零膨胀材料设计与模拟验证

零膨胀材料对提高航空航天结构和电子设备等的热几何稳定性有重要意义。采用拓扑优化技术设计各相材料在单胞域的分布形式, 以获得零膨胀材料的微结构形式。给出了由二相实体材料和空心构成的各向同性零膨胀材料的设计方案, 讨论了初始设计依赖性问题, 分析了该依赖性的存在原因。采用有限元技术代替实际测试, 分析了所设计材料的试件在均匀温度变化下的变形, 验证了所设计材料的零膨胀(低膨胀) 性质, 说明通过拓扑优化技术设计材料的微结构是设计零膨胀材料的有效方法。     

水下管汇入水冲击数值模拟研究

基于ABAQUS软件,采用耦合欧拉-拉格朗日算法（CEL）对水下管汇入水工况中框架响应进行数值模拟。根据管汇框架入水受力特点,选取其局部结构（工字梁）建立入水数值模型,其中工字梁采用壳单元模拟,海水区域采用欧拉网格离散,为模拟管汇质量的影响,采用等效密度方式修正工字梁质量。模拟了工字梁入水过程,计算了关键部位速度和应力时间历程,给出了不同时间点的应力场,讨论了初始速度对最大Mises应力的影响,为管汇框架入水强度分析奠定了基础。     

基于位移约束方法的铺设管道应力数值计算

登陆段管道铺设时可采用从铺管船至岸边的底拖法铺设海底管道,管道的应力计算为安全施工提供重要保障。本文采用ABAQUS软件建立了该类铺管施工的数值模型,利用位移约束形式模拟了管道和辊轴、管道和海床的相互作用,避免了采用接触模拟相互作用而导致收敛问题,计算了管道的应力,为管道强度校核奠定基础。     

夹芯圆柱壳稳定性优化

研究了在轴压载荷作用下圆柱壳结构的失稳模态和结构承载效率,分析了空心圆柱壳厚度对失稳模态和承载效率的影响,以及圆柱壳填充轻质芯体对提高承载效率的作用;研究了圆柱壳结构的基于参数化建模、稳定性分析以及承载效率优化设计的一体化方法,并基于商用软件PATRAN的PCL语言予以实现。针对特定夹芯圆柱壳结构的稳定性分析和优化表明,空心薄壁圆柱壳结构在轴压载荷作用下容易失稳,结构承载效率低。适当增加壳体厚度,不但提高抗屈曲能力,而且也提高了结构承载效率。但厚度增加到一定限度后,进一步增加壳体厚度会提高结构的失稳荷载,但承载效率下降。利用泡沫状材料填充薄壁圆柱壳结构可以提高圆柱壳的结构抗屈曲承载能力和承载效率。通过优化壳体壁厚和芯体材料的相对密度,可有效地提高结构的承载能力和承载效率。     

基于Abaqus的卷管式铺管的卷管过程仿真

卷管式铺管作业中绝大部分的焊接工作在陆地上完成,铺管速度快.该铺管方式是深海和超深海管道铺设的重要形式之一.卷管式铺管过程中,管道卷入卷筒时对张力有一定要求:张力较小,管道难以卷入;张力较大,管道有可能受到损害.采用Abaqus模拟管道卷入卷筒的过程,并分析管道张力对卷管的影响.分析结果对卷管式铺管的卷管过程具有参考价值.     

导管架平台海上安装接口软件Sacs2Abaqus设计

介绍导管架平台海上安装接口软件Sacs2Abaqus的设计.Sacs2Abaqus软件能够将SACS的计算结果转化为Abaqus的后处理模型和结果.该软件能够实现导管架模型转化、导管架平台建造、装船、拖航、吊装和滑移下水等SACS模型和结果的处理.所完成的程序能够以动画云图等形式动态显示导管架安装施工的整个过程.这对于导管架设计中发现实际问题具有非常大的帮助.