采用预制PC外挂墙板,其支座通常采用四点连接形式,并与楼层钢梁连接。在自身重力荷载、风荷载以及地震作用下,PC外挂墙板受力分析及墙板结构配筋可参考相关规范。文章结合实际项目案例,采用有限元分析软件ABAQUS对此类支座节点进行受力分析,验证项目中该支座节点安全性的同时,为后续项目设计提供参考。

子午线轮胎有限元分析平台的开发

使用Python编程语言编写脚本,对轮胎在Abaqus软件中的有限元建模过程进行二次开发,搭建子午线轮胎有限元分析平台,将复杂的有限元建模过程参数化,并以11.00R20载重子午线轮胎为例对有限元建模过程进行验证。结果表明,二次开发的有限元分析平台在保证仿真精度的前提下,将原来需要1~2 h才能完成的轮胎有限元建模过程缩短至2 min左右即可完成,极大地提高了工作效率。有限元分析平台的搭建对于有限元分析在轮胎行业中应用的推广和轮胎性能的优化有着十分重要的意义。

瞬时强降雨对施工中铁路岩溶隧道衬砌强度的影响与应对措施研究

为提高瞬时强降雨对施工中铁路岩溶隧道衬砌强度影响的分析效果,提出了一种分析方法。首先利用雨水入渗原理模拟分析强降雨对施工中铁路岩溶隧道衬砌强度的影响,再进行试验验证。在设定的试验环境和试验装置下,通过ABAQUS软件建立渗流—应力耦合模型模拟数值,并对其进行计算分析。结果表明,设计的方法能够准确分析出不同情况下隧道衬砌的位移情况,最高准确度为1,可满足瞬时强降雨对施工中铁路岩溶隧道衬砌强度影响分析的需求。

预制桥面板钢板-UHPC湿接缝抗弯性能研究

为研究预制桥面板钢板-UHPC湿接缝的抗弯性能,依托红坡桥实际工程,设计了湿接缝底部钢板错开布置和平接布置2个试件,采用桥面板足尺模型进行了抗弯试验,并用ABAQUS软件对车辆荷载作用下的实桥节段进行了有限元分析。结果表明:接缝底部钢板错开布置方案能有效提高预制UHPC桥面板的抗弯承载能力,且能够有效抑制接缝接合面裂缝的发展;在车辆荷载作用下,UHPC预制桥面板的最大拉应力计算值小于模型试验值,相比平接布置,底部钢板错开布置的接缝设计方案更优,能满足实际工程要求。

水电站蜗壳结构局部垫层平面设置范围探讨

为分析水电站蜗壳结构中局部垫层的平面设置范围,采用ABAQUS软件对一水电站蜗壳结构进行了3维非线性有限元计算。研究结果表明:蜗壳结构中局部垫层平面范围分别自蜗壳直管段进口铺至下游45°、90°和135°断面时,垫层铺设范围越大,改善蜗壳外围混凝土结构受力状况的效果越显著,但垫层铺至45°断面时完全能有效限制混凝土裂缝宽度的开展和减小机墩不均匀上抬位移。此外,垫层平面范围铺至45°断面时,座环所承受剪力相比完全直埋方案增幅最小,有利于结构稳定。鉴于以上分析,且从简化施工程序角度考虑,水电站蜗壳结构中局部垫层平面范围铺至45°断面是值得推荐的。

基于轻量化的生活垃圾压缩箱体结构优化设计

地埋升降式压缩垃圾站是一种新型的城市生活垃圾中转站。为了提高其垃圾压缩箱体(简称箱体)的综合力学性能,达到轻量化的目的,以加强筋板的布置和箱体壁厚作为设计变量,设计了三种不同的加强筋板布置方案。采用ABAQUS软件进行有限元分析,优选出最佳设计方案。分析结果表明:在满足箱体工况(箱体材料许用应力为150 MPa)的条件下,其质量减少了715.8 kg,可实现箱体轻量化设计。

开洞填充墙对混凝土框架柱地震损伤影响分析

框架结构中的钢筋混凝土柱由于受到填充墙的影响,在地震中会出现短柱效应从而产生严重的破坏。如何较真实地模拟填充墙影响下的框架柱的地震损伤是该类结构抗倒塌研究的重要内容之一。首先,建立了一种考虑填充墙开洞影响的框架柱分段等效非线性弹簧简化模型,并给出了简化模型中弹簧的恢复力取值;其次,基于该模型,以某实际框架结构为工程背景,对底层框架柱进行了地震损伤非线性数值模拟,并将模拟结果与实际震害进行了比较,验证了简化模型的有效性;最后,对底层框架柱的地震破坏演变机理进行了分析,探讨了开洞填充墙对混凝土框架柱地震损伤的影响规律。研究表明,文中的简化模型可以有效地模拟开洞填充墙对混凝土框架柱地震损伤的影响。填充墙开窗后容易造成框架柱的短柱效应,框架柱沿窗高部分在地震中极易发生脆性剪切破坏,其沿窗高区域的抗震设计应该重点考虑。

舱体结构强度有限元计算分析

选取载荷最大的舱体为对象,介绍使用ABAQUS软件进行舱体强度有限元分析的方法,计算中把舱段弯矩较大的一端固支,另一端施加等效剪力和轴力,是与强度试验比较一致的一种方法。此舱体在3种工况下的载荷较大,对3种工况下舱体的强度和刚度进行计算,计算结果表明,舱体的强度和刚度满足使用要求。

多目标优化在大型加工中心轻量化设计中的应用

为保证某大型加工中心的加工精度和切削效率,以其关键部件立柱为例,提出以质量及一阶固有频率为多目标优化的机床轻量化设计方法。首先根据有限元法利用有限元分析软件ABAQUS对立柱进行动静态特性分析,根据立柱结构分析提取影响1阶固有频率与质量的关键因素。通过均匀试验设计,利用MATLAB建立目标与关键因素的多元线性回归方程并进行灵敏度分析,找出敏感性因素。运用响应面法建立敏感因素与目标的2阶响应面数学模型,进而建立以减轻质量与提高固有频率为目标的立柱优化模型,最后应用MATLAB对数学模型进行优化求解。立柱经过优化后,提高立柱固有频率的同时质量减轻13.6%。

球磨机应力和变形及减薄筒壁厚度的数值分析

为检验一给定尺寸的球磨机安全性,进而减薄筒体部分的壁厚,减少球磨机的生产成本,应用ABAQUS软件对建有人孔和物料的较精细球磨机模型的正常运转以及启动工况下的筒体受力与变形情况进行分析,采用von M ises屈服准则进行校核,没有塑性区出现,并得出了原设计尺寸von M ises等效应力最大值和减薄筒壁后球磨机的von M ises等效应力最大值均远小于材料许用应力值σ的结论,确定了原设计的安全性以及筒壁厚度减薄后的可行性,对于每台设备可节约钢材2 511.7kg,同时,人孔处的应力集中现象较明显,需要使用局部增强措施.

轮胎平宽对耐久性能影响的有限元分析

采用Abaqus软件,根据257/65R17轮胎成型过程中的实际应力和温度负荷进行建模,并对轮胎的应力场和温度场进行有限元分析,研究轮胎平宽对耐久性能的影响。结果表明,随着轮胎平宽的增大,胎圈和胎肩部位的平均应力先减小后增大和平均温度先降低后升高,平宽为562 mm(胎体拉伸率为2.5%)时轮胎各部位的平均应力最小和平均温度最低,轮胎的耐久性能达到最佳。