脚踝-压力袜的三维接触压力有限元建模

为了模拟压力袜对不同围度脚踝所施加的确切压力分布,提出一种基于有限元软件构建的脚踝-压力袜仿真模型,模拟压力袜在穿着时对不同围度的人体脚踝施加的压力值。通过三维人体扫描获取脚踝初始形态尺寸,建立脚踝-压力袜几何模型。通过材料密度、弹性模量和泊松比建立Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级压力袜及脚踝的材料模型。运用有限元软件进行网格划分,建立医疗袜与腿部接触受力仿真模型。由仿真结果得到脚踝正前、后两点模拟压力值。结果表明：脚踝前部处所受压力值始终大于后部;穿着不同等级压力袜时,压力随压力袜等级的增加而增加;穿着相同等级压力袜时,脚踝所受的压力值随脚踝周长增长而增加,呈线性规律分布;经实测对比,实验验证所建立的有限元模型是合理且有效的。     

弹性压力服装数值模拟研究进展

从建模方法、材料力学特性、本构模型、边界条件的确定4个方面,对近几年弹性压力服装动态压力数值模拟研究进行归纳和评述。指出运用连续体几何建模方法并利用有限元思想解决服装与人体动态压力问题是未来的发展趋势,几何单元类型的选择、材料参数的准确表征,以及人体关节运动机制是现阶段该技术方向主要存在的问题。在解决以上问题的基础上,预期未来将进一步探究温度场、应力场、流场等多物理场耦合、多场景下的弹性服装动态压力数值模拟。     

男短袜袜口压力与位移的动态有限元研究

动态服装压是研究服装压力舒适性以及服装优化设计的关键.以男短袜袜口为研究对象,将动态压力分为2个部分,分别为随时间变化的压力以及人体在行走过程中的压力.其中随时间变化的压力设定了12 h的时长,通过测量不同时间段穿着短袜后的袜口压力,运用有限元软件进行模拟分析,探讨了袜口处压力及位移随时间的变化趋势.将人体的行走过程划...     

男短袜袜口压力的有限元研究

人体与服装之间的压力研究是服装优化设计的关键.通过三维人体扫描仪对人体内侧脚踝点水平向上6 cm处腿部形态进行扫描,并运用有限元模拟男短袜袜口对腿部施压后压力与位移的关系.研究中,人体视为弹性体.腿部与袜口之间的接触视为弹性接触,通过有限元分析及曲线拟合,可得到压力与位移间的函数关系,同时按照角度将腿截面等分为4个区域...     

基于ABAQUS基坑支护数值模拟与实测数值研究

为了准确评估基坑开挖过程中的土体变形、受力特性及支护对开挖基坑的加固影响规律,利用ABAQUS软件建立了二维有限元数值模型,对基坑开挖和支护过程中的变形和受力进行了数值模拟,并对比分析了现场监测数据和数值模拟结果,模拟计算所得土体、围护结构的位移与监测值进行对比分析,发现数值模拟结果与监测数据吻合较好,说明所建模型的正确性及该数值模拟与实际情况有较高匹配度,研究结果可为深基坑土方的开挖、支护提供理论依据。     

基于三维扫描的医疗袜压力分布预测模型研究

基于三维人体扫描获取的人体表面点云数据和拉普拉斯方程,建立医疗袜与腿部接触的服装压分布理论预测模型。选择常用的Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级医疗压力袜以及3名在校大学生进行试穿,按照建立的理论模型计算压力袜和腿部接触的压力分布,并采用AMI3037型接触式气囊压力测量系统测试受试者穿着医疗袜时的实际接触压力,验证预测模型的实用性。结果表明,理论值和实测值基本一致,在一定程度上表明基于非接触式三维人体扫描的医疗袜压力分布预测方法可行。     

食品真空贮藏过程中温度变化的数值模拟与有限元分析

食品真空贮藏过程是复杂的传热传质过程，该过程涉及到扩散、传热、传质等机理。在能量守衡基础上建立数学模型，通过数值求解得到不同真空压力下食品温度随时间的变化曲线，并通过有限元分析，与数值模拟的结果进行对比分析，为下一步的实验验证及食品冷冻冷藏工程的实践提供理论依据。     

LCM数值模拟综述

文章概述了LCM数值模拟的研究方法和成果,对模拟基本过程进行了扼要介绍,涉及数学模型的建立、求解,压力场、速度场等的计算.并介绍了LCM的国内外发展概况和应用情况,阐述了其难点问题和发展方向.     

