映射网格在缺口件多轴疲劳寿命预测中的应用

基于缺口件疲劳试验结果,采用ANSYS软件进行模拟计算,比较自由网格和映射网格对模拟结果的影响.模拟结果表明:在相近的单元数和节点数下,映射网格的计算时间仅为自由网格计算时间的一半;两种网格形式模拟得到的缺口根部应力值相近.将等效应变值作为损伤参量进行疲劳寿命预测,3个缺口半径下映射网格的预测结果均优于自由网格的预测结果;自由网格对于缺口半径为0.09 mm的损伤参量预测结果偏高程度达3倍,但随着缺口半径的增加,两种网格预测结果的精度均有所提高.     

建筑物风荷载环境数值模拟研究

应用FLUENT软件的数值模拟方法,进行了单体建筑环境下的风效应仿真计算,模拟了单个建筑物的三维流场及表面风压系数,将数值模拟结果与实例风洞试验进行对比,验证了数值模拟分析结果的有效性和可行性,并在此基础上研究了风荷载环境的影响因素.     

碳纤维加固钢板构件受拉过程的数值模拟研究

利用ANSYS软件对碳纤维加固的钢板试件进行了拉伸模拟计算,建立了碳纤维加固钢板拉伸试件的有限元数值模型,总结了有限元计算过程中影响计算精度的各个因素,并且数值计算结果与试验结果相吻合．根据计算结果指出了碳纤维与钢板粘结界面剪应力的分布规律,以及碳纤维表面拉应变的分布规律．结果表明：利用有限元的数值模拟能准确地预测出实际的碳纤维加固钢结构中可能发生的破坏现象,以及破坏发生的位置,由此可以采取一些保护措施来防止结构发生的早期破坏．     

基于有限元分析的下排渣门设计

利用有限元分析软件ANSYS,通过三维数值模拟方法,对Φ1400 mm中药提取罐下排渣门结构进行了设计.通过对ANSYS计算结果与水压试验结果相比较,验证了有限元方法的可靠性和精确性.     

腐蚀对复合绝缘子芯棒力学性能的影响

为探究腐蚀条件下复合绝缘子芯棒的力学性能,以FXBW4-110/100型绝缘子为研究对象,在自制绝缘子扭振模拟试验机上,对不同腐蚀条件下的复合绝缘子进行了整体疲劳试验。应用三维形貌仪和扫描电镜对试样断口表面形貌进行宏观与微观分析,结合表面分析技术,研究不同腐蚀试验条件下绝缘子芯棒断裂与其摆动力、扭转力和拉伸力之间的关系。结果表明,当污染液体为中性和碱性腐蚀溶液时,对复合绝缘子芯棒力学性能影响不大,当污染液体为酸性溶液时,对复合绝缘子芯棒的腐蚀作用明显,芯棒内部树脂玻璃纤维受到强酸腐蚀时,试样呈平起光亮的结晶状,表层在位错断裂下形成扩展裂纹,绝缘子芯棒切片断面易发生疲劳断裂;绝缘子被酸性盐雾腐蚀不同时间后,酸液渗入芯棒表面与护套粘接处,对芯棒表面或内部的树脂玻璃纤维界面产生腐蚀,当疲劳断裂发生后,其断口表面由光亮平整向灰暗凹凸不平变化,裂纹由河流花样状向贝纹线状变化,形貌由台阶状向纤维散状变化,表面形貌分布的均方根高度和最大凹陷高度也随之减小;随着腐蚀试验时间的增加,芯棒的抗摆动力能力下降,进而降低了绝缘子整体机械力学性能,导致芯棒断裂时间变短,断口分形维数变大,断口表面形貌更为复杂。     

柔性与形态耦合仿生抗冲蚀三维数值模拟

利用有限元软件ANSYS/LS-DYNA,分别对4种具有不同表面形态(光滑、凹坑形、柔性与光滑耦合、柔性与凹坑耦合)的试件的耐冲蚀性能进行了三维数值模拟,计算出冲蚀磨损过程中等效应力的变化情况,并与试验结果进行了对比.结果表明,数值模拟的试件耐冲蚀顺序依次为:柔形与凹坑耦合>柔形与光滑耦合>凹坑形态>光滑形态,该结果与...     

某会展中心建筑表面风压分布的数值模拟

基于ANSYS-CFX 13.0软件平台,采用SST湍流模型对某会展中心16个风向角下表面风压场进行了三维数值模拟,并利用自编程序对模拟结果数据进行处理,得到表面分块体型系数.结果表明,附近的干扰建筑物影响了会展中心周围的风场和表面风压,同时数值结果符合钝体绕流规律,可供实际工程采用.分别用简化公式和日本规范建议公式对建筑风振系数进行了估算,建议设计时采用日本规范建议公式计算结果.     

