高精度三维塑性有限元网格重划技术的研究

网格重划技术是制约三维大变形塑性有限元发展的关键之一。本文基于ＡＮＳＹＳ二次开发的三维有限变形弹塑性有限元软件,研究并建立了三维网格重划系统,该系统利用特征线和特征面提取法得到变形体的轮廓线和面进行网格重划,利用等参逆变换法直接将旧网格节点上的信息传递到新网格的高斯点上,可节约计算时间,提高计算精度,利用设定的标准场量分布与经传递的场量分布比较,分析了该系统信息传递的精度,并利用方料镦粗算例验证了该系统的可行性。     

金属成形三维有限元网格重划技术研究

依据单元畸变和工模间的单元干涉作为网格重划判据,采用几何体重构技术把几何实体分解成能在ANSYS上实现六面体网格划分的几个部分,利用体积判断法确定新结点在旧单元的单元编号,在场量传递上采用基于解析性质的等参有限元逆变换,把旧网格场量信息传递到新网格中。在ANSYS平台上实现了金属成形三维有限元网格重划技术。     

三维有限元模拟中的网格重划

详细论述了网格重划技术的判断准则、新旧网格之间场量传递等，提出了两种进行包含测试的新方法－交点判断法和矢量判断法，并成功地应用于新旧网格之间三维场量的传递。实例应用验证了该方法的正确性和有效性。     

金属成形模拟过程中局部网格重划技术研究

针对金属成形模拟过程中网格畸变问题,提出了一种自动局部网格重划分技术.首先通过计算单元变形度的方法判断是否需要重划并标记出变形网格；然后利用特征线和特征面提取法得到变形局部的轮廓线和面；依照得到的轮廓划分网格；网格重划后利用面积加权平均法实现新旧网格信息的传递.通过ANSYS的参数化设计语言APDL编程来实现该技术,并通过对冲头压入过程的模拟分析,验证了该方法的可行性.     

板料成形有限元模拟网格重划及其应用

分析和论述了板料成形有限元模拟中风格重划技术，研究并建立了板料成形有限元网格重划算法，实现了状态参量在新旧网格中的传递，结合DYNAFORM有限元分析软件，对NUMISHEET‘93设定的方盒标准考题进行了模拟，结果证实了该技术的可行性。     

曲轴TR法成形的三维有限变形弹塑性有限元模拟

大型曲轴的全纤维盛开有工艺是保证曲轴能够在复杂的应力状态下正常工作的一种有效的工艺方案。由于其成形过程复杂,变开吕的应力场和应变场很难用实验方法确定。本文基于ＡＮＳＹＳ工作平台,利用开发的三维有限变形弹塑性有限元程序,并利用开发的三维网格重划功能模块,模拟了曲轴的ＴＲＩ地成形过程,得到了曲轴在成形全过程中的应力场、应变场以及载荷位移曲线,为制定合理的成形工艺方案,优化模具设计,提高成形质量,以及提     

板料成形有限元模拟网格重划及其应用

分析和论述了板料成形有限元模拟中网格重划技术,研究并建立了板料成形有限元网格重划算法,实现了状态参量在新旧网格中的传递,结合DYNAFORM有限元分析软件,对NUMISHEET’93设定的方盒标准考题进行了模拟,结果证实了该技术的可行性。     

铸铝件凝固过程三维瞬态温度场的数值模拟

采用有限元数值算法，针对一具体铝合金砂型铸造工艺，充分考虑材料和边界条件等参数的非线性特征，使用等价比热容法处理结晶潜热，对凝固过程进行了三维瞬态温度场的数值模拟。通过铸造测温实验，得到了不同位置的测温曲线，且每个位置的测温曲线与相应的计算温度曲线基本吻合，从而证明数值模拟的精度和有效性；对于各测温点的计算温度与测量温度的偏差情况，从测温误差和有限元模型两方面进行分析，提出降低热电偶测温误差和提高数值模拟精度的具体措施。     

有限元网络重新划分时新旧网格数据传递的新方法

此文提出了一种有限元网格重新划分时新旧网格数据传递的新方法，该方法简化了新旧网格系统的包含测试并且有适当的精度，要用于三维网格重新划分时数据的传递。     

联合上限法和主应力法确定模具表面压力分布

提出一种基于利用上限法确定金属流动和变形区，然后根据主应力法原理计算接触面压力分布的方法。阐述该法的基本原理，并用它计算杯形件反挤时凸凹模表面压力分布等一些实例。经验证表明，该法能满足工程应用精度的要求，而且能给出模面压力分布的解析式。     

卧式加工中心螺钉连接结合部刚度等效方法研究

文章基于吉村允孝法,将螺钉结合面面压分布规律、相关理论与试验相结合,进行某新构型卧式加工中心螺钉连接结合部刚度等效处理分析与研究,以提高整机动力学计算精度。利用有限元法分析了预紧力-结合面压力分布的作用关系,并建立了应力分布曲线;考虑到连接结构中垫片的影响,进一步提出了带垫片结构的螺栓连接结合面刚度计算模型。最后将结合面刚度法向、切向等效参数代入有限元模型进行计算,并与机床模态测试数据进行比较,以证明该刚度等效模型及方法的合理性及准确性。     