棒材五连轧过程三维热力耦合有限元模拟分析

运用某三维热力耦合有限元模拟仿真软件,对坯型断面为250 mm×300 mm的GCr15钢进行五道次连轧的仿真模拟.对轧件在变形过程中的应变场、温度场以及轧制力的分布特点进行分析.模拟结果表明,轧件的变形主要集中在表层区域,轧件头部会出现内凹现象;轧件顶部圆角处可能会在第5道次产生裂纹;各道次轧制力的模拟值与实测值的相对误差较小.     

矩形收敛流道内聚合物熔体三维等温幂律流动的数值模拟

本文利用罚有限无法 ,采用幂律本构模型 ,对聚合物熔体在矩形收敛口模内的三维等温流动进行了数值模拟。对于幂律模型 ,即使流量非常大 ,经过有限次迭代 ,计算都能够收敛 ,并得到合理的结果。流量越大 ,则主流动方向的流速从流道入口至出口加速上升的趋势越明显。在流道中心呈现拉伸流动 ,而壁面附近则为剪切流动。流道的中心部位存在比拉伸应力更大的第一法向应力差。在同一横截面上压力并不相同 ,因此以往关于在同一横截面上的压力恒定的假设是不恰当的。采用罚有限元法 ,速度场很小的误差就可能导致压力求解较大的误差 ,而且在流道壁面附近这种误差表现得特别显著 ,因此用罚有限元方法求解压力场有较大的局限性。     

大豆油氢化反应釜数值模拟及工艺优化

以一级大豆油为液相、Pt/C催化剂为固相,釜体为圆柱体,釜体高度为180 mm,内径为120 mm,液面高度为130 mm,利用FIUENT软件对大豆油氢化反应釜进行液固两相数值模拟,发现倾斜式搅拌桨距反应釜底部高度80 mm、桨叶直径40 mm、搅拌速率300 r/min时流体流动及催化剂分布最佳,并以模拟的主要参数制备了高压反应釜。高压反应釜内一级大豆油添加量90.0 g、Pt/C催化剂添加量0.15%(m/m),充入8 MPa的CO2气体,后充入H2保持反应釜内总压为12 MPa,通过优化得出最佳反应温度97℃、反应时间87 min、搅拌速率285 r/min时,氢化后大豆油的碘值为79.50 g I2/100 g,说明模拟准确,为展示大型设备油脂氢化过程提供理论依据。     

细纱车间“煤灰纱”成因的数值模拟与分析

文章通过数值模拟的方法对管纱旋转的过程进行了模拟计算与分析,通过模拟计算得到了管纱旋转时周围的气流组织情况与压力分布情况。     

碳纤维织物在热流冲击下的热传递数值模拟

为研究纺织材料在热流冲击下的热传递性能,以碳纤维平纹织物为例,利用电子显微镜获得纱线的几何结构参数、经纬纱交织路径及横截面形状,建立碳纤维织物单元结构模型,基于传热学的基本方程,利用有限元法数值求解织物厚度方向上的温度随时间变化曲线。结果表明:利用创建的热流冲击下织物热传递数值模型可预测织物背面温度随时间变化的情况;试验验证发现,利用数值模型计算获得的织物背面温度随时间的变化趋势与试验结果一致,当织物表面分别施加热流密度为1 319 W/m²和1 103 W/m²时,织物背面温度的模拟值和试验值的平均相对误差分别为6.64%和3.28%。说明所建立的数值模型能较好地反映碳纤维平纹织物动态传热过程,可为高温热流冲击下隔热耐烧蚀织物的开发和性能优化提供理论参考。     