高速列车座椅疲劳可靠性分析

以高速列车座椅为研究对象,使用有限元软件ANSYS Workbench,结合IEC61373-1999标准中的功率谱密度函数对座椅进行随机振动数值仿真分析,选择座椅材料的P-S-N曲线及相关参数数据,针对不同设计尺寸下的座椅结构,采用Miner线性累积损伤理论分别进行累积损伤疲劳寿命计算。在电动振动试验台上对座椅进行模拟长寿命试验,仿真计算结果和试验结果具有良好的一致性,验证了疲劳寿命仿真分析的有效性。     

直蚌线发动机活塞疲劳分析

采用三维软件建立发动机活塞的几何模型.利用ANSYS有限元软件对活塞进行静力学分析,找到应力最大部位,运用ANSYS W orkbench疲劳分析功能对应力最大部位进行疲劳分析,得到疲劳寿命,为活塞的进一步改进设计提供理论依据.     

DC01钢板极限拉深比数值模拟和试验研究

对不同厚度的DQ级深冲钢板DC01的极限拉深,采用有限元软件PAM-STAMP 2G进行数值模拟,并通过Swift平底冲杯试验测试数据计算深冲钢板的极限拉深比。结果显示,根据试验结果计算出的DC01钢板极限拉深比和根据数值模拟结果计算出的极限拉深比最大偏差仅为2.08%,模拟数值误差较小,表明采用PAM-STAMP 2G有限元软件对板料极限拉深比进行数值模拟具有较高的可靠性和精度。     

血管支架疲劳寿命分析

为了对血管支架的疲劳寿命进行评估,本文建立动脉管壁/血液耦合模型,采用有限元法,利用AN-SYS有限元分析软件,对植入支架后的血管内血流动力学、以及血液对植入支架的血管内壁的作用整个过程进行了模拟分析,实现了结构分析和流体分析的耦合计算,得到了在周期性正弦血流的条件下流固耦合过程的数值结果.由流固耦合结果及304不锈钢高周疲劳的S-N曲线对血管支架的疲劳寿命进行了评估.模拟结果显示,血流对支架产生周期性的应力,此周期性应力影响血管支架的疲劳寿命.     

钢桥腐蚀-疲劳耦合计算模型及影响因素分析

为了研究钢桥在交通荷载和腐蚀环境共同作用下的疲劳性能,考虑钢桥腐蚀-疲劳耦合效应,建立有2个阶段的腐蚀-疲劳耦合计算模型. 在点蚀坑萌生阶段,考虑循环交通荷载对腐蚀过程的加速作用;在裂纹扩展阶段,引入裂纹扩展腐蚀加速因子,考虑腐蚀环境对裂纹扩展的影响. 对钢桥顶板和纵肋焊接节点的腐蚀疲劳寿命算例分析表明：考虑腐蚀-疲劳耦合作用的疲劳强度相对于疲劳试验、规范AASHTO、规范BS5400和不考虑腐蚀-疲劳耦合作用的情况,分别降低41.25%、28.80%、44.60%和10.90%. 对所建模型开展加载频率、腐蚀环境、腐蚀坑形貌特征等影响因素的比较研究,结果表明：随着加载频率的增加,焊接节点的腐蚀疲劳强度递增,当加载频率大于0.6 Hz时,焊接节点的腐蚀疲劳强度相近;随着腐蚀环境变强,腐蚀电流和腐蚀速率逐渐增大;腐蚀疲劳强度随着腐蚀坑形貌特征的增大而增大.     

海洋大气中30CrMnSiNi2A钢接触腐蚀疲劳性能研究

为了研究海洋大气环境下30CrMnSiNiA钢的接触腐蚀性能,将磷化后喷涂漆层的30CrMnSiNi2A钢在海南和青岛进行大气暴露试验,利用疲劳寿命均值、安全寿命、概率统计t检验、表面腐蚀形貌和断口形貌观察,研究不同连接状态的30CrMnSiNiA钢的腐蚀特征和表面防护效果.研究结果表明:磷化后涂漆的30CrMnSiNiA钢暴晒于海南和青岛,腐蚀都很轻微,海南试样比青岛试样的腐蚀较严重;海洋大气腐蚀对磷化后涂漆的30CrMnSiNiA钢的疲劳寿命无影响;磷化层和漆层可有效防止30CrMnSiNiA钢的大气腐蚀和接触腐蚀.     

