有限元模型位移解与应力解误差特性分析

将有限元求解误差分解为每个单元上的残值所导致的误差之和。对于有限元模型中的任一单元小片,将其误差分解为全局误差与局部误差两部分:局部误差是由该单元小片内单元的残值所引起的,而全局误差是由单元小片之外区域的残值所导致。分别探讨计算结果中位移解误差与应力解误差的特性。通过一系列数值算例研究,发现有限元模型中的应力奇异点、高应力梯度区是导致全局误差产生的原因。应力奇异点或高应力梯度区导致任一单元小片所产生的误差与其奇异性强度及二者之间的距离有关。奇异性越强,距离越近,所产生的全局误差就越大。得到的相关结论为建立高精度的有限元模型提供理论指导。     

复杂机械零件的六面体有限元网格生成方法

为了解决复杂机械零件有限元仿真效率与计算精度难以保证的问题,提出一种面向复杂外形机械零件的全六面体有限元网格生成方法。通过引入有限元网格误差估算理论对关注区域的误差特性及其导致因素进行分析;基于复杂外形机械零件的几何特征与物理特性建立模型关键区域识别准则,并研究模型计算域虚拟规划策略给出其算法及其实施步骤;以模型计算域虚拟规划为基础,提出了六面体网格生成算法与结果网格的质量评价准则。算例应用验证表明,该方法能将复杂机械零件进行全六面体有限元网格划分,生成的结果网格具有关键区域特征表达准确、全局网格分布合理且单元质量高等特点。     

有限元网格划分中的圣维南原理及其应用

网格划分是有限元分析前处理中的一个关键步骤,如何进行有效的网格划分,既保证计算的精度,又能提高计算效率,是一个重要的研究课题。对此提出了有限元网格划分中的圣维南原理。该原理以为,某局部区域的网格疏密对其稍远处节点的计算精度影响很小。基于该原理提出了网格划分的新思路:首先对全局进行一般的网格划分,然后只对关注地方及其周围的关键区域进行局部细分,就可以达到较高的仿真精度。使用实际算例对该原理进行了验证,结果表明该方法具有较高的精度和计算效率。     

二维有限元网格的局部调整及优化

在有限元计算中,人们常对某一局部区域的位移和应力感兴趣,或者希望在此范围内能获得更高的精度.如果采用精度更高的网格,或者增加单元的数量,这时对计算机的存储空间需要比较大,计算时间也会变长,有些可能就无法在计算机上求解.局部网格加密方法,只需对模型中需要部位的初始网格加密,在保证精度的前提下,这方法只需增加计算模型局部单元的节点数,而不必对整个模型重新进行单元划分以增加整个模型的单元密度,因而大大减少了计算机的存储量和计算时间,提高了计算精度.     

有限元求解精度研究

首先对一实例进行理论计算,然后对其进行有限元分析,并对不同网格划分状态下的模型计算结果与理论结果进行比较。最后对有限元分析误差进行评估及原因分析,并得出有限元分析计算时网格划分并不是越细小越好,关键是＂适度＂的结论。     

有限元求解精度研究

首先对一实例进行理论计算,然后对其进行有限元分析,并对不同网格划分状态下的模型计算结果与理论结果进行比较,最后进行有限元分析误差评估及原因分析,并得出有限元分析计算时网格划分并不是越细小越好,关键是"适度"的结论.     

有限元求解精度研究

首先对一实例进行理论计算,然后对其进行有限元分析,并对不同网格划分状态下的模型计算结果与理论结果进行比较.最后对有限元分析误差进行评估及原因分析,并得出有限元分析计算时网格划分并不是越细小越好,关键是"适度"的结论.     

发动机连杆有限元网格划分方法

有限元网格划分是有限元分析的重要部分,基于网格划分的原则,运用专业网格划分软件Hypermesh对发动机连杆进行六面体网格划分,最后对划分有限元网格的方法进行了总结.     

