空间杆系结构的弹塑性大位移分析

为适当降低杆系结构弹塑性分析的计算量,该文假设单元塑性变形集中于单元端部。在单元端部截面上,将截面分割为若干小块面积,用小块面积中心处材料的弹塑性性能代替整个小块面积的弹塑性性能。通过对小块面积弹塑性性能的分析,得出端部截面的弹塑性刚度,再将其与单元内部弹性部分的截面刚度沿杆长进行Gauss-Lobatto积分,由此获得梁单元的弹塑性刚度矩阵。该文对小面积中心点采用基于材料应变等向强化的弹塑性本构关系,为准确分析杆端截面小块面积的弹塑性应力状态,该文提出了有效的应力调整算法以修正计算过程中偏离屈服面的应力值。数值算例表明,该文方法准确、高效、可靠。     

考虑板件相关作用的H形截面压弯钢构件抗弯承载力

对H形截面钢构件绕强轴压弯的极限抗弯性能展开研究。基于经实验校准的非线性有限元模型,进行了不同翼缘宽厚比、腹板宽厚比及轴压比组配下的H形截面钢构件的单调压弯全过程的参数分析,并对破坏模式进行了机理分析。研究表明,翼缘与腹板存在明显的相关作用,而板件屈曲形式决定了极限状态的应力分布形式,因此计算极限承载力时应考虑板件相关作用。以极限状态的应力分布特点为基础,提出了考虑板件塑性阶段屈曲相关作用的有效塑性宽度法计算截面的极限抗弯承载力。经与实验及有限元极限承载力的比较,显示该方法能够准确预测H形截面压弯构件的极限承载力。     

TA2异型钛材冷轧过程的有限元模拟研究

应用商业有限元模拟软件DEFORM-3D对TA2异型截面冷轧过程进行了数值模拟,分析了轧件稳定轧制时的等效应力、等效应变分布规律,并且研究了不同侧斜度下孔型对金属变形的影响,总结出了侧斜度对宽展的影响规律.     

高温合金薄壁W截面密封环滚压成形壁厚变化研究

目的研究滚压成形过程中环件壁厚的变化规律。方法基于ABAQUS/Explicit平台建立了GH4169薄壁W截面密封环多道次滚压成形三维弹塑性有限元模型,分析了滚压成形过程中环件壁厚沿周向及轴向的变化情况以及工艺参数对环件壁厚变化的影响规律。在此基础上,进行与模拟条件一致的试验研究,并与模拟结果进行了对比分析。结果滚压成形过程,环件壁厚沿周向分布均匀而沿轴向分布不均匀;随着变形量增大,减薄带宽度增大;进给辊进给速度增大,环件壁厚不均匀性加剧;随着驱动辊转速、进给辊与环件间摩擦因数的增大,环件壁厚减薄呈减小趋势。结论环件滚压成形过程中,应合理分配各道次变形量,适宜的工艺参数为:驱动辊转速为2 rad/s,进给速度为0.2 mm/s,摩擦因数为0.1。     

带圆角弯曲板应力集中和极限载荷的分析

根据折线形截面假设,提出了一种计算带圆角平板受弯曲时的应力集中系数和弹塑性极限载荷的简单而有效的方法。文中详细讨论了圆角的半径(ρ)和圆角的深度系数(t)对局部应力的影响;比较了深圆角和浅圆角两种情况,并推导出弹塑性交界面与弹塑性极限载荷及局部应力的关系。文中算例与光弹性实验和有限元结果进行比较后表明,该方法简单、有效,适用于工程实际问题。     

TA18管周期式冷轧过程的有限元模拟

基于DEFORM-3D有限元分析软件,对TA18钛合金管材周期式冷轧成形过程进行了数值模拟,建立了管材周期式冷轧成形弹塑性有限元模型,通过对给定条件下管材周期式冷轧成形过程的研究,获得了轧制过程金属流动情况、应力场的分布及变化规律,以及成形载荷-行程曲线,进而揭示了管材周期式冷轧成形规律,为管材周期式冷轧工艺的优化设计提供了参考。     

内沟槽环件辗压成形工艺模拟研究

针对异形截面环件壁薄、断面形状较复杂的特点,可用辗压工艺成形内沟槽环件。利用有限元数值模拟技术,研究了辗压过程中金属变形流动特点、成形规律等,并分析了轧制孔型、摩擦因数、进给速度对成形效果的影响。结果表明:采用辗压成形内沟槽环件,工艺过程简单;轧制孔型、摩擦因数对成形效果影响较大。     