野外作业汽车车身的安全性结构分析

利用CATIA软件建立由防滚圈、立柱、横梁、纵梁、斜撑、副钢管、加固板以及支耳等组件构成的防滚架模型,并用ANSYS对防滚架模型建立了主要由梁单元构成的防滚架有限元模型。分别进行了防滚架顶部承受垂直负载9吨、在汽车行进方向左侧防滚架顶部纵梁承受承45度角负载5吨两种情况的数值模拟计算。结果表明,防滚架顶部斜撑、加强横梁以及防滚架后环斜撑能够提高结构的安全性。     

结构钢缺口板断裂试验及数值分析

通过对25个结构钢缺口板进行的单向拉伸断裂试验,验证了提出的结构钢广义屈服模型和椭球面断裂准则.用ANSYS软件中的参数化设计语言APDL和用户编程功能UPFs,将提出的静水应力型广义屈服模型编制成子程序模块,对结构钢缺口板断裂试验进行了基于广义屈服模型和椭球面断裂准则的数值模拟分析.试验结果表明:裂纹起始于缺口边缘内侧,裂纹在厚度方向贯通后沿宽度发展,试件最终断裂于缺口薄弱断面.缺口板断裂应力场分析表明,提出的椭球面断裂准则对预测结构钢缺口板初始开裂具有广泛适用性和较高精度.     

铸钢节点对接焊缝有效缺口应力分析

为了研究铸钢节点对接焊缝的疲劳性能和寿命评估方法,对一种常用的铸钢热轧钢对接焊缝试件进行了疲劳试验研究,得到了刚度、位移与疲劳寿命阶段之间的关系。根据疲劳试验现象和断面的电镜扫描结果,提出了该类试件的疲劳失效机理。此外,采用有效缺口应力法预测了铸钢节点对接焊缝的疲劳寿命,并在考虑了平均应力和焊接残余应力的前提下,提出了改进的有效缺口应力法,分别将预测结果与实测疲劳寿命进行了对比。研究结果表明：铸钢节点对接焊缝的疲劳过程可分为稳定阶段和断裂阶段。稳定阶段占总寿命比例≥80%,断裂阶段≤20%。有效缺口应力法能在一定程度预测疲劳寿命的变化趋势,但结果偏危险,改进的有效缺口应力法能提供较安全的预测结果。     

钢筋混凝土简支板梁桥爆破拆除数值模拟

为了实现对钢筋混凝土简支板梁桥爆破拆除过程的有限元数值模拟,采用动力分析软件ANSYS/LS-DYNA建立了分离式共节点模型;对比分析了在板梁两侧切口与跨中切口采用微差爆破与不采用微差爆破2种方案下的爆破效果,并对2块板梁上、下缘混凝土的受力过程进行了分析。结果表明：分离式共节点模型可以体现出钢筋和混凝土的力学性能差异;采用微差爆破可以减小爆堆范围,使得更多的钢筋和混凝土单元失效被删除。     

基于钢筋锈蚀膨胀的混凝土应力分析方法

分析了自然气候中混凝土内钢筋锈蚀的机理,对混凝土内钢筋表面的锈蚀特征有了明确的认识,确定钢筋锈蚀主要在靠近混凝土保护层一侧产生;进而应用ANSYS有限元分析软件,对钢筋不均匀锈蚀膨胀引起的混凝土应力进行非线性有限元分析,总结了混凝土主拉应力的分布规律,并以此推断和解释混凝土的开裂趋势。     

外压作用下深海腐蚀缺陷管道的屈曲失稳机理

为了研究外压作用下深海腐蚀缺陷管道的屈曲失稳机理,通过深海压力舱小比例模型试验,测得钢管试件发生屈曲失稳时的压力和变形形态. 利用有限元软件ABAQUS建立管道的三维数值模型,模拟外压作用下完好无损管道和腐蚀缺陷管道的准静态屈曲失稳过程,得到钢管的压力-直径变化曲线和变形形态,与试验结果吻合良好. 采用建立的数值模拟方法,分析管道长度、径厚比、初始椭圆率、钢材等级、钢材应变硬化特性和缺陷几何尺寸等因素对腐蚀缺陷管道屈曲失稳的影响. 结果表明,初始椭圆率、缺陷几何尺寸、钢材应变硬化特性是深海腐蚀缺陷管道标准化后失稳压力的主要影响因素,管道长度、径厚比、钢材等级对标准化后失稳压力的影响相对较小.     

破损舰体结构疲劳裂纹扩展试验研究

针对破损舰船的疲劳寿命问题,采用预制缺口的疲劳试样模拟破损舰体结构,利用液压伺服疲劳试验机对舰用疲劳试样进行了拉伸疲劳试验,研究了平板和加筋板预制缺口疲劳试样在拉伸疲劳载荷作用下的裂纹扩展规律,确定了不同疲劳应力幅值作用下疲劳试样裂纹开裂的临界疲劳次数,得出了裂纹长度、疲劳载荷循环次数和疲劳应力幅值之间的拟合关系式,并与高频疲劳试验进行了比较.试验结果对预报破损舰船在波浪中航行时的裂纹扩展情况有重要参考价值.