基于COMSOL Multiphysics数学模块的固体弹塑性力学分析

COMSOL Multiphysics有限元模拟软件中的数学模块即"PDE"模式,直接基于数学方程对实际问题进行求解.根据实际问题建立数学模型并在数学模块中输入对应的数学方程,软件通过内置的算法直接对方程进行数值计算.将弹塑性问题的增量描述改变成等效的瞬态方程组,在数学模块中通过系数型和弱形式两种方法实现对等效瞬态方程组的输入.作为算例,对一个中心开孔矩形板的加载-卸载-再加载过程进行数值模拟,分别通过数学模块和固体力学模块进行求解,并对二者求解结果进行了对比分析.     

土坝渗流问题的PG有限元数值解法

将PG（Petrov-Galerkin)有限元方法用于求解饱和渗流问题,导出了数值表达式,并且对实际问题进行了模拟计算,计算表明,采用该方法计算结果精确,是收敛和稳定的,可以用于饱和渗流问题的求解。     

节理裂隙岩体渗流与应力耦合分析

在总结已有的饱和非饱和渗流模型的基础上,把裂隙岩体看作是离散网络模型,分析研究了含节理裂隙岩体的非饱和渗流特性,建立了裂隙网络饱和非饱和渗流模型,并推导了控制方程.对节理裂隙岩体中外力对裂隙渗流的影响进行了分析研究,提出了渗流场-应力场耦合的分析模型,推导出三维应力与裂隙水压力共同作用下一组平行裂隙组的渗流应力耦合关系式.     

大岩淌滑坡非饱和渗流情况下的稳定分析

对大岩淌滑坡暴雨期的非饱和渗流场进行了计算 ,同时考虑了排水的作用 ,并应用弹粘塑性有限单元法对滑坡体在非饱和渗流场作用下的稳定性进行了分析评价 .结果表明 ,有效地降低滑坡体中的地下水位 ,可以明显地提高其整体稳定性 .     

节理裂隙岩体渗流与应力耦合分析

在总结已有的饱和非饱和渗流模型的基础上，把裂隙岩体看作是离散网络模型，分析研究了含节理裂隙岩体的非饱和渗流特性，建立了裂隙网络饱和非饱和渗流模型，并推导了控制方程．对节理裂隙岩体中外力对裂隙渗流的影响进行了分析研究，提出了渗流场—应力场耦合的分析模型，推导出三维应力与裂隙水压力共同作用下一组平行裂隙组的渗流应力耦合关系式。     

非饱和土渗流变形耦合的数值分析

基于一维非饱和土的渗流-变形控制方程,采用Flex PDE（Partial differential equation）软件对该耦合方程组进行求解分析。该方法突破了解析法对非饱和土导水系数函数的特殊限定,适用于任意的土-水特征曲线表达式;还可考虑到饱和时的渗透系数以及孔隙率是变量。与解析解相比,该数值解表现较高的精度,具有解决非饱和土耦合问题的可行性。计算分析表明,非饱和土渗流-变形耦合作用对暂态孔隙水压力分布产生重要的影响,在降雨入渗过程中需考虑土体渗流-变形耦合的影响。降雨初期,位移随着时间明显增大,地表出现下沉,考虑耦合效应的孔隙水压力慢于非耦合情况,原因是H值为正的。随着降雨持续时间的增大,地表下沉的速度减缓,到最后变形开始稳定。位移的变化快慢与孔隙水压力变化规律相同。地表沉降量还与初始孔隙水压力分布以及H值密切相关。饱和时的渗透系数以及孔隙率对非饱和土降雨入渗以及稳态流的分布产生影响,但对其地表变形产生的影响微弱。     

有自由面渗流分析的虚节点法

为克服现有固定网格法解决有自由面渗流问题存在的不足，提出了能精确描述跨越自由面单元渗透矩阵的虚节点法，该方法根据自由面将跨越自由面的单元划分若干区域，单元渗透矩阵由分区积分得到，通过调整单元渗透矩阵将溢出面的边界约束限制在单元内部，无需对初始网格信息作任何修改。数值算例表明该方法是简单有效的。     

林东水库大坝渗流分析

根据渗流观测资料分析和有限单元法反演计算 ,分析了林东水库长期出现的坝脚渗水及坝坡渗漏的原因 ,建议对坝基与坝体进行防渗处理     

基于非饱和渗流理论的土石坝渗流分析

针对考虑土壤非饱和区且设有排渗系统对水库渗流影响研究不足的问题,结合工程实际,采用非饱和渗流分析方法,对设有集水廊道的土石坝渗流进行研究。结果表明:土壤非饱和区的存在导致大坝单宽流量增大,浸润线抬升;考虑非饱和渗流的影响研究渗流问题更符合工程实际情况,弥补了饱和渗流研究存在的不足,丰富了已有的渗流研究成果;此外,采用设置集水廊道的排水措施能够有效地降低坝内和下游河床浸润线,减少下游浸没区范围,有利于大坝整体抗滑稳定和后期安全运行。     

