不规则蜂窝纸跌落碰撞的虚拟仿真分析

现有蜂窝纸制芯设备简陋,导致在生产蜂窝纸芯过程中出现不规则六边形纸芯结构的现象,运用虚拟仿真技术分析了不规则蜂窝纸的跌落碰撞过程。首先在三维软件中建立了几种相同周长但不同胶边值的蜂窝纸模型,导入有限元软件MSC.Patran/Nastran设置相应的蜂窝纸材料参数,并运用模态分析技术生成蜂窝纸柔性体文件,在动力学仿真软件MSC.adams实现刚体和柔性体结合的动态缓冲分析,最后得到相应的分析结果有助于分析不规则蜂窝纸的缓冲能力。     

基于ABAQUS接触算法的起落架与机身连接接头强度分析

在飞机强度分析中,通过对结构进行合理简化,采用线性计算得到主要传力部件的应力分布。而对于接头等连接结构通常简化为梁单元或刚性单元模拟连接及传载,此模拟方式只能得到接头传载,不能准确计算接头应力应变。基于ABAQUS软件建立起落架与机身连接接头的弹塑性有限元分析模型,运用接触算法进行非线性耦合分析,可以真实模拟接头连接刚度,得出接头部位应力分布情况,并与静力试验及全机计算结果对比,验证接触算法对于接头结构强度分析的准确性。     

沥青混凝土心墙坝应力-应变分析

沥青心墙坝堆石坝应用广泛,筑坝材料主要有沥青心墙、堆石、砂砾石等,材料的应力-应变关系为非线性关系。建立坝体的三维模型,采用分级加载方式模拟坝体填筑过程,使模型单元和材料性质随时间改变,较好地计算了坝体的应力和应变。     

混凝土拱坝横缝单元和损伤本构的研究（英文）

研究目的:研究混凝土拱坝多尺度横缝单元和坝体损伤。创新要点:解决了拱坝坝段单元采用不同剖分形式(即多尺度剖分形式)时,在静动力荷载下,拱坝横缝开度和坝体损伤的计算。研究方法:首先建立大尺度交接面单元和小尺度单元坝段自由度耦合,然后建立大尺度交接面单元和大尺度单元坝段横缝单元模型,并对坝体损伤本构的计算进行研究。重要结论:通过对比计算发现,通过混凝土的损伤本构计算的应力峰值和实验结果相同,下降段的应力应变曲线基本吻合。提出的不同尺度横缝单元模型对坝体应力和横缝开度的计算误差在7%以内。     

复合材料典型结构件热分布工程应用

复合材料工装热分布代表固化过程中工装工件温度场分布情况,温度场分布影响复合材料构件质量和变形控制。本文以高温复合材料层压件和蜂窝夹芯结构件为研究对象,选取框架式成型工装进行热分布模拟,通过分析模拟固化数据,结果表明:领先热电偶可位于零件拐角(罐门或罐尾)或铺层的最后两层(近真空袋侧)之间;滞后热电偶可位于零件中心、蜂窝区中心、最后两层预浸料之间(近工装侧)。对于蜂窝夹芯构件,一般滞后热电偶将布置在工装背面来替代蜂窝芯处的滞后热电偶,满足零件正式生产。本论文模拟结果具有较强的适用性,对于改善复合材料制件质量和变形控制具有一定的指导意义。     

带孔薄壁圆管多轴加载下的弹塑性有限元分析

对低碳钢材料带孔薄壁圆管试样采用逐级加载试验方法,得出其在室温下的单轴循环应力-应变本构关系。利用有限单元法对圆管试样进行弹塑性分析,采用Von Mises屈服准则、多线性随动强化模型,并结合试验获得的本构关系来定义材料的弹塑性特性。拉扭应变载荷加载在柱坐标下进行,采用一端固定,另一端加轴向位移与周向位移的方式。分别在纯拉、纯扭以及拉-扭比例加载下计算出应力应变场,获得不同受力情况下不同孔径尺寸试样在缺口处的应力应变分布。计算结果为多轴加载疲劳试验和复杂应力状态下工程零部件的疲劳寿命预测与分析提供基本数据。     

冲击碰撞试验台在中应变率压缩试验中的应用

选用以脉冲加速度作为激励的垂直冲击碰撞试验台进行中应变率压缩试验。针对缓冲材料在中应变率1~500 s-1的应力-应变曲线,介绍了垂直冲击碰撞试验台的工作原理,推导了缓冲材料试件的应力-应变曲线与输入脉冲加速度之间的关系。以常见的蜂窝纸板的动态压缩试验作为例子。试验表明,蜂窝纸板在动态压缩时的应力-应变曲线明显不同于在准静态压缩时的结果,同时证实了利用垂直冲击碰撞测试缓冲材料的中应变率压缩试验时,具有操作简单与易控制的优点。     

颗粒增强复合材料基体裂纹扩展的多项式应力函数研究

本文引入VCFEM杂交单元法,编制相应的有限元计算程序,通过与大型商用有限元程序计算比较,分析不同多项式应力函数项数对应力结果的影响.并确定合适的多项式应力函数项数,为颗粒增强复合材料界面裂纹的数值模拟提供可靠的资料.     

