波折钢板-钢覆复合材料防撞设施抗撞性能

为探究撞击作用下波折钢板-钢覆复合材料防撞设施的撞击响应和破坏模式,采用非线性有限元软件LS-DYNA,建立了船-防撞设施-桥碰撞的数值仿真模型,比较计算结果与试验结果,验证数值模拟方法的有效性,并通过参数分析探明了船舶冲击速度、钢面板厚度、冲击角度对防撞设施防护性能的影响规律。结果表明：有限元方法可以准确模拟碰撞产生的钢箱变形,考虑钢材应变率效应方法获得的钢箱凹陷深度和加速度峰值与试验值误差均小于10%;冲击速度、钢面板厚度、冲击角度对防撞设施在实际应用中的防护效果有较大影响,防撞设施在不同撞击作用下均起到良好的防护效果,展现出其良好的抗冲击性能和广泛的适用性。     

45钢绝热剪切变形数值模拟

采用Ansys／Lsdyna对SHPB加载条件下不同热处理状态的45钢进行了2D数值模拟,数值重现了帽型试样高应变条件下的绝热剪切变形历程。计算中采用二维轴对称应变条件下的两种网格模型,材料本构方程采用热粘塑性Johnson-Cook本构关系,基于应力塌陷绝热剪切形成判据和等效应力-时间曲线分析了绝热剪切变形规律。计算结果表明,绝热剪切敏感性与加载速率和材料的组织结构密切相关。     

精冲过程的数值模拟及工艺参数优化

精冲过程是典型的局部塑形大变形过程，基于其成形特点建立有限元数值仿真模型，对精冲工艺进行弹塑形大变形有限元仿真．模型采用网格重划分方法解决网格畸变情况严重时造成计算终止以及计算结果不收敛的问题，同时引入McClintock韧性断裂准则来预测裂纹出现和扩展的时间及位置．在此基础上，给出了剪切区内应力、应变的分布以及发展趋势，同时针对精冲过程中的工艺参数，如凸凹模间隙、刃口圆角、压边力、反顶力等，对精冲成形面质量的影响加以了分析，给出了工艺参数的影响规律，模拟结果与实际生产情况基本符合，可用于指导工艺参数优化．     

三维钢桁架桥静力理论模型与试验分析

设计了三维钢桁架桥模型并进行静力试验分析,同时采用Matlab软件编制程序建立三维钢桁架桥静力有限元模型,按照试验静力加载工况对有限元模型进行加载分析。分析不同的单元类型、边界条件、截面尺寸对结果的影响,并与试验结果进行比较。结果表明,在垂直荷载作用下,采用杆单元和梁单元计算的位移结果都比较接近,模型采用铰接的计算结果比固结大,单肢角钢的模型刚度是双肢角钢的模型刚度的50%。理论模型在固结、双肢角钢条件下与试验结果接近。     

单点与双点拉剪点焊试样的疲劳特性比较

对单点与两点焊拉剪点焊疲劳试样分别进行了疲劳试验,观测了疲劳裂纹的形状和萌生位置,分析了两种试样的疲劳性能。通过有限元模型分析了同等载荷作用下两种试样的变形,对比两种试样的载荷幅寿命关系,认为两点试样的承载能力约为单点试样的两倍。基于此,使用单点试样的载荷幅寿命曲线,预测了两点试样的疲劳寿命,寿命预测结果与实验寿命结果一致。     

基于有限元和光滑粒子流体动力学的硬质工具钢切屑形貌预测方法研究（英文）

目的:获得有效的高精度切屑形貌仿真方法。创新点:通过比较不同切削参数下采用光滑粒子流体动力学模型和有限元模型仿真获得的切屑形貌,证明光滑粒子流体动力学模型可以很好地实现对节状切屑的仿真,而不需要额外的几何或基于网格的切屑分离准则。方法:基于有限元和光滑粒子流体动力学的切削形貌仿真方法。结论:通过比较不同切削参数下采用光滑粒子流体动力学模型和有限元模型仿真获得的切屑形貌,证明了基于裂纹形成与扩展理论,采用合理疲劳参数的标准Johnson-Cook模型完全可以实现对节状切屑形成过程的仿真,也即无需采用修正的Johnson-Cook模型。同时证明了有限元模型和光滑粒子流体动力学方法均可满足不同切削速度和进给量条件下的切削力和切屑形貌仿真。     