预焙槽的三维电热场仿真

利用有限元软件ANSYS建立了预焙槽的三维电热场模型。针对某厂240kA电解槽进行了三维电热场耦合分析,并将模型计算结果和测试结果进行了对比。本文介绍了该模型的特点,以及如何利用该模型对电解槽进行优化设计。     

45钢线性摩擦焊接头温度场数值模拟与实验验证

根据线性摩擦焊振动系统的简化模型,推导了焊接过程热输入数学模型,并通过热过程分析,建立了线性摩擦焊三维热分析有限元计算模型;利用有限元软件ANSYS计算获得了45钢线性摩擦焊接头温度场的分布特征,并与用金相组织法测定的接头温度场进行比较,验证了模拟结果.     

弹塑性有限元法在非轴对称挤压变形研究中的应用

本文对用弹塑性有限元法研究三维非轴对称零件的挤压变形问题作了探讨。开发研制了三维弹塑性有限元程序,并利用该程序对所选典型件在挤压变形时的应力、应变分布及金属流动等进行了理论计算,计算结果表明该程序具有实用价值。     

大变形有限元中二维网格自动重分技术

提出了一种自动的二维四边形网格重分技术 ,其中包括网格重分的判定、新网格的生成和变形场量的传递。该技术可与刚塑性有限元程序和图形处理器集成为一个完整的系统 ,应用于复杂塑性成形工艺的模拟。利用系统对火车车轮成形中的镦粗和预成形进行了模拟 ,结果表明 ,该网格重分技术不仅可以使模拟实现自动化 ,而且具有较高的精度     

刚塑性有限元模拟中体积变化问题处理方法

分析了在塑性有限元分析金属体积成形问题中引起体积变化的原因 ,指出在采用罚函数方法引入体积不可压缩条件的刚塑性有限元模拟中惩罚因子、增量步长、节点调整、网格密度和重划次数等是引起体积变化的主要原因。针对所分析原因 ,在现有的方法基础上提出基于三维有限元的节点调整和体积补偿新方法 ,并在实际模拟中应用 ,得到较好的效果 ,提高了模拟的精度和可信度。     

Ti6Al4V线性摩擦焊数值模拟

针对线性摩擦焊基本理论和典型焊接过程,讨论了焊接过程中的摩擦产热机制;依照运动学原理推导了焊接过程的产热方程;采用热力耦合有限元方法建立了焊接过程不同阶段的二维弹塑性有限元计算模型,分别用于工件温度场、应力场及应变场的计算.利用有限元分析软件ANSYS网格重划功能处理了焊接过程中的几伺非线性、材料非线性问题,实现了线性...     

蓝光面扫描三维测量技术及其在铸造领域的应用

面扫描三维测量技术作为一种快速、便携、高精度的非接触式三维测量技术,在铸造领域得到了广泛的应用。本文研制了一套蓝光面扫描三维测量系统,该系统采用先进的蓝光技术,消除被测物体表面多反射特性的影响,提高了三维测量精度,单次测量精度达到0.02 mm,整体测量精度达到0.05 mm/m。并针对现有面扫描三维测量技术依靠标志点进行多视点云拼接的缺点,提出了一种基于几何特征的无标记点拼接算法,减少了人工干预,提高了测量效率。该扫描系统能够广泛应用于各类铸件的快速三维测量和精度检测     

基于线性CCD的新型智能循迹机器人的系统设计

以TSL1401线性CCD作为传感器获取图像信息,以MK60N512单片机作为控制器设计了一种新型智能循迹机器人。针对图像二值化阈值处理计算量较大的问题,提出特征点法。该法仅计算图像特征点的像素值,可以在保证精度的前提下减少了程序的计算量。针对黑线轨迹提取运算量大的问题,提出了一种新的记忆扫描法,该法只需检测少数像素点即可精确提取黑线标识,简化图像扫描过程,缩短了运算时间。为了提高智能机器人系统的控制精度和稳定性,对电机建立了数学模型,并利用积分分离PID算法进行仿真分析与验证。最后通过实验证明文中提出的算法可行有效。     

裂纹检测中的涡流场计算

裂纹是涡流检测中最常遇到的缺陷类型。由于它的开口宽度很小,用有限元法计算其涡流场困难很大。利用理想裂纹的模型,忽略缺陷宽度,用二维的面缺陷近似三维的体缺陷,使用积分方程法计算裂纹缺陷,使用积分方程法计算裂纹缺陷涡流场问题,可大大减少计算量。问题可分解为求导体内不含缺陷的完好场和求缺陷等效源产生的扰动场两部分,本文不半无限导体系统分别研究这两部分的求解。线圈阻抗的计算值与实验结果进行了比较,两者吻俣