Three-dimensional finite element analysis of critical pre-twist strain angle for torsional axis

A three-dimensional elasto-plastic finite element analysis of pre-twist process for a torsional axis made of 45GrNiMoVA steel, was carried out using a commercial finite element analysis code, MSC MARC 2001. The results show that the critical pre-twist strain angle is 0. 027 rad and the maximum elastic shear stress after pre-twist is 1 694 MPa for the torsional axis.     

GA735-190型剑杆织机主轴系统的有限元建模及其动力学分析

建立了GA735-190型剑杆织机主轴系统的力学模型;由Combi214单元模拟轴承支撑,在ANSYS平台上对该主轴系统进行有限元建模;考虑陀螺效应,在多载荷步作用下对其进行模态分析,计算出了前5阶复模态,绘制了该主轴系统的campbell图及轴心轨迹图,并计算了300～2000 r/min范围内的临界转速,为该型织机主轴系统的动力学分析及速度控制提供了参考.     

有限元与组合条元在空间轴对称问题中的联合应用研究

组合条元法在平面应力,平面应变及弹性薄板问题中已有成功的应用,在此基础上,对有限元与组合条件应用于空间轴对称问题进行了研究,首先探索了组合条件的修政函数,推导了组合条元在空间轴对轴问题中的相关公式,然后提出了改进的波前法,大大提高了计算效率,最后通过例验证了本文分析方法的正确性和有效性。     

结构钢焊接残余应力三维有限元分析

对结构钢板对接焊接及腹板与翼缘角焊缝连接的工字型截面梁进行三维有限元模拟,分析了焊接温度场、残余应力分布及残余变形。有限元计算结果与试验结果比较吻合,证实了计算模型的有效性。计算结果表明:焊接热影响区存在较大的三向残余应力,且纵向残余应力大于横向残余应力,对结构局部受力将产生较大影响,但由于焊接残余应力是自平衡的,故焊接残余应力的存在对钢材宏观受力影响不大。     

Three-dimensional finite element analysis on effects of tunnel construction on nearby pile foundation

A three-dimensional finite element simulation was carried out to investigate the effects of tunnel construction on nearby pile foundation. The displacement controlled model (DCM) was used to simulate the tunneling-induced volume loss effects. The numerical model was verified based on the results of a centrifuge test and a set of parametric studies was implemented based on this model. There is good agreement between the trend of the results of the centrifuge test and the present model. The results of parametric studies show that the tunnelling-induced pile internal force and deformation depend mainly on the pile-tunnel distance, the pile length to tunnel depth ratio and the volume loss. Two different zones are separated by a 45° line projected from the tunnel springline. Within the zone of influence, the pile is subjected to tensile force and large settlement; whereas outside the zone of influence, dragload and small settlement are induced. It is also established that the impact of tunnelling on a pile group is substantially smaller as compared with a single pile in the same location with the rear pile in a group, demonstrating a positive pile group effect.     

颅脑撞击损伤的三维有限元模型

通过一系列有效的简化和假设,建立颅脑的三维有限元模型,研究运动着的颅脑撞到静止物上时脑内响应,即颅脑减速损伤.得到了脑区的应力云图,清晰地反应出脑组织内的应力波传播和扩散过程,验证了当头部受到减速撞击时,损伤不仅仅发生在受撞击的局部,且会在应力波的传播方向发生更为严重、更为广泛的对冲性损伤.结果与已有文献及临床医学相符.     

基于三维有限元分析的压电阻抗模型及其应用

为了校核高频电阻抗分析的现有结构理论和验证,基于高频电阻抗信号的结构损伤监测方法的有效性,提出可应用结构健康监测的精确压电阻抗有限元模型.考虑压电片-黏结层-主体结构三者的耦合作用和黏结层的影响,通过三维有限元谐响应分析方法,利用通用有限元软件ANSYS,建立由压电片-黏结层-主体结构组成的耦合系统的三维有限元模型,并进行了数值模拟和相应的实际模型试验.计算及研究结果表明：采用三维精细压电有限元模型,可精确地预测到电导纳谱中的共振模态,得到的结果与实验结果吻合,且能有效地校核高频电阻抗分析的现有结构理论;采用压电阻抗法能够很好地识别结构局部的细小损伤,通过合理布置压电片可以识别结构损伤的位置.     

旋压带轮的非线性有限元分析

建立了旋压带轮的有限元非线性计算模型,结合旋压带轮的几种典型工况进行非线性接触分析,得到4种典型工作位置的整体应力分布、接触应力分布及整体变形,并对带轮进行了动态特性分析,将其对应的临界转速与工作转速进行比较分析.该工作对旋压带轮的非线性有限元分析的研究与开发具有一定的理论参考和实际应用价值.     

Three-dimensional finite element analysis on effects of tunnel construction on nearby pile foundation

A three-dimensional finite element simulation was carried out to investigate the effects of tunnel construction on nearby pile foundation.The displacement controlled model (DCM) was used to simulate the tunneling-induced volume loss effects.The numerical model was verified based on the results of a centrifuge test and a set of parametric studies was implemented based on this model.There is good agreement between the trend of the results of the centrifuge test and the present model.The results of parametric ...     