基于形状记忆合金的多层钢框架被动控制研究

通过形状记忆合金（SMA）材料的超弹性性能试验确定了SMA材料的各项力学性能参数,根据结构的振动控制理论,针对框架结构剪切型变形的特点,建立了SMA拉索对结构进行被动控制的运动方程。然后针对不同的控制方案,应用ANSYS有限元程序,仿真分析了多层钢结构模型在地震激励下的高度非线性动力时程响应,研究了SMA被动拉索的控制效果。     

超塑性Y-TZP基陶瓷之有限元分析（英文）

目的:通过调整非常精细的颗粒,四方晶氧化锆多晶(TZP)在室温下保持稳态四方相,并且具有优异的塑性。然而,当材料变形时,我们必须对超塑性陶瓷在机械应力分布和断裂机制方面有更多的理解。创新点:1.通过材料弹塑性模型;2.使用胡克定律、塑性应变硬化及von Mises降伏准则;3.结合等向性硬化规则及相关联的流动规则。方法:1.开发一个高温超塑性材料在不同应变率拉伸条件下具备不同应力-应变关系的组成律模型及有限元分析模型;2.通过有限元法仿真模拟与实验结果比对;3.验证所提方法的可行性和精确性。结论:1.有限元仿真模拟的应力-应变关系与实验数据吻合较好,对于所研究的四种组合物,最大应力和应变的误差均小于1%。2.有限元仿真模拟的最终变形形状(宽度和厚度)与拉伸试验的结果一致;这些验证证实了所提有限元分析模型的可靠性。     

单轴受压下玄武岩纤维沥青砂浆流变性能试验及仿真（英文）

研究了玄武岩纤维加筋沥青砂浆在单轴受压作用下的流变性能.首先,通过制备加质量分数为0.1%,0.2%,0.5%的沥青混合料纤维和不加纤维的沥青砂浆试件,实施了高温条件下的压缩强度试验和相应蠕变试验.结果表明,相较于纯沥青砂浆,纤维砂浆的抗压强度有较大提高,蠕变变形和相应的残余变形降低,但当纤维过量时,即0.5%纤维含量,其性能反而不利.同时,利用有限元ABAQUS软件开展了纤维加砂浆两相复合材料的流变模拟,得到模拟与试验相一致的结果,并分析了纤维模量与含量对砂浆流变特性的影响.基于上述分析结果提出了纤维影响因素的Burgers本构模型参数预测方程.     

熔融沉积成型机理与抗弯力学性能实验研究

为了认识熔融沉积成型机理,获得实验条件下打印零件的力学性能,该文使用ABS材料在不同成型温度下制备试样,并对试样做抗弯试验,获得了ABS材质在不同成型温度下的抗弯峰值力,并估算出成型件层间黏结的强度值.通过分析FDM试样的抗弯峰值力参数,验证了FDM成型的机理,获得了试样的抗弯峰值力数据.最后对比了ABS材质和PLA材...     

薄板轧制有限元分析

根据薄板轧制中出现的大变形、大位移兼有弹性变形的特点,选用弹塑性有限元法对该过程进行分析,建立薄板冷轧的有限元模型,并在LS—DYNA软件平台上进行有限元分析求解,对轧制全过程进行模拟仿真,得到轧制过程的应力、应变模型．由轧制过程的模拟仿真结果分析,可获得最优的轧制条件,从而更精确的进行质量控制．     

金属标准拉伸试验中"反走"现象机理

针对金属标准拉伸试验中,上下夹具偏心所导致的试验初期变形曲线往负方向延伸的"反走"现象,建立了一套考虑夹具偏心及夹持偏角的试样受力理论模型.特别对常用的楔形夹具在试验过程中产生的零夹持角和非零夹持角情况进行了分析,推导出试样应变与夹持力间的关系.分析了试验中产生变形值"反走"现象的机理,通过ABAQUS有限元软件对引伸计-试样联合模型进行了数值仿真.结果表明,理论分析、实验实测,以及有限元数值模拟所得结果具有良好的一致性.得出:试验初期在偏心所产生的误差占主导地位的并不是通常认为的偏心弯矩,而是上下楔形夹具夹持方式产生的侧向力以及附加弯矩的联合作用,解释并模拟了变形的"反走"现象,为进一步提高变形测量精度提供了新的思路.     