基于实例的焊接强度有限元分析方法的研究

复杂焊件的强度校核问题,采用常规的校核方法计算过程将非常复杂,并且计算结果不可靠,有时常规的校核方法并不可行,不能获得有效的结果.有限元分析方法在焊接现象模拟和焊接参数最优化中具有独特的作用,本文应用有限元分析（FEA）方法在ANSYS软件中对焊件工作环境进行模拟,通过分析计算获得焊缝截面的应力分布,从而可以得到可靠的强度校核结果.     

具有圆角的空心圆轴拉伸时的局部应力计算

根据锥形截面假设 ,探讨了一种计算具有圆角的空心圆轴拉伸时局部应力的方法 .文中详细讨论了圆角的半径、圆轴的半径和圆角的深度系数对应力集中的影响 ,并推导出圆轴内、外半径和弹塑性交界面与弹塑性局部应力的关系     

基于柔度的网格截面非线性梁单元

梁单元材料非线性有限元求解时,材料进入非线性阶段后,难以通过梁理论准确描述截面的应力状态,该文据此提出了基于柔度法和分布式塑性理论的梁单元材料非线性方法-网格截面法,这种方法采用平面等参单元将梁单元网格化,由单元轴向积分点位置截面网格积分点的应力描述单元截面应力分布,并通过对截面网格材料的积分得到积分点位置的截面刚度,并运用基于柔度的有限元方法,通过力插值函数和能量原理得到梁单元的柔度矩阵,进而对柔度矩阵求逆以计算单元刚度矩阵。同时讨论了该方法在进行结构材料非线性有限元分析时的优越性。最后通过算例验证了上述结论。     

径-轴双向环轧工艺的研究进展

回顾了环件径-轴双向轧制锻透条件、咬入条件、刚度条件等相关理论研究进展,分析了工艺参数对轧制过程的影响及其确定准则,在此基础上引入轧制曲线的概念,并给出了径-轴双向环轧轧制曲线的设计原则,还探讨了在利用有限元方法模拟轧制过程、优化轧制工艺参数时存在的问题,并给出了对数值模型进行控制和处理的有效方法。     

Role of Friction in Cold Ring Rolling

1. Introduction Cold ring rolling is a main technology used to manu- facture various precise seamless ring shape parts. It has been increasingly used in many industrial fields such as bearing, machine, automobile, petrochemicals, aeronau- tics, astronautics and atomic energy because of its many technical superiorities such as considerable saving in en- ergy and material cost, high quality, high efficiency, and low noise, etc. To research and develop advanced precise cold ring rolling technolog…     

不同元件故障状态下滚动轴承的动态特性研究

为探究局部故障状态下滚动轴承内部动态特性的差异性和相似性,以NU306圆柱滚子轴承为研究对象,利用有限元仿真软件ANSYS/LS-DYNA构建正常以及外圈、内圈和滚动体分别故障时的有限元模型,得到不同故障状态下滚动体的应力特性、振动特性及运动特性。结果表明,当滚动轴承的不同元件发生故障时,故障前端应力均会滞后,后端应力均会提前,其中外圈故障时应力的变化最大;外圈故障时滚动体在经过故障区域期间的振动加速度先减小后增大,内圈和滚动体故障时振动加速度先增大后减小;外圈和滚动体故障时滚动体的公转转速均比理论公转转速小,内圈故障时滚动体的公转转速比理论公转转速大。所构建的有限元模型可用于探究不同元件故障时滚动轴承内部的故障机理,可为进一步研究滚动轴承的承载能力和使用寿命提供有力的分析方法。     

深沟球轴承运转过程动态特性有限元分析

综合考虑轴承径向载荷及转速的影响,应用ANSYS/LS-DYNA软件建立了深沟球轴承多体动力接触有限元模型;以显式动力学有限元法为基础,采用全积分单元算法控制沙漏,设置质量缩放系数缩减计算时间,对内圈施加不同转速时的深沟球轴承进行动力接触分析,得出了深沟球轴承运转过程的动态响应及滚动体的应力分布。滚动体的最大和最小线速度分别出现在与内、外圈接触点上,各转速下滚动体与内圈接触的应力基本相同,滚动体与外圈接触的应力随转速增高而相应增大,滚动体与外圈间接触力的波动大于内圈,而滚动体与保持架间的作用力较小。研究表明,ANSYS/LS-DYNA是分析轴承运转过程动力接触问题十分有效的工具。     