内啮合斜齿轮高精度三维有限元自动建模方法

为提高内啮合斜齿轮有限元接触分析的建模速度和模型精度,提出了一种齿轮高精度三维有限元模型的自动建模方法。基于齿轮插刀齿廓方程,利用齿廓法线法,得到包括齿根过渡曲线的内、外斜齿轮端面齿廓,建立了内、外齿轮参数化粗网格有限元模型。开发了表层六面体网格剖分方法,自动识别齿面接触带单元,进行分级剖分细化,保证了有限元模型的建模精度和网格密度。进行了齿面接触分析,得到了内啮合斜齿轮的弯曲应力、接触应力、接触印痕、传动误差、时变啮合刚度和载荷分配率。粗细网格有限元模型计算结果对比分析表明,该方法提高了内啮合斜齿轮有限元建模效率和计算精度,缩短了计算时间,为快速准确的齿轮接触分析奠定了基础。     

基于子模型算法的某螺旋桨遥测盘局部强度计算与分析

针对传统有限元对大型旋转件进行数值模拟时网格数量多、计算精度低、应力集中难以表征等缺点,应用有限元子模型算法,对某旋转遥测盘的局部旋转强度进行了详细计算分析。在ANSYS软件中建立了基于循环对称的全局有限元模型,计算最大工作转速的应力分布情况,确定高应力区。根据全局模型结果建立高精度的子模型,进一步模拟子模型的应力分布情况,得到危险点应力,进行了强度校核,结果表明考核部位的局部强度满足设计要求。     

考虑残余应力的金属波纹垫压缩-回弹性能有限元分析

为探讨金属波纹垫模压成型过程的残余应力和应变强化对垫片压缩-回弹性能的影响,在试验的基础上,建立考虑制造残余应力的金属波纹垫压缩回弹有限元分析方法,并将分析结果与试验结果进行对比。结果表明:有限元计算结果与试验结果吻合较好,两者的垫片最大压紧载荷误差为1. 30%,压缩率误差为9. 08%,回弹率误差为13. 90%。根据有限元计算结果将金属波纹垫的变形历程分成3个阶段,对其变形机制进行分析,研究轴向载荷作用下金属波纹垫的压缩-回弹过程。研究表明:轴向载荷作用下金属波纹垫依次发生弹性变形、塑性屈服和弹性恢复阶段。     

残余应力对航空整体结构件加工变形的影响分析

基于理论计算和有限元模拟,研究了毛坯的初始残余应力对大型整体结构件数控加工变形的影响,对单向 应力作用的矩形截面梁在剥层过程中的变形挠度值进行了求解。结果表明,理论解与有限元计算值是一致的。面 向工程应用,采用ABAQUS有限元软件模拟了残余应力对隔框类整体结构件加工变形的影响,并进行了试验验证。 有限元仿真结果与试验数值非常吻合。最后,根据工件加工变形的有限元模拟结果,提出了提高整体结构件制造 精度的工艺措施。     

残余应力应变释放系数的有限元分析

通过建立16Mn残余应力盲孔法有限元分析模型,模拟出孔边应力、应变的变化情况.揭示了残余应力引起的孔边应力、应变变化情况与应变释放系数A、B值之间的关系,并用孔边应力、应变的有限元运算结果计算出A、B值.通过应变计中点应变法、应变计中点应力法和平均应变法三种方法去标定和修正应变释放系数,通过对三种方法的比较表明,三种方法的计算结果与实验结果相符.且计算精度较高.证实了残余应力有限元模拟的准确性和A、B值标定和修正方法的多样性.     

丝杠磨削加工热变形误差分析

对于导热问题的求解常用两种方法:有限差分法和有限元法。在丝杠磨削加工中,由磨削热引起的热变形误差是影响丝杠精度的一个主要误差。本文利用有限差分和有限元两种方法对磨削热引起的误差进行了分析,并对理论数据进行了对比。     

钨极氩弧连续和间断焊接的残余应力对比分析

结合工程实际,应用热弹塑性理论、耦合场（热、固耦合）和瞬态传热的基本模型,使用Ansys的APDL语言编写程序进行移动热源的有限元建模计算。数值计算表明,钨极氩弧间断焊接在构件叶片上产生的残余应力数值较大的区域比连续焊接更深。证明了回炉热处理能降低焊接的残余应力。     

