冲击载荷下TC18钛合金力学性能模拟研究

TC18钛合金在退火状态下的屈服强度非常高,进行动态力学性能测试存在一定困难,可优先考虑采用数值模拟方法对其动态力学性能进行研究,而数值模拟结果的精确性主要取决于合金本构方程的精确性。为了减少数值模拟与实验结果之间的差异,在Johnson-Cook模型的基础上做了调整,利用ABAQUS软件的子程序接口自定义了材料本构子程序UMAT,以代码的形式来扩展ABAQUS程序的功能。通过与ABAQUS/Standard软件分析结果以及实验结果的对比,验证了自定义材料本构子程序UMAT计算结果的精确性与可靠性。该研究可为TC18钛合金的结构设计提供参考。     

三角平衡轮廓轮胎滚动阻力的仿真研究

三角平衡轮廓轮胎是一种新型的轮胎结构,以低扁平率的传统轮廓轮胎255/30R22为基础,在其胎肩处和胎侧处增加高强度的支撑块来提高轮胎的性能。支撑块起到支撑胎面的作用,提高了胎侧的刚度。本文以滚动阻力计算公式和材料内耗机理为基础,用ABAQUS软件分别模拟2种轮胎的滚动阻力来验证三角平衡轮廓轮胎是否具有较低的滚动阻力。首先建立三角平衡轮廓轮胎和255/30R22轮胎的三维模型,施加相同载荷,对其进行以60km/h滚动工况的力学分析,算出单元积分点的生热率,提取每个单元的体积,最后计算每一种胶料的滚动阻力及轮胎总滚动阻力。通过两者的对比,三角平衡轮廓轮胎的滚动阻力仅18.7N,低于255/30R22轮胎滚动阻力的二分之一。     

三维应力空间下改进状态变量的上下负荷面模型及其数值实现

为准确描述结构性土、超固结土的复杂弹塑性力学行为,对上下负荷面模型中的超固结状态变量R与结构性状态变量R*的演化规律进行改进,运用Sheng建议的破坏准则把模型的应用范围拓宽到三维应力空间,建立了三维应力空间下改进状态变量的上下负荷面模型。详细介绍了该模型隐式应力更新算法的数值实现过程,编制了对应的接口子程序,实现了对有限元软件的二次开发,并通过一系列数值模拟验证了模型的合理性、程序的精度与稳定性。最后应用本文模型模拟Boom黏土和Fujinomori黏土并与试验数据对比,结果表明,模型能够准确描述结构性土、超固结土的力学特征。     

拉压异性纤维增强树脂基复合材料弹塑性问题的有限元分析

为了对复杂的非线性问题进行便捷求解,首先提出了考虑拉压异性的纤维增强树脂基复合材料统一非线性本构模型;然后,在此基础上进一步导出了本构模型的三维表现形式,以适用于非线性有限元分析工具的开发;随后,利用有限元软件ABAQUS提供的用户自定义子程序UMAT,自编了在二维和三维情况下的弹塑性应力分析程序;最后,应用程序对复合材料单向板和复合材料斜交板在偏轴拉伸/压缩下应力-应变曲线的预测与测试结果进行了比较,探讨了复合材料悬臂梁的弹塑性问题,并分析和比较了有无考虑拉压异性情况下应力分布和挠度响应的差异。结果表明:运用所提出的本构模型对考虑拉压不对称问题的弹塑性变形分析十分有效,这一本构模型有望成为实用数值分析工具,进而指导工程实践。     