残余应力应变释放系数修正公式的应用

为了探讨了残余应力应变释放系数修正公式的应用及其可靠性,通过用有限元分析软件建立分析模型。首先推导出材料的应变释放系数随形状改变比能参量S变化的塑性修正公式,然后用此公式进行高应力状态下残余应力的模拟修正,以确定修正公式在实际应用中的可靠性。经过对单向应力和复杂应力状态下的残余应力进行塑性修正,用反算应力法得到修正应力,修正应力和施加应力之间的偏差较未修正前的应力引起的偏差大幅减少,修正应力非常接近真实的施加应力值。结果表明,用推导出来的残余应力应变释放系数修正公式计算残余应力具有精度高、修正效果较好的特点。     

形貌基因突变与衰减对于颗粒材料能量耗散行为的影响（英文）

目的：本文旨在探讨不同尺度颗粒形貌特征对于砂土应力-应变以及能量耗散行为的影响。方法：1.通过同步X射线计算断层扫描实验,提取高精度的真实颗粒形貌,并通过三维点云表征;2.通过基于球谐分析的主成分分析方法,构建不同尺度下颗粒形貌的突变与衰减;3.通过离散单元法仿真,模拟不同形貌试件的三轴剪切过程,并进一步讨论不同尺度颗粒形貌对于颗粒材料应力-应变以及能量耗散行为的影响。结论：1.通过比较较松散和较密实的试件,发现对于较松散试件,颗粒形貌对颗粒材料的初始刚度、应力-应变、体积应变和摩擦能量耗散等响应的影响更为明显;2.对于不同尺度下的颗粒形貌,局部圆度较长径比对颗粒材料宏观响应的影响更大;3.颗粒材料的能量耗散行为由颗粒形貌和初始孔隙率共同决定。     

蜂窝结构抗剪性能实验研究及其数值模拟

蜂窝结构以优异的力学性能,如比刚度大、比强度大、重量轻、良好的隔音隔热等,在建筑、工业锅炉、航空等结构中得到广泛的应用。抗剪性能是蜂窝结构主要力学性能之一,本文利用剪切实验和四点弯曲实验对PVC材料的圆形错排蜂窝结构的等效剪切模量及抗剪强度进行了实验研究,并利用有限元软件ANSYS对两种实验进行了三维有限元数值模拟。两种实验测得的等效剪切模量结果和数值模拟结果比较吻合。结果表明可以通过数值模拟对蜂窝结构的力学性能参数进行估算,并通过数值模拟为实验设计和工程实际设计理论依据和指导。     

类金刚石薄膜/HgCdTe晶体界面应力的有限元分析

Micro-indention and finite element method (FEM) are used to study the stress at the interface between diamond-like carbon (DLC) film and mercury cadmium telluride (MCT) substrate, with different coating thickness, deposition temperature and indention load. The FEM simulation results show that when Young＇s modulus ratio of the coating to the substrate Ec/Es相似文献   

可回收外周血管支架设计与生物力学研究

为解决传统支架长期滞留体内诱发支架内再狭窄的问题,设计一种新型可回收外周血管支架,并对其安全性与有效性进行力学分析。首先建立支架和外周斑块血管有限元模型,对支架进行压握、自由扩张过程的有限元分析,比对分析结果与径向支撑力测试结果,发现误差小于10%,验证了支架有限元模型有效性;在此基础上,再对支架植入及回收过程进行仿真模拟,分析与血管耦合条件下支架与血管生物力学性能。压握过程中支架最大应变为5.919%,回收过程中支架所受等效应力最大值为691MPa,均小于支架材料镍钛合金最大弹性应变及屈服应力。自膨胀扩张过程中血管所受最大等效应力值为0.592 6MPa,支架回收过程中血管所受等效应力最大值为0.536 6MPa,均小于血管损伤应力。试验结果表明,新型可回收外周血管支架理论上是可回收的,并且在植入以及回收过程中,其力学性能安全可靠。     

