单孔单侧护壁爆破模型试验与数值模拟

对单孔单侧护壁爆破进行了砂浆模型试验,并对护壁面和临空面进行了动态应变测试,测试结果显示护壁面的应变峰值较临空面降低了44%;运用LS-DYNA3D有限元软件对该试验进行三维数值模拟,分析了炮孔周围介质的有效应力场、压力场、速度场及质点位移的发展和分布.结果表明:护壁面方向的压力、速度、位移的峰值分别较临空面方向降低了46%、43%、40%,并发生了不同程度的滞后,数值模拟结果与模型试验结果有很好的一致性.     

湿法喷丸工艺有限元分析

目的 分析TC4钛合金的湿喷丸强化过程。方法 利用ABAQUS有限元软件中的CEL方法以及随机分布函数建立弹丸随机分布的湿喷丸冲击强化模型,研究喷丸覆盖率对残余应力场和表面粗糙度的影响规律,进行TC4钛合金板材的湿喷丸强化实验,对比验证模拟结果。结果 表面粗糙度随着喷丸覆盖率的增加而变大;对于残余应力场,随着覆盖率从50%增加到100%,最大残余压应力值和其所处位置的深度均增加。当覆盖率增加至200%,最大残余压应力值不再增加。不同喷丸覆盖率下表面残余应力值基本相同。经对比验证,构建的有限元模型的仿真结果与湿喷丸实验规律相一致。结论 湿喷丸模型能够较好地模拟湿喷丸强化后板材表层残余压应力场和表面粗糙度的变化规律。     

铣削和喷丸工艺对TC4钛合金残余应力和半高宽的影响

采用X射线衍射法研究了TC4钛合金铣削及铣削加喷丸状态的残余应力场和半高宽分布。结果显示:铣削加工的TC4钛合金残余应力场和半高宽分布受到刀具的切削作用和接触塑性形变作用的共同影响;切削线速率越大,切削作用越强,则压缩残余应力和深度越小,线速率对表面半高宽影响不大;切削深度越大,塑性形变作用越强,使得残余应力分布越复杂,表面半高宽越大;喷丸强化引入了倒钩型残余应力场,最大残余压应力接近屈服强度,喷丸强化引起的塑性形变层深度大于铣削加工的,使喷丸强化前不同铣削加工的残余应力状态近一致化。     

单丸粒撞击金属靶材的有限元分析

本文应用商用有限元软件ABAQUS对单个丸粒撞击金属靶材进行了三维有限元分析,建立模拟弹丸撞击靶材的有限元模型。首先将单个丸粒撞击靶材产生残余应力的模拟结果与Meguid等人用ANSYS软件所模拟的结果进行对比,从而来验证本文模拟结果的可靠性。然后本文系统地研究了不同弹丸参数对于残余应力场分布规律的影响。模拟结果表明,弹丸参数对于喷丸残余应力场分布规律的影响各不相同。但是,无论这些参数如何变化,靶材次表层的最大残余压应力值所处的位置基本保持不变,始终位于靶材表面以下25%dshot处。根据有限元模拟的结果,可对喷丸强化工艺参数进行优化控制,提高喷丸强化的加工工艺水平,以实现更好的喷丸效果。     

SDC99钢淬火过程中应力和组织演变的有限元模拟

为了研究钢铁材料在淬火过程中内部组织和应力的变化,以自主研发的SDC99钢为研究对象,考虑相变潜热的影响,采用有限元方法对偏心圆环的淬火过程进行模拟仿真,并对淬火过程中模型的温度场、应力场和组织场的变化进行分析和研究.结果表明:经实验测定淬火过程中温度场及残余应力的分布与模拟结果吻合较好,偏心圆环上最大残余应力出现在45°及315°位置;模型硬度的分布与其马氏体含量分布趋势一致,模拟的硬度值略小于实测值.     

含缺口受拉平板塑性应力场的有限元分析

含尖缺口受拉平板三维应力场是断裂分析研究中常遇到的问题,进入塑性状态以后,缺口尖端的应力状态和分布与弹性条件下有很大的不同。通过有限元的方法对含缺口受拉平板的塑性应力场进行了分析,并进一步研究了厚度和缺口半径因素对缺口尖端应力场的影响。分析结果表明,缺口半径减小提高了平面内应力σx和σy,也提高厚度方向应力σz和平面应变系数,平面应变系数在塑性条件下趋于0.5;厚度对平面内应力σx和σy影响很小,但提高厚度方向应力σz和平面应变系数,平面应变系数在载荷较小时趋于材料泊松比μ,在载荷较大时趋于0.5。     

弹体侵彻混凝土数值模拟失效指标研究

摘要: 利用单个立方体单元压缩和拉伸数值模拟揭示了HJC混凝土模型的抗压,抗拉和损伤特性,将该模型用于模拟Hanchak侵彻试验,采用最大主应变,等效塑性应变和最大拉静水力三种失效模式后得到的残余弹速和靶板破坏现象与试验结果对比后,最大主应变和拉静水失效得到的弹体残余速度误差比等效塑性应变失效要小,等效塑性应变失效得到的靶板表面破坏现象与实验结果也相差较大。 关键词：HJC混凝土模型;数值模拟;失效指标;弹体侵彻;混凝土板     

铝合金板材磁脉冲辅助U形弯曲过程回弹数值模拟分析

目的揭示铝合金板材磁脉冲辅助弯曲成形对回弹的影响机理。方法基于两种磁脉冲辅助成形方案,采用数值模拟软件LS-DYNA,建立磁脉冲辅助U形弯曲的有限元模型。结果与准静态成形相比,磁脉冲辅助U形弯曲成形能减小板料圆角区的残余应力,方案Ⅰ板料圆角区等效塑性应变大于方案Ⅱ板料圆角区的等效塑性应变;电磁体积力能有效减小回弹,且放电能量越大,回弹角越小;磁脉冲辅助U形弯曲成形能减小板料的弹性应变能。结论相同放电电压下,方案Ⅰ的回弹控制效果好于方案Ⅱ的回弹控制效果。磁脉冲辅助U形弯曲减小回弹的主要原因是板料圆角区残余应力的减小和弹性应变能的降低。     

空心薄壁细长轴旋转锻造过程材料流动规律研究

目的 为了准确地设计带内台阶的薄壁细长轴类零件的旋转锻造用管坯,研究缩径过程中金属材料的流动规律.方法 针对薄壁细长轴内台阶孔,采用有限元模拟与实验验证相结合的方法,研究管坯旋转锻造过程中,毛坯外径/内径之比、模具入角和摩擦条件对缩径过程金属流动的影响规律.结果 管料外径和内径之比越大,金属的厚向应变越小;摩擦因数越大,金属的厚向应变越大;模具入角越大,金属的厚向应变越小.结论 实验和模拟结果获得的规律基本一致,有效验证了模拟结果的正确性.     

喷丸过程中的能量转化及残余应力分布研究

本文建立了喷丸表面强化过程的三维有限元模型,研究了靶材的力学性能及弹丸喷射速度对能量转化率和残余应力分布的影响规律。通过对有限元计算结果的分析发现,杨氏模量与屈服强度之比E/&;#61555;y较大,应变硬化率较低的靶材喷丸效率较高。屈服强度的提高使得最大残余压应力变大,残余压应力场深度变小。应变硬化率和喷丸速度的提高均会使最大残余压应力及其深度变大,同时会使表面残余压应力减小并向拉应力转变。本文的研究结果从能量转化的角度为喷丸强化件材料的选择提供了理论基础