铲刃板压力淬火过程的数值模拟与变形分析

利用弹塑性有限元法数值模拟的基本原理,研究了铲刃板在冷却过程中的数值模拟与变形。以对流换热边界条件为基础,对不同冷却模式下铲刃板进行三维建模,对冷却过程中的温度和变形量进行数值模拟,对得到的温度时间曲线和各方向上的变形量进行对比分析。结果表明在相同冷却条件下,脉冲式压力淬火可以有效控制工件各个方向上的变形,在厚度方向上的变形控制最为显著。此分析结果为该类工件的压力淬火工艺制定及淬火冷却设备的设计提供了理论基础。     

水性油墨热风干燥过程数值模拟分析

目的 探究不同烘箱温度和风速对水性油墨干燥过程的影响。方法 对水性油墨热风干燥过程进行数值模拟,分析不同温度和风速下的油墨干燥状态,设置烘箱在5个不同水平风速和温度下,使用同一种油墨和纸张进行烘干实验。然后从样本的耐摩擦度、动摩擦因数和静摩擦因数来检测油墨的干燥质量。结果 数值模拟结果表明了水性油墨干燥符合两阶段干燥原理,温度和风速会影响油墨内部水分流失和温度传递。对数值模拟结果进行了实验验证,在温度为60 ℃和风速为7 m/s时具有良好的干燥质量,过高或过低的风速和温度都会降低质量。结论 温度与风速会影响水性油墨的印刷质量,提升或降低温度和风速并不会提升干燥效果,为实际生产中干燥参数的设置提供了依据。     

矿用挖掘式装载机铲斗铲取散体煤岩随机载荷的模拟

 为了探究矿用挖掘式装载机铲斗铲取散体煤岩过程随机载荷的性质及其特征,通过合理的假设与简化,把铲斗的载荷看作是沿斗齿切向、法向和侧向三向阻力的合成,用威尔分布的随机过程结合确定型分析方法建立了铲斗的法向阻力模型,用双参数法建立了铲斗的侧向阻力模型,用联合分布随机信号法建立了铲斗的切向阻力模型.以国产某型矿用挖掘式装载机为例,利用Matlab模拟得到了铲斗铲取散体煤岩的随机载荷,并分析了其特征.研究表明,矿用挖掘式装载机铲斗铲取散体煤岩的载荷具有明显的随机性,波动很大,而且各向阻力达到最大值的位置不同：其工作臂正向工作时,法向阻力在铲取角为2.5628°时达到最大,为5.7×10⁶ N,侧向阻力规律不明显;当铲取角等于39.950°时,切向阻力的均值最大,为2.9×10⁶ N;法向阻力最大值是切向阻力最大值的2倍;而铲取载荷在铲取角为22.628°时最大,为5.8×10⁶ N.所做的研究为矿用挖掘式装载机工作载荷的确定提供了一种方法,为其工况分析提供了参考.     

可变杆系结构展开过程的数值模拟

可变结构的应用范围很广,如建筑和航空领域中的折叠帐篷、可展天线等。采用了以自然坐标描述的多体系统动力学的有限元方法,根据基于刚体假设的最小应变能原理与拉格朗日乘子法给出了多体系统运动学基本方程的建立方法,并结合Hamilton原理建立了约束多体系统动力学基本方程,并讨论了数值模拟的收敛准则。最后基于MATLAB软件平台编制了多体系统动力学的有限元分析程序,通过对平面双摆机构的数值模拟,表明需要考虑数值阻尼以保证数值稳定及精度。最后对一四连杆机构的运动过程进行了数值模拟,验证了该文方法适用于可变杆系结构展开过程分析的可行性。     

PC轧机轧制过程耦合数值模拟研究

开发了一种分析三维板带轧制过程轧件与轧辊的耦合变形的计算机模拟系统。它耦合了三维刚塑性有限元法,弹性有限元法和计算辊系变形的影响函数方法。采用该系统成功地对PC轧机(Paircrossedrollingmill)轧制过程进行了分析,得到了轧制压力横向分布,前后张力横向分布,金属横向流动,以及轧后板带的横向板厚分布,包括板凸度和边部减薄大量信息等。     