复杂地质条件下调压室三维有限元参数反分析

在地下洞室施工过程的3维有限元模拟过程中,数值计算结果受到地应力场及岩体力学参数的影响。在参数反演过程中,地应力场和岩体力学参数对洞室围岩应力变形的大小影响过程非常复杂,要同时反演这两方面参数比较困难,因此依托复杂地质条件下柳坪水电站调压室工程,采用3维非线性有限元分析,把地应力场岩体力学参数分两步进行反演,首先利用洞室围岩变形之间的规律对地应力场进行反分析,岩体力学参数选取参考范围的中值,在获得计算模型的地应力场数值及分布规律后,再对岩体力学参数进行反分析,反演得到岩体的力学参数,得出微新围岩、断层、弱风化带、强风化带变形模量分别为19、0.45、4.5、2.25 GPa,泊松比分别为0.21、0.35、0.25、0.30。反分析位移与监测位移对比表明,平均相对误差符合计算精度要求,可为类似工程的研究、分析提供参考。     

履带起重机臂架有限元分析方法

根据桁架钢结构的受力特点 ,采用变截面梁单元模拟起重机臂架整体结构 ,建立了一种有限元简便分析方法 ,对履带起重机臂架结构的受力状况和应力特性进行了系统地分析 ,确定了危险工况 .对危险工况在各载荷组合作用下臂架结构的应力分布进行了详细的有限元法分析 ,并对其强度进行了评定 .结果表明 ,有限元简便分析方法可以反映臂架的整体应力状态 ,而有限元详细分析则可更好地反映臂架受力的局部特性     

弹性力学平面问题的单元延拓有限元分析

本文在有限元分析过程中,构造了延拓单元,利用延拓单元内信息迫使单元内位移模式高次化。从而,在无需增加单元网格及结点数目的条件下,改善有限元分析精度。     

进行有限元分析时简支梁约束条件的确定

为使用三维单元对简支梁进行有限元分析,结合简支梁支座的约束特点,提出建立与梁截面中性层重合的基准平面,并用此基准平面与梁的两个端面生成的分割线作为约束对象,对固定铰链端的分割线施加固定约束,对活动铰链端的分割线施加梁端平面内的移动约束的方法,可实现有限元分析中对三维模型的约束功能与材料力学中简支梁的支座约束功能一致.通过与材料力学的计算结果比较可知,这种施加约束的方法,能够获得正确的有限元计算结果,从而为简支梁的有限元分析提供了重要参考.     

电厂烟道设计的弹塑性有限元分析

传统的弹性分析方法,不考虑钢材的塑性,材料的性能不能充分发挥.引入弹塑性理论,利用有限元程序对烟道结构进行了非线性分析,比较了线性分析与非线性分析的结果,并根据塑性区大小对整体结构的安全性作出评价.     

含裂纹结构模态分析的小波有限元法

针对常规有限元在描述裂纹尖端附近应力场方面的不足,提出了基于四边形奇异等参元的小波有限元新方法,该方法将小波有限元和断裂力学理论相结合,建立了含裂纹结构的小波有限元模型,推导了小波单元和裂纹单元的单元刚度矩阵,求解了该结构的前四阶固有频率及振型.将计算结果与ANSYS分析结果比较可知:采用小波单元的求解结果优于900个plane183单元,与1600个plane183单元求解结果吻合,相对误差不超过2%.这表明该方法可用较少单元获得较高计算精度,适宜工程奇异性问题的求解,具有一定的工程应用价值.     

基于ANSYS建模桥式起重机主梁有限元分析

采用ANSYS软件建立桥式起重机主梁结构模型,进行各种工况分析,充分考虑了能代表起重机主梁结构实际极限承载状况的多种载荷组合,对某桥式起重机主梁进行静力分析,得到桥式起重机主梁结构应以大小及分布状况,其结果为起重机主梁结构设计提供参考,还为桥式起重机承载能力可靠性的评估提供研究基础.     

钢筋混凝土双向剪扭构件有限元分析

为了推导箱形截面钢筋混凝土双向压弯剪扭构件承载力设计方法，应用非线性有限单元法，模拟试验构件的边界条件和技术参数，分析了箱形截面钢筋混凝土双向压弯剪扭构件在单调扭矩作用下的扭矩一位移曲线特性、受扭承载力等性能，结果表明：分析结果与试验结果吻合较好，对合理设计此类构件具有一定的参考价值．     

浙西南八都群的应变特征及有限应变分析

本文对浙西南都群的叠加褶皱，构造置换及韧性剪切的应变特征进行了详细的构造解析，反映了八都群在主变形期以构造推覆作用，挤压变形及韧性剪切作用为主要变形方式，进而进行了有限应变分析，八都群的有限应变特征与其所具有的构造样式基本一致，文章还对八都群早期构造运动方式进行了运动学分析。     

复杂结构有限元网格组合剖分技术

针对复杂结构的三维有限元结构离散问题 ,提出了一种组合剖分技术 .它将复杂结构拆分为规则和不规则结构 ,规则结构 ,用程序实现自动剖分 ;不规则结构用AutoCAD和图形接口程序实现半自动剖分 ;最后将各结构的网格组合拼装得到整个复杂结构的三维有限元网格 .同时 ,还给出了相关问题的基本算法和应用实例 .     

Three-dimensional finite element analysis of process-induced residual stress in resin transfer molding process

A three-dimensional finite element analysis of process-induced residual stress in resin transfer molding （RTM） process is presented. The finite element method （FEM） was employed to solve the coupled equations involved in the transient heat transfer and the cure kinetics of the resin, and the distributions of internal temperature and cure degree of the composite at any instant time were obtained. The self-consistent field micromechanics model was used to predict the cure-dependent mechanical properties of the composites. Thermal expansion and cure shrinkage were included in the analysis. The thermo-elastic mechanical governing equations were solved using the incremental stress-strain relationship based FEM and the residual stress development was predicted. The present results were validated by the comparisons with the pertinent literature. The numerical example of a half cylinder was presented. The results show that it is necessary to carry out the three-dimensional analysis due to the complex distributions of temperatures, cure degrees and process-induced stress for thick parts, which can be predicted at any point within composite structures in the present analysis.