有限元分析法确定Johson-Cook本构方程材料参数

采用反演法确定了马氏体不锈钢410的Johnson-Cook本构方程材料参数.剪切实验采用的剪切速率为1～5000s-1,温度为20～1000℃.有限元模拟在Abaqus软件平台上进行.采用Johnson-Cook模型,施加与实验相同的初始条件.通过Matlab非线性最小二乘法优化程序来调整有限元模型材料参数,找到合适值,使得模拟得到的力-位移曲线与实验得到曲线相吻合.结果表明,所得参数都能很好地代表不锈钢410在高温高变形速度下的流动特性,Johnson-Cook模型不能描述材料破坏阶段的行为特征.

神经电极-脑组织界面微动环境力学特性仿真

为了解决电极的长期寿命问题,采用有限元方法对电极-脑组织界面的微动进行静态分析和瞬态分析,基于商用电极A1x16-3-100-413进行建模,研究微动频率f和电极界面黏附状态对电极-脑组织界面力学状态的影响.结果表明,f对等效应力σ最大值有显著影响,高频率比低频率更不利于电极的长期稳定性,且存在临界值;f在20Hz左右时σ接近最大值,超过20Hz后f的影响减小;电极与脑组织之间的物理耦合度对界面力学状态有较大影响,增强电极和脑组织的黏附程度,可以有效减小微电极尖端和神经组织间的应力、应变以及分层,从而提高电极使用寿命.

7475铝合金板材的各向异性疲劳性能

基于高周疲劳弯曲实验,研究了航空用铝合金板材Al7475-T3的各向异性疲劳行为.结果表明:轧制后形成了扁平长条状结构的7475-T3铝合金具有良好的耐疲劳损伤性能.在室温弯曲加载条件下,从3个平面(S-T,S-L,T-L)截取的光滑试样的疲劳极限最高可达200 MPa,除在T-L面上表现为各向同性外,其余两面的疲劳性能均表现出各向异性.采用以最弱链接理论为基础的概率疲劳准则,分析了铝合金板材中疲劳裂纹产生的可能性,但模拟结果与实际相差较远.综合考虑晶粒有效滑移长度和夹杂物尺寸两因素,对疲劳极限的影响进行模型计算,得出的Kitagawa曲线与实际情况比较吻合.

一种基于Weka的三维数字模型自动简化

产品设计过程中,在有限元仿真之前,往往要对已经建立好的三维设计模型进行简化,使之符合仿真的要求,从而简化计算,缩短仿真周期.模型的简化往往由设计人员根据仿真类型和模型形状等实际情况进行操作,并没有一套固定的规则和标准.在将三维模型的简化与数据挖掘思想结合起来,借助Weka软件,分析大量已有的三维模型简化以及仿真实例,从而创建一套对三维模型简化及仿真的自动判断依据,为开发一套三维模型自动简化的程序提供一个新的思路.

考虑应变补偿的Al2024合金本构方程研究

采用昂热力学实验室高温拉伸实验机对Al2024合金进行高温拉伸实验,实验温度为350、400和450℃,应变速率为1×10^(-3)、5×10^(-4)和1×10^(-4)s^(-1),获得应力-应变曲线。借助Arrhenius方程对实验数据进行拟合,考虑到应变量对流变应力的影响,建立各材料参数与应变量的关系,并通过三次方程表示,从而对本构方程进行修正。结果表明:Al2024合金在高温拉伸过程中会发生再结晶,出现软化现象;合金在实验温度下表现出较好的塑性,在450℃下伸长率达到80%以上;拟合得到的本构方程具有较高的精确性,误差小于5%,可以用于仿真模拟。

不同温度锻压时Inconel 625镍基高温合金的形变量和晶粒尺寸

将Inconel 625镍基高温合金分别加热到1 050,1 150℃,保温1.5h后在16kJ锻压能量下锻压并水淬,测试了其形变量、晶粒尺寸以及锻压力;分别采用定义法和切片法计算合金理论形变量,采用有限元锻压模型模拟合金晶粒尺寸,并与试验值进行了对比。结果表明:试验合金在1 150℃下的形变量为17mm,比在1 050℃下的高约2mm,最大锻压力比在1 050℃下的低;理论形变量与试验值的相对误差约为5%,用切片法和定义法均能较准确地预测合金形变量;模拟得到加热至1 150℃时合金的晶粒尺寸大于加热至1 050℃时的,加热至1 150℃锻压并淬火后表面和心部的晶粒度等级与试验值的相对误差均小于10%,模拟结果较准确。

一个多功能机器人仿真软件V-REP

随着机器人技术的快速发展和机器人系统的多样化,机器人的仿真变得越来越复杂。介绍了一个多功能的、可扩展的通用机器人仿真软件V-REP。首先描述V-REP的整体框架,介绍软件中的实体和计算模块;其次介绍V-REP中仿真的控制方法;最后通过V-REP与MATLAB使用多种关节控制方法实现HOAP3机器人的仿真。

混合型装配线的平准化重排序

针对混合型产品装配过程中使用线性缓冲区进行平准化重排序的问题进行了研究。建立了问题的数学规划模型,提出了用于近似求解的启发式规则和遗传算法,并通过数值实验对算法性能进行了测试。结果表明这两种算法均可实现有效重排,而其中遗传算法的重排效果更好。

不同屈服准则与硬化模型对DP780双相高强钢拉延弯曲回弹预测影响规律研究

随着汽车车身对轻量化、高效节能等要求的提高,先进高强钢因其高比强度、比刚度等性能在汽车工业中应用呈上升趋势。因此,研究先进高强钢的回弹现象,总结其回弹规律,对改善先进高强钢零件的成形精度具有重要意义。目前的研究主要是基于U弯试验研究不同材料模型对回弹的影响规律,而屈服准则和硬化模型对Daw-bending回弹预测的适用性需要进一步研究。基于建立的Draw-bending试验平台,研究圆辊半径与名义张紧力对DP780回弹的影响规律。并利用PAM-STAMP有限元分析软件研究不同硬化模型(Hollomon模型、Y-U模型)和屈服准则(Mises、Hill48、Yld2000)对Draw-bending回弹预测的影响规律。研究表明,在试验方面,增大弯曲半径和张紧力都能减小侧壁卷曲回弹。在有限元仿真回弹预测方面,当采用双精度求解器求解Y-U模型材料参数时,可以提高Draw-bending回弹的预测精度。由于DP780各向异性的特殊性,采用Y-U硬化模型和Mises屈服准则或Yld2000屈服准则可以得到更高的回弹预测精度。对于厚度与截面半径的预测,采用Y-U硬化模型与Yld2000屈服准则可以得到更好的预测精度。