微孔发泡气泡非等温长大过程的数值模拟

针对微孔发泡气泡非等温长大过程,以PS/C02系统为例,考虑了温度对聚合物流变性质、亨利常数、扩散系数、表面张力的影响,基于细胞模型建立气泡非等温长大问题的数学模型,研究非等温条件下气泡长大情况的变化和不同工艺参数对气泡长大的影响.结果表明:冷却过程中亨利系数的增大和扩散系数的减小是导致气泡长大速度降低的主要因素;增加冷却速度是获得具有高密度、小尺寸泡孔形态微孔塑料的有效手段.这为微孔发泡气泡长大过程的控制提供了一定的理论依据.     

多柔体链系统动力学方程及动响应数值模拟

本文从虚功原理出发,在弹性小变形假设的前提下,采用模态坐标表示柔性体的弹性变形,推出了包括高阶非线性项在内的多体链系统动力学方程。以此为依据,编制了求解多体链系统动力响应的数值模拟程序,并对由二个柔性杆和由三个柔性杆组成的具有铰弹簧的系统在外驱动力矩作用下的动响应进行了数值模拟。文中分析和探讨了影响这类强非线性方程的数值解稳定性的问题,并提出了参数匹配的概念。     

薄壁深孔件拉深过程的数值模拟

利用上限元技术(UBET)模拟出薄壁深孔件在变薄拉深成形过程中,几种主要工艺参数对断裂的影响程度,由此得出防止断裂产生的措施.     

水下爆炸冲击波的数值模拟与试验研究

采用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件,对小当量TNT炸药在无限水域内爆炸进行数值模拟,并将数值计算结果与实验室内实测数据以及传统的经验公式计算结果进行对比。分析发现:用传统的经验公式计算小当量TNT炸药在水下爆炸时的爆炸冲击波压力峰值,与实测值相比存在较大误差;运用有限元显式动力分析方法计算得到的水下爆炸冲击波压力峰值与实测值相吻合,并且水下爆炸冲击波波形相近。对数值计算值进行拟合得到水下爆炸冲击波压力峰值的计算公式,可以对同等条件下的水下爆炸试验进行估算。     

充型过程的数值模拟技术

铸造充型过程的数值模拟技术是铸造领域的前沿技术.采用这些技术进行充型过程的数值模拟可以帮助人们更清楚地了解充型过程中金属液流动的自由表面和速度分布.介绍了充型过程数值模拟的发展过程、数学模型,探讨了充型过程的计算方法以及自由表面的处理,并指出了当前研究中存在的问题.     

爆室内爆炸流场演化与壳体动力响应研究

针对内爆炸载荷的特点,采用等效单自由度法与薄膜理论分别得出了等效静载动效系数的解析式与径向位移的动态表达式。将反射压力代入径向位移与动效系数表达式中,得到最大径向位移与等效静载的解析式。所得解析式计算值与实验和数值模拟结果符合较好。运用三维有限元编码与现场实测的方法对爆室内冲击波流场的演化及壳体动力响应规律进行了研究。结果表明：1.内爆炸加载容器的动力响应主要取决于首次压力脉冲。2.壳体的最大应变由近爆点向远爆点方向逐渐降低。研究结果为相似工程设计设计提供了参考。     

电机传动机构动力学建模、仿真与实验验证

摘要：建立正确的电机动力学模型是分析系统稳定性和动态特性的基础。考虑到用电设备工作时的脉冲电流是发电机传动机构扭转振动的主要激励源,利用集中参数法建立了某型交流发电机的动力学模型,并在MATLAB环境下对其进行动态仿真分析,得到脉冲电流作用下弹性轴冲击扭转振动的力矩曲线与扭转角曲线。通过对仿真结果的对比分析,发现适当增大弹性轴的轴径,可以有效缓解弹性轴扭转力矩的振动峰值,并提高系统的频率裕度。最后,通过动态测试实验,验证了电机动力学模型与仿真结果的有效性。     

单自由度刨煤机动力学模型的建立与仿真研究

根据刨煤机运行的工况,考虑煤给予刨头的刨削阻力为随机变化的量,建立了刨煤机单自由度非线性随机动力学模型,同时考虑了刨链预紧力、多边形效应因素的影响.并以某参数为实例利用MATLAB/Simulink进行数值求解和仿真,得到了各因素影响下刨头速度和刨链张力的变化.研究结果表明随机刨削阻力和刨链预紧力对刨头速度和刨链张力变化影响较明显,链轮多边形效应则影响较小.本研究为分析刨煤机运行和刨链可靠性提供依据.     

