ABAQUS中的非线性模拟

ABAQUS在处理非线性模拟方面功能强大,本文主要针对力学模拟中的几何、材料、边界三种非线性问题进行讨论,重点是如何在ABAQUS中定义这三种非线性问题,包括在CAE模块中定义和在关键字中定义。     

胜大变形解析法和小变形解析法计算轮盘破裂转速的比较

简单介绍了用于计算轮盘破裂转速的两种解析计算方法,即基于Ｎａｄａｉ形变理论的大变形解析法和基于小变形理论的小变形解析法,列出了用两种方法计算轮盘破裂转速和应力,应变场的结果,并得出一些有意义的结论。     

用大变形解析法和小变形解析法计算轮盘破裂转速的比较

简单介绍了用于计算轮盘破裂转速的两种解析计算方法,即基于Ｎａｄａｉ形变理论的大变形解析法和基于小变形理论的小变形解析法。列出了用两种方法计算轮盘破裂转速和应力、应变场的结果,并得出一些有意义的结论。     

隧道通风机叶片非线性应力场分析

应用三维有限元法对某型号地铁隧道通风机叶片进行应力场分析，计算中考虑了几何非线性的影响，给出了线性计算与非线性计算的结果比较，同时进行了加强筋强化效果的比较。计算表明，对于高展弦比的隧道通风机叶片，应力计算采用非线性方法是必要的。     

基于微分几何理论的高速列车弓网接触控制研究

对接触网的刚度进行非线性最小二乘拟合，建立弓网系统非线性模型，采用微分几何理论对弓网间接触力波动幅度进行控制，提出一种输出一干扰解耦方法，通过适当的非线性坐标变换，将其转化为线性系统，并施以最优控制，仿真结果表明，控制效果良好。     

考虑几何非线性的风力机叶片气弹模型

针对大型轻型柔性叶片存在的几何非线性变形情况,基于几何精确梁理论建立了非线性叶片梁单元,考虑了叶片预弯预扭、各向异性、变形耦合以及截面偏心的特点。对非线性结构方程的数值求解方法进行了探讨。结合动量叶素理论建立了可用于分析叶片大变形动态响应问题的几何非线性气弹模型。通过两个算例验证了结构模型的正确性。以NREL 5MW风力机叶片为研究对象,分析了叶片静态变形、固有频率、以及在阵风、偏航错误条件下的动态响应,并与FAST计算结果进行了对比,结果表明,在静态变形范围内几何非线性气弹模型与FAST非常好的吻合,进一步验证了该模型计算正确性。通过降低叶片截面弯曲刚度,发现在叶片大变形时,几何非线性气弹模型可以获得更准确的结果。     

波纹管在温度载荷作用下的几何非线性分析

针对波纹管在一般弹性范围内可达到很大的位移，呈现较强非线性的特点，对温度载荷作用下的波纹管几何非线性问题进行有限元分析。基于Sanders小应变、中等转动薄壳理论，通过引入“伪载荷”而建立起一个形式简单、易于实施的迭代格式，并进行了数值求解。算例验证了理论推导和程序编制的正确性。文末对正温差、零温差和负温差作用下的波纹管进行应力分析，发现温度变化对波纹管波峰和波谷附近的应力有明显的影响，而对其环板中心附近的应力影响相对小些。     

U形波纹管的强度设计

应用几何非线性原理 ,采用空间壳体单元对U形波纹管在各种受载情况下的强度进行了分析计算 ,并根据第四强度理论提出了U形波纹管的强度设计准则 ,给出了一个实例 ,结果是令人满意的     

输电铁塔几何非线性影响的初步分析

输电线路中常规铁塔的分析设计按线性杆单元结构建模,未考虑几何非线性的影响。随着铁塔规模的增大,结构的二阶效应(P-Δ效应)的影响将增大。现通过3种不同程序软件对真型试验塔进行内力计算,同时与试验数据进行对比分析,研究二阶效应对铁塔受力的影响,以期给工程设计提供一些有益参考。     

计算机在冲压领域的应用

板料冲压成形，是一个同时包括几何非线性、材料非线性、边界非线性等问题的非常复杂的力学过程。由于其高度非线性，传统的基于塑性理论的解析方法很难对整个冲压变形过程给出准确的解答。因而，尽管冲压成形技术已有久远的历史，但在其发展的绝大部分阶段，一直停留干“经验”和“反复试错”的水平，不但手工工作量大，产品开发周期长，制造成本高，而且质量稳定性差。     

