基于分子模型的支化聚合物流变性能模拟

通过布朗(Brown)动力学方法模拟了有限伸展非线性弹性(FENE)珠-簧链支化聚合物分子模型在稳态和瞬态剪切流场中的运动,得到分子构象信息,同时对支化聚合物分子力场进行计算分析,模拟支化聚合物流变性质,研究支链长度、弹簧模型参数和剪切速率等对该模型定常与非定常流变性质的影响。结果表明,珠簧链模型能够较好地描述支化聚合物分子结构,随支链长度的增加,支化聚合物黏度升高,随剪切速率的升高,伴随有假塑性剪切变稀现象发生,并且弹簧拉伸常数不同,支化聚合物黏度稳态值也不同。     

基于Herschel-Bulkley流变模型的自密实混凝土流动的CFD模拟

为研究和预测自密实混凝土在模板中的流动性能,该文使用了一种基于Herschel-Bulkley流变模型的CFD(Computational Fluid Dynamics)模拟方法对自密实混凝土在自重作用下的浇筑过程进行二维和三维模拟并与实验室L型箱流动达到特定位置的流动时间和流动形态进行对比,分析结果表明:H-B模型用于自密实混凝土的流动模拟是可行的,与基于宾汉模型的二维模拟结果相比Herschel-Bulkley流变模型具有更高的准确度。该文最后对二维和三维模拟方法的特点和局限进行了讨论并提出建议。     

基于Plant Simulation的智能制造测试床仿真模型 设计与应用

为了验证智能制造测试床的整体布局设计和制造工艺在生产运营环境下的合理性,利用西门子Plant Simulation工厂仿真软件进行生产节拍和设备利用率分析。首先,建立了按订单生产运行的制造生产线二维仿真模型,根据生产要求对二维仿真模型进行输入参数设定,并根据二维仿真模型运行后得到的分析统计结果进行工艺布局、物流布局和制造策略的优化。然后,在二维仿真模型基础上,为了让仿真模型在建设阶段和运营阶段具有更直观的展示效果,基于原三维设计图,在三维仿真模型中替换或导入各对象的三维模型,并运用Simltalk语言编写精细的三维位置坐标和动作路径动画程序,对仿真模型进行三维效果优化。结果表明优化后的智能制造测试床三维仿真模型可以实现与实际生产一致的业务运行模式,它具有更形象、逼真的动态运行展示效果。仿真结果可指导智能制造测试床的建设与优化,且在测试床投入运营后,仿真模型还能够接受运营数据以对测试床进行持续迭代的优化。提出的仿真模型设计方法为实现智能制造测试床的“数字孪生”奠定了基础。     

一种基于体素的三维模型主成份分析方法及其在模型检索与匹配中的应用

提出一种新的基于体素化的三维模型旋转对齐方式计算及检索与匹配方法。为对本文提出的方法进行验证,实现相应的算法并在普林斯顿开放模型库上进行测试数据的生成,实验结果证明我们的方法得到更好的三维模型对齐、检索与匹配的效果。     

基于湍流弥散模型的批量薄壁孔件抛光数值模拟与分析

本文提供了一种针对薄壁孔类零件均匀批量抛光的研究思路,采用数值模拟方法分析夹具的几何参数以及入口流速的改变对抛光效果的影响.为了更好地模拟湍流场中颗粒的无序运动以及颗粒碰撞效果,本文提出一种基于线性同余法修正磨粒速度并结合Tanaka碰撞模型以及Nanbu算法计算粒子碰撞的湍流弥散模型.通过Minitab软件对仿真结果...     

饱和多孔介质中动力渗流耦合分析的Biot-Cosserat连续体模型与应变局部化有限元模拟

提出了适用于饱和多孔介质中应变局部化分析及动力渗流耦合分析的Biot-Cosserat连续体模型。基于饱和多孔介质动力渗流耦合分析的Biot理论,将固体骨架看作Cosserat连续体,并考虑旋转惯性,建立了饱和多孔介质动力渗流耦合分析的Biot-Cosserat连续体模型。基于Galerkin加权余量法,对所发展的模型推导了以固体骨架广义位移(包含旋转)及孔隙水压力为基本未知量的有限元公式。利用所发展的数值模型,对包含压力相关弹塑性固体骨架材料的饱和多孔介质进行了动力渗流耦合分析与应变局部化有限元模拟,结果表明,所发展的两相饱和多孔介质动力渗流耦合分析的Biot-Cosserat连续体模型能保持饱和两相介质应变局部化问题的适定性及模拟饱和多孔介质中由应变软化引起的应变局部化现象的有效性。     

基于内聚力模型的复合裂纹耦合扩展多尺度数值模拟研究与实验验证

在外载荷作用下,材料的破坏与失效问题是一个涵盖从微观到宏观、从时间到空间等多个尺度相互耦合与关联的系统性科学问题.本研究以α-Ti材料为例,首先运用微观观测实验手段分析了α-Ti的显微组织结构和相结构,采用蒙特卡洛方法对微结构(晶粒大小、形状及分布)进行随机抽样处理,确定了其微结构的分布规律.通过与实验测得的材料强度做对比分析,并结合图像处理的方法获得微结构的定量化信息,探明了微结构对材料宏细观性能的影响,为微观尺度的分子动力学模型提供了可靠的基础.然后建立了三组包含复合微观缺陷的α-Ti拉伸微观计算模型,分别获得了界面层粘结力与其上下表面的相对位移之间的定量关系(T-S曲线).由于T-S曲线中包含了与裂纹尖端演化相关的微观信息(如位错发射和运动、裂尖钝化、裂纹偏折、孔洞成核和长大、孪晶等),再将T-S曲线与曲线中关键转折点所对应的原子构型相结合,从原子尺度观察并解释了α-Ti材料中不同复合微观缺陷扩展的现象、规律和机理.最后,采用基于原子模拟的内聚力模型对单调拉伸条件下CT试件的裂纹扩展做多尺度分析,研究了不同微观缺陷对材料宏观断裂参数的影响程度.     

基于参变量变分原理的三维Cosserat体模型弹塑性分析与应变局部化模拟

基于参变量变分原理,该文发展了三维Cosserat连续体模型弹塑性有限元分析的二次规划算法。由于Cosserat连续体模型的本构方程中存在材料内尺度参数,该模型可以解决经典连续介质理论在分析应变软化问题时病态的有限元网格依赖性问题。数值结果表明所发展的三维Cosserat连续介质弹塑性有限元模型可以有效的模拟应变局部化现象并且该算法具有很好的数值稳定性,同时获得的数值结果具有良好的非网格依赖性。