齿轮啮合内部动态激励数值根据

把具有内部激励和时变刚度齿轮系统非线性微分方程变换为近似的线性微分方程,把时变刚度激励、误差激励、啮合冲击激励作为右端顶。时变刚度曲线用轮齿三维接触有限元方法求得,啮合冲击激励力用轮齿三维 冲击－动力接触有限元混合法求得。误差激励按精度等级确定的齿轮偏差进行模拟。把激励力作用在整个齿轮系统的三维有限元模型上,以便求得其振动响应。     

曲率测量技术在微机电系统薄膜残余应力测量中的应用

在比较曲率测量技术常用的Stoney公式及其修正式的基础上,利用有限元分析方法,建立薄膜/基底结构的有限元模型,给出一种薄膜残余应力的等效施加方法,从两个方面详细分析并对比这两个公式在微机电系统(Micro electromechanical systems,MEMS)薄膜残余应力测量中的检测精度.仿真及分析结果表明,修正后的Stoney 公式在很大程度上提高薄膜残余应力的测量精度,使曲率测量技术的适用范围得到较大扩展.但是当薄膜厚度接近于基底厚度或结构处于大变形状态下,修正式的计算精度也将受到较大影响,此时可以采用有限元分析方法来获得临界状态值,以提高残余应力的检测精度.同时,通过有限元分析,证实曲率测量技术应用中存在的另一个问题,即曲率的空间分布不均匀性现象.     

基于热力耦合模型的切削加工残余应力的模拟及试验研究

航空精密薄壁零件具有复杂的型腔结构,切削加工残余应力是薄壁零件精度稳定性的重要影响因素,因此必须对切削加工残余应力进行研究。根据热—弹塑性有限元理论,建立切削加工三维有限元模型,对航空铝合金材料Al2A12进行切削加工非线性弹塑性有限元模拟分析,对切削加工表面残余应力进行预测和计算。通过有限元分析,得到不同切削参数、刀具参数条件下的已加工表面残余应力的模拟结果,并对结果进行比较分析,得到各个因素对工件已加工表面残余应力的基本影响规律;进行不同加工工序条件下的切削加工残余应力的有限元模拟,在加工表面已有一次切削加工残余应力分布的情况下,进行二次切削加工有限元模拟,得到二次切削加工对工件已加工表面残余应力的影响规律;并且进行不同切削参数对残余应力影响的试验研究,验证有限元模型的正确性。     

精密注塑制品残余应力的试验研究及其计算

注塑残余应力对精密注塑制品的力学性能和光学性能等有重要影响,是精密注塑制品质量控制的关键指标之一。为研究注塑成形过程中残余应力的发展,以丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物(Acrylonitrile butadiene styrene,ABS)塑料为研究对象,对其模内蠕变行为进行试验研究。将热弹性模型计算的收缩应变与试验测量的收缩应变之间的差值定义为制件的模内蠕变,得到注塑工艺条件对模内蠕变的影响规律。在此基础上构建计算精密注塑制品残余应力的蠕变模型。模型中的材料弹性模量可由Tait方程计算得到,粘壶系数采用反演方法计算得到。利用该模型结合薄壳有限元法对ABS平板注塑件残余应力进行计算,对计算结果进行试验验证,并与普通的松弛模型计算进行比较。计算结果表明,该模型的计算精度高于普通的松弛模型,是解决精密注塑制品残余应力预测问题的新的有效方法。     

EMP径向滑动轴承三维热弹流有限元分析与研究

ＥＭＰ径向滑动轴承的热弹变形对轴承的润滑性能影响较大。当采用Ｗｉｎｋｌｅｒ假设将其简化为梁来计算时与实际结果相比误差较大。为此采用了一种轴承热弹流有限元分析的计算模型,按照三维有限元的方法对其进行了全面的热弹变形分析,同时结合广义雷诺方程、能量方程等进行耦合计算和分析。计算表明：三维有限元方法同Ｗｉｎｋｌｅｒ假设相比,更能反映油膜和轴瓦的温度分布,有助于揭示轴承的润滑特性。