喷气涡流纺中纤维运动的三维数值模拟

针对目前模拟纤维在喷气涡流纺喷嘴流场中运动情况,常将纤维模型简化或者建立二维模型,无法描述纤维在三维空间内的变形这个问题,建立了纤维运动三维模型,并合理设置纤维属性,使纤维运动模型更加符合实际状态。结合任意拉格朗日-欧拉法,数值模拟求解了纤维在喷气涡流纺喷嘴流场中的运动问题,并分析了纤维的运动与变形情况。结果表明:加捻室的负压导致喷嘴入口的气流流动,纤维尾端在气流中的运动十分复杂,先在乱流的影响下小幅波动,然后随时间推进振动频率和振动幅度都是先增大后减小;在流场的影响下,纤维尾端从纱线中被剥离出来,并呈螺旋形式向前行进形成包缠纤维。     

供气调节阀内部流场数值模拟研究

文章以过热蒸汽为介质,利用FLUENT软件对供气调节阀进行数值模拟分析,验证了调节阀数值模拟的可行性。通过数值模拟获得了调节阀内部流场、压力场并进行了分析。研究成果对揭示调节阀内部场分布规律,改进调节阀性能具有一定的指导意义。     

液态食品连续欧姆加热的数值模拟

为研究液态食品欧姆加热过程的温度场和速度场分布,实验采用有限元数值计算的方法,对圆柱状加热室中自来水和豆浆的连续欧姆加热过程进行三维稳态数值模拟,分析不同截面加热室速度场和温度场,以及不同流速对加热室的温度分布的影响。加热室中心温度模拟计算结果与参考文献值对比,自来水和豆浆的误差分别为2.32℃和2.65℃,数值模拟很好地预测了自来水和豆浆加热过程中的速度场和温度场。     

准八节点平面热传导单元及平房仓粮食温度数值模拟

基于通用的八节点四边形平面热传导单元,提出了一种准八节点平面热传导单元,详细推导了单元的计算公式,并进行了程序编制.采用这种单元对某粮库平房仓粮食进行了瞬态温度场数值模拟,将模拟结果与有限元程序ANSYS的模拟结果进行了对比,结果表明,提出的准八节点平面热传导单元计算精度高,易于编程实现.     

火腿鼓风冷却过程的三维数值模拟

食品的冻结速率是影响冷冻食品质量的主要因素之一。近年来数值模拟在食品冷却过程中得到了广泛的应用。本文应用有限容积法对火腿鼓风冷却过程进行数值模拟,研究了火腿冷却到指定温度3℃时的时间,并将计算结果与实验结果进行比较分析。结果表明:在外界空气温度为1℃时,大约需要12h左右,火腿的中心温度可以达到指定的冷却温度,且数值模拟的结果与实验结果符合得很好。这说明数值模拟能有效地预测食品冷却过程。     

纤维过滤介质内部三维流场模拟

利用计算机技术创建了不同纤维排列方式下的纤维过滤介质三维模型,并对其内部的气相流场在不同填充率及过滤风速条件下进行数值模拟,得出3种纤维过滤介质结构的无因次压力损失表达式.模拟结果与Davies的实验关联式吻合较好.研究表明:过滤器压力损失随过滤风速呈现线性增加,随填充密度呈现非线性增加;3种纤维排列方式下纤维过滤介质...     

应用ABAQUS的织物热传递有限元分析

为拓展机织物热舒适性设计、评估和优化的思路,提供一种有效预测织物热阻的方法,基于织物的三维模型及传热学理论,对织物系统进行一维热传递的数值模拟,得到织物传热过程中的温度分布特征。利用显微图像及切片技术获取织物几何结构参数,建立平纹织物的几何模型,并与纱线周围静止空气装配,构成织物系统的三维模型,借助有限元分析软件ABAQUS,根据模拟环境设置边界条件与相互作用,计算模型的数值解。最后通过模拟皮肤散热的恒温平板实验,对数值模拟结果进行验证,结果显示：织物外表面温度的模拟值与实验值随时间变化的一致性较好,理论热阻值与实验热阻值相对误差为3.9％,二者吻合度较高。