980 MPa级汽车薄板钢慢速率拉伸研究

利用慢应变速率拉伸试验(SSRT)研究了三种980MPa级汽车薄板钢的延迟开裂性能。试验结果表明,DP980钢组织为马氏体+铁素体,QP980钢组织为马氏体+铁素体+少量残留奥氏体,TWIP980钢组织为单一奥氏体及奥氏体内部的大量退火孪晶。在5%NaCl溶液中,DP980、QP980和TWIP980钢的抗延迟断裂性能依次变好,TWIP980钢的抗延迟断裂性能最好。     

钢简仓中漏斗和过渡段的应力分析与有限元计算

用文献[7]有效截面法和有限元分析程序LS-DYNA对一个实际的钢粮仓建模并简化,分析和计算了承载时模型过渡段的屈服载荷和变形模态,将计算结果与文献[8]用小挠度和大挠度理论预测的结果作了比较和讨论。     

钢筒仓中漏斗和过渡段的应力分析与有限元计算

用文献[7]有效截面法和有限元分析程序LS-DYNA对一个实际的钢粮仓建模并简化,分析和计算了承栽时模型过渡段的屈服载荷和变形模态,将计算结果与文献[8]用小挠度和大挠度理论预测的结果作了比较和讨论.     

面板堆石坝筑坝材料力学特性参数反演分析

介绍了土石坝筑坝材料本构模型参数反演计算原理,并采用基于免疫遗传算法的反演方法并结合某面板堆石坝筑坝材料大型现场压缩试验,对该面板坝筑坝材料的E—B模型参数进行反演计算,分析计算结果的合理性,说明此反演结果可以对筑坝材料的室内三轴试验结果进行修正,并为原型大坝的变形与应力分析提供更为可靠的依据。     

车削温度多元回归模型的试验研究

采用控制变量法对工件进行不同车削参数下的车削试验,利用红外测温仪实时采集车刀刀尖附近的温度,得到不同车削参量下的温度-时间曲线及温度均值。基于最小二乘法拟合得到了车削温度均值关于车削速度、进给速度、背吃刀量的多元回归模型,分析了车削温度均值与3个车削参数的相关性。研究表明,在给定车削条件下该回归模型能基于车削参数较好地预测车刀温度均值。     

基于接触非线性仿真模拟的CFRP加固RC梁受弯性能研究

采用试验研究和理论分析相结合的方法,对外贴碳纤维布加固的钢筋混凝土受弯梁进行了分析和研究。在介绍钢筋混凝土加固非线性有限元分析理论基础上,选择合适的材料单元(其中混凝土选用SOLID65单元,钢筋选用LINK8单元,接触单元选用TARGE170和CONTA174,碳纤维布选用SHELL41单元),设定正确的模拟参数,建立合理的非线性有限元梁模型。通过对比研究发现,有限元分析结果与试验结果吻合较好,并从弹塑性理论和有限元理论两个角度详细科学的描述了两者之间产生差异的原因。     

航空液压系统配电仿真分析

对液压系统参数变化影响电网进行了分析,采用单设备实验测检与系统配电仿真相结合的方式,设计了航空液压系统用电仿真模型,并在SIMULINK下搭建模型进行仿真。该模型通过单设备实验测试获得参数曲线,避免了理论建模时由于条件假设产生的误差,使仿真结果更接近实际情况。该仿真方法不仅提高了仿真速度,还简化了系统模型,仿真结果与实验结果近似,具有工程应用前景。     

金属复合材料界面超声检测仿真设计与分析

以船舶用铝/钛/钢爆炸焊复合材料为研究对象,利用有限元数值模拟方法建立铝/钛/钢复合材料仿真模型,仿真分析铝/钛和钛/钢界面的不同结合情况下的超声检测信号,通过波场快照直观的显示超声波在界面不同情况下的传播情况,通过回波信号和透射波信号,分析界面不同情况对超声波信号的影响;通过对透射波进行频谱分析得到了界面不同情况下频谱特性。仿真所得结果与理论结果一致,说明应用有限元方法可以有效的仿真超声波在铝/钛/钢复合材料中的传播情况,仿真结果可以为实际应用提供了依据。