低速冲击下RC梁的动态响应和破坏机理研究

考虑材料非线性和应变率相关性等因素的影响,运用LS_DYNA非线性有限元软件对RC梁横向低速冲击试验进行了数值模拟,从动态损伤扩展、冲击能量转化等方面研究了RC梁的冲击响应过程和破坏机理。结果表明：RC梁的冲击响应过程可分为局部响应、整体响应和回弹变形三个阶段;RC梁的损伤主要发生在局部响应阶段,梁体变形主要发生在整体响应阶段;局部响应阶段的冲击力完全由梁体惯性力平衡,整体响应阶段的变形模式和截面弯矩分布与刚塑性模型基本相同;受拉钢筋变形耗能是RC梁最主要的冲击耗能机制。     

埋地钢质输气管道动态挖掘响应的试验研究及模拟分析

研究在已有工作的基础上,对钢质输气管道在多种挖掘工况下的动态响应展开较全面地分析。将不同工况(驱动力油缸、挖掘高度、挖掘角度、挖掘齿数等)组合设计并实施了21组动静态试验。建立挖掘机-管道-土壤的ADAMS多体动力学模型,根据油缸压力及位移测试数据,实现STEP函数和脚本(Script)仿真控制,还原典型测试工况并获得动静态挖掘载荷,并由此判断挖掘动载系数。最后,根据模拟提取的动静态载荷,运用ANSYS/LS-DYNA得到管道测点的动静态应变,且与测试结果吻合较好。结合试验及模拟手段对多种挖掘工况下的斗尖动载系数进行了定量识别,研究成果对制定复杂环境下埋地输气管网挖掘破坏防控措施具有一定参考价值。     

亚声/声速射流式调制气流声源气动模拟研究

考察了不同湍流模型及近壁面处理对调制射流下游边界层分离区域的预测精度,对比不同网格结构和密度的流场数值解,获得了较为理想的网格无关稳态模拟结果。在此基础上,数值模拟获取了不同气室工作压力条件下气流声源性能参数,分析了正弦调制频率为100Hz瞬态流场对应的脉动声源形成过程。该计算模型便于大功率气流声源的工程设计、性能预测和加深对换能机理的理解,同时也为探索新的声源性能提升途径和预测声源辐射声场提供了基础。     

岩石强度对爆炸破坏影响的数值模拟

利用非线性动力有限元分析软件LS-DYNA,模拟了55.9 kg球形TNT药包在花岗岩和白云岩中爆炸时的破坏情况.仿真结果表明:强度对于自由面附近岩石破坏特征有明显影响,强度较大的花岗岩自由面附近反射拉伸波容易引起脆性断裂;强度较小的白云岩对应力波衰减较快,自由面附近不易发生破坏.数值模拟再现了爆炸应力波传播和岩石破坏过程,对爆破工程有一定的借鉴意义.     

牛津型斯特林制冷机动态模拟及实验验证

建立了模拟单级牛津型特林制冷机的动态特性的数学模型，该模型考虑了压差损失，传热损失等许多实际因素的影响，运用数值方法对其控制方法进行了求解，计算结果非常接近实验结果。     

基于纤维模型的钢筋混凝土柱应变率效应研究

该文基于钢筋混凝土柱构件的快速加载试验数据,分别采用CEB规范和Kulkarni和Shah建议的考虑应变率效应的混凝土动力本构关系,运用纤维模型建立了其动力纤维单元模型,并对单调快速加载下的构件的恢复力特性进行了数值模拟。与试验结果的比较表明所采用的两种动力本构模型均能够反映钢筋混凝土柱承载力随加载速率的提高而提高的特...