基于零厚度黏聚力单元的水力压裂裂隙空间分布影响分析

作为页岩气开采关键技术，水力压裂在目标岩层产生大量裂隙，构成页岩气有效运输通道。因此，研究裂隙的空间分布和影响因素具有重要意义。采用连续-非连续方法，通过ins-coh程序在ABAQUS有限元模型全域内批量嵌入零厚度黏聚力单元，得到计算模型。考虑到水力压裂中的流固耦合，编写用户子程序确定孔隙压力初始场分布，并给出压裂阶段压裂液的流动准则和流固耦合方程。随着压裂液的注入，黏聚力单元发生破坏，连贯的张开区域形成页岩气运输通道。在验证该方法可行性基础上，结合西南某地区页岩气储层典型地质条件，进行三维水力压裂数值模拟。模拟结果显示:该方法能够合理模拟高水压下压裂液在岩体中流动，岩体裂隙面萌生、扩展、贯通的完整破坏过程。最后，通过设计多组模型进行对比分析，探究注液速度、初始裂隙间距和长度对裂隙空间分布的影响，为实际工程的方案设计提供指导意见。     

橡胶类大变形材料有限元模拟及材料参数的确定

基于Marc平台通过编写U.ELASTOMER用户子程序将文献[2]中所提出的应变能函数导入有限元程序中,对橡胶楔体与刚性缺口的接触问题进行了有限元分析和模拟。结果表明,橡胶楔体与刚性缺口的接触问题,不包含收缩区和扩张区,楔体尖端压入缺口的部分均匀散开,变形区为一均匀区,有限元分析所得到的结果与理论解析解拟合得较好,进一步证明了理论解析解的正确性。     

Numerical investigation on the creep damage induced by void growth in heat affected zone of weldments

In structural welded joints after long-term service at high temperature, fracture occurs mainly in the fine-grained heat affected zone (HAZ). Recently, the nucleation and growth of creep voids in the fine-grained HAZ of weldments, recognized as Type IV fracture, have become an important problem for low alloy ferritic heat resisting steels. In this paper, a new constitutive model was introduced to analyze the creep damage development in HAZ induced by void growth. This model is based on the equations of continuum damage mechanics (CDM) and combines a micromechanism-based method to account for the void growth process, which is different from the previous studies of creep damage. By coding a user-defined material subroutine (UMAT) in the FEA software ABAQUS, the proposed model was used to investigate the creep damage development in HAZ of a multi-material cross-weld specimen and a medium bore welded branched pipe where four different material properties: base material, coarse-grained HAZ, fine-grained HAZ, and weld material, were taken into account.     

ABAQUS子程序UAMP的应用

对使用ABAQUS对模型当中的某部分施加某个非线性力的情况进行了分析[1];如果这个非线性力是时间、速度或者位移等量的函数时,使用ABAQUS中力的幅值添加很难实现,此时ABAQUS的用户子程序UAMP或者DLOAD就可以很容易的实现上述功能;阐述了UAMP的功能,对UAMP的应用进行了研究,达到了灵活解决该类问题的目的。     

MSP430系列C语言环境下的软件设计实用技巧

介绍MSP4 30系列Flash型单片机内部的Flash控制器的结构 ,以MSP4 30F14 9为例介绍如何在C编译环境下对Flash存储器进行在线擦除和编程操作 ,并且就实际现场的基于裸机的首次参数保存提出了实用建议 ,给出了数组结构参数保存的实际C语言例程     

Influence of crystallographic orientation on growth behavior of spherical voids

The influence of crystallographic orientation on the void growth in FCC crystals was numerically simulated with 3D crystal plasticity finite element by using a 3D unit cell including a spherical void, and the rate-dependent crystal plasticity theory was implemented as a user material subroutine. The results of the simulations show that crystallographic orientation has significant influence on the growth behavior of the void. Different active slip systems of the regions around the void cause the discontinuity in lattice rotation around the void, and the corner-like region is formed. In the case of the void located at grain boundary, large heterogeneous deformation occurs between the two grains, and the equivalent plastic deformation along grain boundary near the void in the case of θ=45^o （θ is the angle between grain boundary direction and X-axis） is larger than the others. Large difference of orientation factor of the two grains leads to large equivalent plastic deformation along grain boundary, and the unit cell is more likely to fail by intergranular fracture.