四辊平整机轧制过程多体接触耦合变形有限元模拟

为了提高四辊平整机的板型控制精度,采用非线性大变形弹塑性有限元法,考虑辊系弹性变形和轧件弹塑性变形的耦合关系,建立辊系与带钢多体接触的平整过程三维分析模型.利用该模型对不同轧制工艺条件进行的模拟计算,得到了平整小压下量时的接触压扁及应力状态分布规律和工艺参数对辊系弯曲变形及辊缝形状分布的影响规律.所建模型和分析结果可用于现场轧制过程离线分析和指导在线模型的设定.     

Closed form elastic-plastic stiffness matrix for axisymmetric finite elements

This note presents the closed form equations for the stiffness terms in the elastic-plastic stiffness matrix for axisymmetric finite elements. The element considered is a triangular ring element characterized by linear displacement relationships and an averaged state of stress. The physical law is modelled by the incremental theory of plasticity utilizing the Prandtl-Reuss flow rule and von-Mises Yield Criterion. Results are presented comparing stiffness terms as computed by numerical integration to those computed from the closed form equations. Significant errors in stiffness terms arising from numerical integration are observed for axisymmetric elements located near the line of axial symmetry as a result of the logarithmic nature of some of the stiffness terms.     

Numerische Berechnung des Verschleißes an der Dornwalze eines Ringwalzprozesses in Abhängigkeit prozessrelevanter Parameter

Ring rolling is a forming process for the production of seamless rings. The process is characterized by a complex interaction of the shaping rollers and the centering rollers. In the design of a ring rolling process, it is necessary that the rolling and pre‐ring geometry strategy, i.e. the speeds and feeds of the individual rollers to align such that the required final shape is achieved optimally. Using the finite element simulation before starting the production optimizations concerning the process can be performed and thereby the number of costly rolling samples be kept to a minimum. The objective of the work focuses on the finite element modeling of a ring rolling process and the numerical calculation of the wear at the mandrel caused of the variation of process‐related parameters.     

不同轧辊尺寸下40Cr/Q345双金属环件成形过程有限元分析

目的 研究不同轧辊尺寸对40Cr/Q345双金属复合环件热辗扩成形过程的影响规律,并分析环件在辗扩变形过程中内、外层区域的协调变形机理,使辗扩完成后的双金属环件整体变形和温度分布趋于均匀。方法 基于ABAQUS有限元模拟软件,使用动态显式算法,建立双金属环件径-轴向轧制三维热-力耦合有限元模型,采用直径为70、90、110、130、150、170 mm的芯辊尺寸和直径为400、500、600、700、800 mm的驱动辊尺寸,分别研究两个主要的成形辊尺寸对双金属环件热辗扩成形过程的影响。结果 在研究的轧辊尺寸范围内,随着芯辊直径的减小,双金属环件整体温度分布趋于均匀,其变形均匀性明显提高,其中,环件外层40Cr金属塑性变形明显降低,内层Q345金属塑性变形显著升高;随着驱动辊直径的增大,环件整体温度分布均匀性有所降低,变形均匀性略有提高。结论 在双金属环件热辗扩成形过程中,较小的芯辊尺寸能够提高环件整体的温度分布均匀性,并能有效提高内层Q345金属的塑性变形程度,使环件整体变形更加均匀。较大的驱动辊尺寸会略微降低环件的温度分布均匀性,并通过改变内、外层金属的塑性变形程度使环件整体变形趋...     

几何参数对环件摩擦焊接轴向缩短量的影响

环件的几何参数对惯性摩擦焊接轴向缩短量的影响很大.建立了惯性摩擦焊接过程的轴对称模型,运用大变形弹塑性有限元法分析了GH4169合金环件内径和壁厚对轴向缩短量的影响规律.研究表明:当环件壁厚给定时,轴向缩短量随着环件内径的增大呈先增大后减小的规律;当环件内径给定时,轴向缩短量随着壁厚增大而快速减小,直至壁厚超过某一临界尺寸;轴向缩短量的计算数据与实验数据符合较好.