Analytical model of elastic modulus and coefficient of thermal expansion for 2.5D C/SiC composite

To make better use of 2.5D C/SiC composites in industry, it is necessary to understand the mechanical properties. A finite element model of 2.5D composites is established, by considering the fiber undulation and the porosity in 2.5D C/SiC composites. The fiber direction of warp is defined by cosine function to simulate the undulation of warp, and based on uniform strain assumption, analytical model of the elastic modulus and coefficient of thermal expansion (CTE) for 2.5D C/SiC composites were established by using dualscale model. The result is found to correlate reasonably well with the predicted results and experimental results. The parametric study also demonstrates the effects of the fiber volume fraction, distance of warp yarn, and porosity in micro-scale on the mechanical properties and the coefficients of thermal expansion.     

2.5维C/SiC复合材料经向拉伸性能

将微观尺度的强度预测模型与单胞尺度有限元模型相结合, 建立了2.5维C/SiC复合材料的双尺度强度预测模型。该模型首先计算微观尺度的应力-应变曲线以及最终失效时的力学性能, 然后将其带入单胞模型, 对不同边界条件下单胞模型的弹性模量进行折减, 统计单胞模型的平均应力与应变, 最后得到单胞尺度的应力-应变关系和最终失效时的力学性能。通过2.5维C/SiC复合材料常温和高温条件下的经向单轴拉伸试验, 得到了2.5维C/SiC复合材料经向拉伸过程的应力-应变曲线以及最终失效时的力学性能。结果表明, 理论分析结果与实验值基本一致, 验证了该方法的有效性。     

隐式极限状态方程可靠性灵敏度四阶矩估算

将四阶矩方法与响应面方法相结合,提出一种适用于隐式极限状态方程的可靠性灵敏度四阶矩估算方法。该方法将可靠性灵敏度计算方法与有限元方法相结合,可以准确、快速地计算具有任意分布设计变量的复杂模型可靠性灵敏度,为复杂结构可靠性灵敏度计算提供了一种新思路。对曲柄滑块机构和压力容器管接头两个不同类型的数值算例进行了可靠性灵敏度计算,并采用Monte Carlo方法对计算结果进行了验证。结果表明,两种方法计算得到的可靠性差异很小,且四阶矩估算方法的计算效率远高于Monte Carlo方法的计算效率。     

利用Moldflow及ANSYS对鼠标下盖注塑模具的优化设计

随着塑料制品的广泛应用,对塑料模具设计和制造的要求也越来越高.以鼠标下盖为研究对象,应用Pro/Engineer软件设计成三堆立体图,然后借助于软件Moldflow强大的分析和动态仿真功能,对其浇口位置、熔接痕和排气系统进行了优化分析,再用ANSYS软件对B板进行有限元分析.最终得到不同板厚时的变形,从中得到了最佳浇口位置和模具的相关佶构.模具设计从二维发展为三维,实现了可视化设计,不但可以立体、直观地再现尚未加工出的横具体,而且真正实现了CAD/CAM/CAE一体化,是提高模具产品的设计质量、缩短模具的设计与制造周期的重要途径,也是提高塑料制品的质量及性能的重要途径.     

基于ANSYS的压力容器多变量优化设计

在传统的压力容器设计中,一般使用相关的计算公式进行设计,准确性不高,安全系数过大,经济性较差。产品验证依赖于对实物样品的测试,使产品开发周期长,成本高。将压力容器的初步设计、三维软件参数化建模与有限元分析相结合,给出在UG环境下,进行优化设计的方法与过程,并给出了煤气压力容器优化应用实例。