Study on the Stress of DLC/MCT Interface by Finite Element Method

l IntroductionDLC film is one of coating materials that has highhardness and good wear-resisbot PrOPerlies. When thefilm is deposited on low haulness substrates with thedifferent YOung's model and expansion coefficient, ahigh stress occurs in the film, which resulted in thedecrement of the adherence of the film and the filmspliting or carking['~4]. In order to improve theadherence of DLC film on the soft subside, the mostcommon method is tO colltrol the iIYIPurities, such as H,St, N and…     

蜂窝结构抗拉压性能实验研究及其数值模拟

文中对PVC材料圆形错排蜂窝结构的拉压等效模量及抗拉、抗压强度进行了实验研究,并利用ANSYS进行了三维有限元数值模拟.通过实验结果和数值模拟结果的比较得出,拉伸情况下,等效弹性模量和拉伸强度受夹具与蜂窝结构间的粘胶性质影响比较大;压缩情况下,等效弹性模量和压缩强度大于拉伸情况,并且结构的主要破坏形式为剪切破坏。对蜂窝结构进行强度设计必须以实验数据为依据。     

薄壁四点接触球轴承配合接触特性有限元分析

在实际情况下,薄壁四点轴承与轴承座、轴的配合对薄壁轴承载荷分布、承载能力、轴承刚度有着很大影响。建立腕关节薄壁四点接触球轴承—基座—空心轴构成的轴承系统有限元模型以模拟轴承配合,从而选择最佳配合模型,对实际情况下的轴承配合具有指导意义。基于 ANSYS 有限元软件建立薄壁四点接触轴承不同配合的有限元模型,通过对不同配合模型接触特性进行有限元分析,得出薄壁四点接触球轴承较为精确的椭圆接触区域形状和四点接触状态。对于轴承配合模型 H7 在内外套圈与空心轴及基座接触时有明显应力集中现象,由于轴承滚珠并非在侧面对称,导致轴承与基座及空心轴在靠近滚珠的一边出现应力集中情况。对不同配合的有限元模型进行静态接触特性分析,发现各轴承配合整体等效应力最大值、外圈等效应力最大值、接触应力最大值、基座等效应力最大值区别不大,选择 K7/j7 的轴承配合模型才能使轴承内圈与空心轴的最大等效应力最小。计算结果较为精确地模拟了薄壁四点接触球轴承的接触特性和载荷分布规律,对于实际情况下轴承装配具有一定指导意义。     

Calculating method of contact stress for non-circular gears

According to Hertz theory, the difference of contact stress for non-circular gears and equivalent gears is compared in the paper, a calculating method of contact stress for non-circular gears by using equivalent gears is researched, and computing formulas of power and rotation speed for equivalent gears are deduced. A numerical simulation of contact stress for non-circular gears has also been conducted based on the finite element method. By the comparison of fitting curves, the feasibility of using equivalent gears instead of non-circular gears to calculate the contact stress is testified.     

章动内啮合渐开线螺旋锥齿轮齿面接触分析

对章动传动中内啮合渐开线螺旋锥齿轮的齿面接触特性进行分析。根据章动内啮合螺旋锥齿轮啮合原理,在建立由渐开线曲线和齿根过渡曲线组成的法向基本齿廓方程基础上,推导内啮合渐开线螺旋锥齿轮齿面方程,并建立其三维模型。在有限元软件中建立渐开线螺旋锥齿轮齿面接触分析的有限元模型,从接触面积、接触压强、接触力及Mises 应力等方面对齿面接触特性进行分析,分析结果有助于章动内啮合螺旋锥齿轮的改进设计。     

两个三角形元形函数空间的能量正交化

关于二阶椭圆边值问题,本文对三角形上二次Lagrange元和Carey元的形函数空间进行了能量正交化.能量正交的形函数空间使单元刚度矩阵为对角块:Ke=Krc Kh,其中Krc只和形函数空间的常应变有关,Kh由高阶模态决定.     

Numerical Derivation of Strain Rate Effects on Material Properties of Masonry with Solid Clay Bricks

In this paper, numerical method is used to study the strain rate effect on masonry materials. A typical unit of masonry is selected to serve as a representative volume element (RVE). Numerical model of RVE is established with detailed distinctive modeling of brick and mortar with their respective dynamic material properties obtained from laboratory tests. The behavior of brick and mortar are characterized by a dynamic damage model that accounts for rate-sensitive and pressuredependent properties of masonry materials. Dynamic loads of different loading rates are applied to RVE. The equivalent homogenized uniaxial compressive strength, threshold strain and elastic modulus in three directions of the masonry are derived from the simulated responses of the RVE. The strain rate effect on the masonry material with clay brick and mortar, such as the dynamic increase factor (DIF) of the ultimate strength and elastic modulus as a function of strain rate are derived from the numerical results.