机械系统动力刚化机理分析

采用计及变形约束的非线性运动学分析方法及传统分析方法建立简单柔性机械臂线性化的动力学方程。笔者认为：运动的柔性机械构件春变形运动的耦合产生动力刚化，传统分析方法失去了刚体运动与弹性振耦合的动力刚化项；如果在建立运动学方程时，计及运动学的非线性项，至少要计及振动坐标的二阶小量，将非线性保留到适当阶段，再线性化，熊猫是到一致化性化的动力学方程，这种方法适合于机械系统件的小变形问题，对动力刚化的研究实际     

几何非线性效应对接管高应变区力学特性的影响

通过运用三维大应变弹塑性有限元程序计算了接管高应变区应力集中系数及鼓胀变形,分析了几何非线性对接管高效应变区力学特性的影响,同时对一台相同尺寸的实物容器进行实验验证,结果表明,接管高应变区的几何非线性效应十分明显,它较好地反映该区域的受力特性和变形情况。     

无气轮胎几何非线性的有限元分析

为了获得无气轮胎在静态固定载荷下的材料与变形特性,利用有限元几何非线性理论对其进行了非线性大变形接触分析.建立了无气轮胎与硬路面的三维有限元模型,在模型中考虑了轮胎的几何非线性、材料非线性及轮胎接触非线性,计算了无气轮胎在径向位移下的变形情况、应力分布和接地压力、径向刚度等.分析结果可作为无气轮胎的设计及优化依据.     

考虑几何非线性的结构形状优化灵敏度分析

基于非线性增量有限元理论,给出了全拉格朗日描述下的空间结构优化设计有限元刚度表达式,导出了考虑几何非线性项的结构形状优化位移灵敏度和应力灵敏度的计算公式,并通过数值算例验证了公式的正确性和有效性,同时表明灵敏度分析中,考虑几何非线性项将显著提高优化设计的效率和精度。     

基于Ansys的非线性动力稳定性分析方法研究

结构动力稳定性研究是工程力学领域的热门课题,其基本理论和分析方法尚不完善。因此,改进现有的动力稳定性分析方法——动态特征值法,提出基于Ansys平台的非线性动力稳定性分析方法。以一简谐载荷作用下的箱型截面长柱为研究对象,研究激励频率、动载荷幅值、阻尼比及初始弯曲对动态特征值的影响。研究表明,激励频率增大或动载荷幅值增大都会引起动态特征值的最大值增大、最小值减小,即越不利于结构的动力稳定;结构阻尼比增大,则引起动态特征值的最大值减小、最小值增大,即动态特征值变化更平稳,较高的阻尼有利于结构的动力稳定;柱初始弯曲增大,动态特征值的最小值略有增大,在一定范围内初始弯曲对动力稳定性的影响不一定是不利的。     

液压伺服系统的非线性控制

分析了影响液压伺服系统性能的非线性因素利用线性系统理论控制液压伺服系统所存在的问题，提出了液压伺服系统的非线性控制方法。     

考虑几何非线性的结构形状优化灵敏度分析

基于非线性增量有限元理论,给出了全拉格朗日描述下的空间结构优化设计有限元刚度表达式,导出了考虑几何非线性项的结构形状优化位移灵敏度和应力灵敏度的计算公式,并通过数值算例验证了公式的正确性和有效性,同时表明灵敏度分析中,考虑几何非线性项将显著提高优化设计的效率和精度.     

复合材料薄壁圆柱壳热振动特性分析

采用有限元软件ANSYS参数设计语言（APDL）实现复合材料薄壁圆柱壳结构在线性分布温度场作用下的非线性热振动特性分析。计算不同约束条件、不同铺层方式和铺层层数的复合材料薄壁圆柱壳在线性温度场作用下的各阶固有频率，分析边界约束、铺层角度及铺层层数对结构热振动频率的影响。结果表明，温度效应、边界约束、铺层层数显著影响结构的固有频率，适当的铺层角度会改变结构的固有频率，不同的铺层方式对结构固有频率影响程度不同。这些结论将对复合材料结构设计、抗热设计有一定的指导作用。     

计及动力刚化项的柔性机械臂几何非线性模型

通过考虑动力刚化效应,建立了大范围、高速、轻质柔性机械臂的几何非线性模型。数值仿真结果揭示了某些传统动力学建模的缺陷和新模型的有效性。     

变截面悬臂层合板几何非线性分析

采用三维曲面退化等参板壳单元，考虑了横向剪切效应，对复合材料变截面悬臂层合板几何非线性进行了计算，分析了变截面对变形的影响，并与现有的试验结果进行了比较。