饱和——非饱和三维瞬态渗流的高斯点有限元分析

本文提出了堤坝三维饱和——非饱和瞬态渗流有限元分析的一种新方法——高斯点法。本法是根据饱和——非饱和渗流规律建立的数学模型,将堤坝内饱和——非饱和区耦合在一起,构成整体的分析膜型,然后利用数值积分时高斯点处压力选取计算参数来进行单元刚度矩阵的计算,从而解决了单元内存在的非饱和渗透参数不同的问题。也解决了由于饱和区边界条件突变引起的计算不稳定问题。该法计算量小,迭代格式简单,算例表明了该法的有效性。     

饱和非饱和非稳定渗流有限元加速技术

对饱和非饱和渗流有限元分析方法加以改进 ,提出了加速迭代收敛技术的新方法 ,提高了迭代收敛速度 .给出的算例说明了理论的正确性 .     

基于ANSYS的减速机齿轮有限元分析

采用有限元法研究齿轮轮齿在受到不同载荷的情况下,其齿根弯曲应力和应变的变化情况。结果表明,在静载荷的作用下,齿轮齿根处的最大弯曲应力和最大应变都在许可的范围之内;而当齿轮受到冲击,在动载荷作用下,齿根处的应力大于齿轮材料的屈服极限。结合对断齿形貌的分析,可推断出轮齿的断裂是在出现疲劳裂纹后受冲击载荷作用而产生的过载断裂。     

基于Workbench液压挖掘机动臂的有限元分析

针对YC230型液压挖掘机的动臂位于最低位置的最深挖掘工况,运用Workbench有限元方法进行静力分析,在利用理论公式对其进行载荷计算基础上通过网格划分、边界条件确定、数据分析等,得到动臂的应力云图及应变图,为动臂的强度设计提供了参考数据.     

利用有限元技术获得弹簧参数

针对气门弹簧动力学参数的获取方法展开讨论.在构建气门机构虚拟样机的过程中,气门弹簧采用“多质量 非线性连接”的动力学模型,基于MSC.Nastran和MSC.MARC平台对气门弹簧的模态进行模拟,并分别对各个簧圈的刚度特性进行模拟.通过与整体弹簧模型和物理实验的对比,以及通过气门机构动态实验和仿真分析的对比,证实了本文参数获得方法的可靠性.依据得到的弹簧参数建立了气门机构虚拟样机,并对气门弹簧的动态特性进行了仿真分析.实验证明,本文提供的方法为气门弹簧模型提供一个几乎完全数字化的分析方法.     

基于ANSYS的缸筒扩径机有限元分析

采用ANSYS有限元分析软件,对扩径机的整体框架及主要受力部件进行应力和变形分析,通过分析计算,确定扩径机的最大应力及最大变形区域和数值,缩短设计周期,降低设计成本,并为扩径机的优化提供依据。     

基于ANSYS Workbench的塔机吊臂有限元分析

基于ANSYS Workbench模块对某塔式起重机吊臂建立有限元模型,通过静态和线性屈曲分析塔机吊臂在近端重载和远端轻载的极限荷载不同工况下的应力变形以及稳定性的状况。结果表明:吊臂起重臂节上下主弦杆之间的腹杆强度有所冗余,可适当调节腹杆的壁厚以使材料得到更充分的利用,受压主弦杆可选用更大直径的管子或用焊接工字钢代替,吊臂刚度和稳定性良好,可为塔机设计和工程施工以及进一步结构优化提供理论依据。     

Finite element analysis of mechanical structures based on fuzzy extend principle

0　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｕｓｅｄｆｏｒＣＡＤｏｆｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓａｒｅａｄｖａｎｃｅｄｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｅｎｇｉｎｅｅｒ ｉｎｇｄｅｓｉｇｎ .Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｉｓｕｓｕａｌｌｙｂａｓｅｄｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒａｌａｎａｌｙｓｉｓ ,ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ ,ｅｘａｃｔａｎａｌｙｔｉｃａｌｒｅｓｕｌｔｓｈａｖｅｇｒｅａｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｔｏｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｓｔｒｕ…     

基于ANSYS的变速器齿轮有限元静力学分析

用有限元分析方法对变速器齿轮的静力学特性进行理论计算和研究。建立各齿轮的有限元模型,应用有限元分析软件ANSYS对模型进行分析计算,得出各齿轮的应力和应变,并对计算结果进行静态分析。