基于ANSYS的钛合金管口激光焊接有限元模拟

基于热弹塑性有限元方法,建立激光焊接过程的热力学计算模型,利用三维有限元分析软件ANSYS,开发其APDL二次语言,使用“生死单元”技术,实现了对BT20钛合金管口激光焊接过程温度场和应力场的有限元模拟。结合数值计算,对有限元模拟问题进行分析,并讨论了激光焊接过程采用瞬间空冷10s后,试件内部的应力分布情况。     

海州矿南帮边坡三维数值分析

通过对海州矿南帮边坡呈现的变形破坏机制分析,这里的岩体质量在空间上呈现出非常明显的不均一性。基于材料均一性角度进行分析,通过三维地质力学模型来完成对南帮边坡所具有的应力场分布特征进行模拟,从而更贴近实际情况。本文研究中主要是基于有限元软件ANSYS来实现南帮边坡的模型仿真,进行三维数值模拟分析,从而可以对应力变形分布进行剖析。基于强度折减法实现对安全系数的计算。     

H型钢炉内加热过程温度应力耦合数值模拟研究

采用有限元计算中的间接法,对H型钢在加热炉内的加热过程进行二维耦合求解分析,求解温度场时分别计算H型钢的对流及辐射热流,而后代入Ansys有限元软件进行求解,求解应力场时以温度场计算结果为初始条件。分别计算了不同热负荷下H型钢温度场及应力场的变化状况,得到了H型钢炉内加热过程温度场及应力场的变化规律,为H型钢的加热控制提供了理论依据。     

排土场渗流场有限元分析法研究

本文根据边坡工程研究的特点，采用有限元分析法对排土场渗流场进行分析，具有自由面渗流场求解采用单元渗透矩阵调整和局部网格移动相结合之方法，并妥善解决了泄水边界溢出点的求算问题。该方法可以同时兼顾其应力场有限元分析，完善了边坡工程研究理论。应用于南芬庙儿沟排土场渗流场分析，取得成功。该方法具有广泛的应用前景。     

200mm×200mm连铸坯连轧Φ100mm 42CrMo钢三维有限元模拟

采用MSC.Marc有限元模拟软件,针对200 mm×200 mm连铸方坯连轧Φ100 mm 42CrMo圆钢工艺过程进行三维热力耦合模拟仿真。因圆角在孔型中塑性应变较大且变形由表及里逐渐深入,因此对断面采用网格偏差划分方法以细分表层及圆角区域单元。根据连轧过程应力场、应变场和温度分布及轧制力和轧制力矩变化特点,得出合金钢轧制时圆角易出现裂纹的重要原因是该区域总等效塑性应变、等效应力和温降较大。机架间及轧后断面尺寸实测值与模拟值相符合。     

H型钢轧制中立辊锥角的影响研究

针对不同立辊锥角的H型钢万能轧制过程 ,采用三维弹塑性有限元法进行了模拟 ,分析了不同锥角情况下翼缘的变形特点和水平辊轧制力的变化。在H型钢三机架可逆连轧机组上进行了实验研究 ,从试件轧制前后的横断面网格上可以得到金属流动的详细信息。实验与计算结果吻合较好。     

炭/炭复合材料湿式制动过程中的温度场模拟

摩擦过程中的温度场和热应力分布状况是摩擦学研究领域的一个重要课题.基于炭/炭复合材料制动盘湿式制动试验,将制动过程中的摩擦生热等效为瞬时移动面热源,按传动学理论计算制动盘与冷却润滑油的对流传热系数,建立三维循环对称有限元模型,运用有限元软件ANSYS分析制动盘的温度分布,给出典型时刻的温度场分布云图及温度升高引起的热应力场.利用有限元分析刹车制动过程的温度场,可为摩擦材料的研制及制动盘的设计提供有效的参考.     

基于无网格伽辽金法的板坯传热及力学行为

 与基于网格离散的数值计算方法相比,无网格方法利用离散节点代替网格单元,回避了拓扑结构复杂、单元编号和信息传递等问题,在模拟分析相变界面移动、大变形、裂纹动态扩展等方面展现出极大的适用性。依据移动最小二乘法构造了场量近似函数,针对连铸板坯在结晶器初始凝固过程中的传热特征,构造和推导了基于无网格伽辽金法的板坯传热和凝固行为控制方程,结合采用伽辽金积分弱形式和变分原理,建立了铸坯热弹塑性二维横截面数值计算模型,以连铸生产现场实测铜板温度反算的结晶器热流为边界条件,模拟和分析了结晶器内初生坯壳的非均匀传热、应力和应变。研究结果表明,板坯在结晶器内宽度方向的传热和力学行为呈现出显著的非均匀特征,在距离弯月面200 mm范围内是应力应变快速增长阶段,之后应力应变增长速度放缓,距弯月面550 mm处,铸坯等效应力和应变出现极大值,分别为15.97 MPa和0.76%;在宽度方向上,角部受二维散热的影响,温度下降较快,出现应力集中现象,相邻的偏角部存在应力应变低谷,与角部在温度、应力、应变方面存在较大差异。上述结果验证了无网格方法计算铸坯非均匀传热、力学行为的可行性和适用性,为无网格方法应用至铸坯裂纹萌生与扩展的研究提供基础和参考。     

铜材接触线扩展挤压成形的三维有限元数值模拟

根据有限变形刚粘塑性有限元理论,基于DEFORM-3D软件平台,对接触线在模腔中扩展挤压成形过程进行了三维有限元数值模拟,获得了扩展挤压成形过程的应力场、应变场、温度场和速度场分布,并揭示了金属流动规律,从而为模具设计提供理论依据。     

楔横轧梯形螺纹轴成形机理

通过分析螺纹轴齿形成形过程,并结合金属流动特点,获得楔横轧梯形螺纹轴的成形机理.考虑到轧制过程轧件螺旋升角瞬时变化特点和成形段齿形截面变化等因素设计了楔横轧模具,采用有限元分析软件Deform-3D对楔横轧梯形螺纹轴齿形成形过程进行模拟,得到精度较高的梯形螺纹轴轧件.利用有限元点跟踪功能,对轧件多个点进行跟踪,详细分析了轧件螺纹不同位置各点的径向、轴向位移变化情况,从中获得螺纹段各处金属流动规律.采用软件模拟参数进行了相应的楔横轧实验,得到的梯形螺纹轴实验轧件与有限元模拟结果相同.模拟和实验结果表明,模具螺旋升角采用轧件瞬时半径对应螺旋升角时,能够轧制出形状精确的螺纹轴.