弹丸引信系统膛内冲击振动的研究

本文首先用质量缩聚法建立起弹引系统的初步数学模型,然后对弹引系统进行模态分析实验,获得系统的一些精确模态参数,再利用这些精确的模态参数对理论上建立的系统模型进行修正,以提高系统振动模型的准确性。最后以弹底压力为弹引系统振动模型的输入,求解出系统引信内传爆管装置处的加速度响应。     

破片模拟弹侵彻钢板的有限元分析

根据破片模拟弹侵彻钢板的实验研究，采用MSC．Dytran对破片模拟弹侵彻钢板的侵彻过程、侵彻特性、钢板的破坏模式以及弹体的侵彻速度、靶板的侵彻阻力进行了有限元分析，并将分析结果与实验结果进行了比较．分析结果表明，破片模拟弹冲击钢装甲的侵彻过程可大致分为初始接触、弹体侵入、剪切冲塞和穿甲破坏4个阶段．有限元分析的破片模拟弹侵彻特性及靶板破坏模式与实验观测结果有较好的一致性，在靶板破口的正面，与弹体平面凸缘两端接触的部分，变形以剪切为主，而与切削面接触的部分，以挤压变形为主；靶板破口背面为剪切冲塞破坏；有限元模拟的弹体剩余速度与实验结果吻合较好，弹体侵彻过程中弹靶作用界面的速度和侵彻速度近似呈线性变化．有限元分析结果还表明，采用适当的模型，有限元法能较好地模拟破片模拟弹侵彻钢板的侵彻过程、侵彻特性以及钢板的破坏模式．     

含缺陷的复合材料层合板低速冲击过程的有限元模拟

用自编的动态有限元分析程序APIC 对含缺陷的复合材料层合板的冲击损伤问题进行了模拟计算。该程序采用三维20 节点超单元分析了复合材料层合板内的应力分布, 通过修正后的C. T. Sun 的接触定律建立了冲击物和层合板的运动状态与冲击接触力之间的关系, 采用Wilson-θ法求解层合板和冲击物的运动微分方程。在处理层间分层缺陷问题时, 采用拉格朗日乘子法使预制分层缺陷界面上满足不可互相贯穿条件。对本文中的计算结果和试验结果进行比较表明: 模拟计算结果与试验结果有良好的一致性。相对于无缺陷层合板, 含预制分层缺陷的复合材料层合板在分层部位遭受冲击时, 分层缺陷对冲击损伤扩展有一定的抑制作用。      

单层紧密排列刚玉球砼抗弹丸冲击特性分析

本文利用ANSYS／LS－DYNA有限元软件，首先对弹丸在混凝土中的侵彻过程进行了数值模拟分析，并将计算结果与经验公式给出的结果进行了对比，两者吻合较好，表明模拟计算中材料参数的选取是合理的，计算方法是正确的。在此基础上，对弹丸在单层紧密排列刚玉球混凝土中的冲击侵彻情况进行了数值计算，结果表明，刚玉球混凝土能够有效地使弹丸偏转，减小弹丸侵彻深度，降低弹丸的冲击破坏效应，与已有的试验现象和试验结果相近。     

高速弹丸撞击1420铝合金过程数值模拟

利用有限差分方法模拟了GCr15钢弹丸高速撞击1420铝合金半无限厚靶过程,结果表明,弹丸前方材料向前方运动,而后方材料则经历减速过程甚至出现反应运动,导致自由表面的突起,弹丸前端最大压应力达到10^10Pa数量级,应力和应变在弹孔周围的分布极不均匀,越靠近弹孔处越大,随着弹丸的深入,弹丸周围的塑变加大。     

ABAQUS在模拟弹丸高低速冲击金属和复合材料靶板方面的应用及研究进展

ABAQUS作为现阶段应用最广泛的非线性有限元模拟软件,可以分析复杂的固体力学和结构力学问题,在模拟材料冲击方面的性能优越.弹丸对靶板的冲击损伤过程复杂,理论和实验研究比较困难.现阶段为检测材料的抗冲击性能通常需要进行大量的冲击实验,有限元软件的出现为此类问题的解决提供了较为简单准确的途径.数值模拟方法本质上是物理现象的近似计算和表征,其结果的准确度很大程度上依赖于对相关材料性能的认识和数学表征.对问题的准确分析需要定义材料变形极限的破坏准则.在ABAQUS中金属材料使用较多的是J-C失效模型,而Hashin和Chang-Chang失效准则在复合材料领域使用较多,Puck准则对基体失效预测较为准确.现阶段ABAQUS在抗冲击领域的应用主要包括:研究材料的损伤机理和失效过程,预测材料的弹道极限.ABAQUS不仅可对金属材料和2D复合材料进行模拟,还可对3D编制复合材料、泡沫夹层复合材料等进行模拟,将隐式分析和显式分析结合可对材料施加预载荷以模拟更多情况下材料的损伤过程.本文简要介绍了ABAQUS各个模块在模拟弹丸侵彻过程中的作用,阐述了不同损伤准则在模拟金属和复合材料领域的应用.通过实例重点介绍了ABAQUS在模拟弹丸高低速冲击时的应用,最后就现有研究中存在的问题及研究方向提出了建议.     

有限元模拟在板材轧制中的应用

介绍了板材轧制模拟中常用的有限元软件及其特点,以及近年来有限元软件在板材轧制过程、板形、温度场控制等模型中的应用及存在问题,并对该领域发展作出展望.     

岩石冲击破坏的流形元与有限元模拟对比分析

流形元是新出现的一种被较为广泛地应用于材料破坏模拟的数值分析方法。为了验证该方法在材料破坏模拟中的有效性,分别利用流形元与有限元两种不同的数值方法对岩石冲击破坏过程进行了模拟分析。模拟结果表明,流形元法对材料破坏的模拟结果更符合实际情况,这主要是由于该方法采用了两种不同的覆盖系统——数学覆盖和物理覆盖,并引入能够客观反映材料裂纹的产生与扩展准则,以及相应的块体运动理论。流形元的出现有望对材料破坏模拟开创出一条新的途径。     

岩石冲击破坏的流形元与有限元模拟对比分析

流形元是新出现的一种被较为广泛地应用于材料破坏模拟的数值分析方法。为了验证该方法在材料破坏模拟中的有效性,分别利用流形元与有限元两种不同的数值方法对岩石冲击破坏过程进行了模拟分析。模拟结果表明,流形元法对材料破坏的模拟结果更符合实际情况,这主要是由于该方法采用了两种不同的覆盖系统——数学覆盖和物理覆盖,并引入能够客观反映材料裂纹的产生与扩展准则,以及相应的块体运动理论。流形元的出现有望对材料破坏模拟开创出一条新的途径。     

复合材料层合板低速冲击损伤的有限元模拟

建立了用于预测复合材料层合板在低速冲击作用下损伤的3D有限元模型。采用应变描述的失效判据来判断铺层层内的各类损伤, 如纤维断裂、 纤维挤压、 基体开裂、 基体挤裂, 并结合相应的刚度折减方案对失效单元进行刚度折减。使用界面元模拟层间区域, 结合传统的应力失效判据和断裂力学中的能量释放率准则来定义分层损伤的起始和演化规律, 提出了一种界面元损伤起始强度沿厚度方向的分布函数。通过对数值仿真结果和实验结果的比较, 验证了模型的合理性和准确性。      

冠脉支架膨胀过程的有限元模拟

在研究确定了冠脉支架的几何模型、有限元模型、材料模型、边界条件、求解控制的基础上,利用有限元法对冠脉支架的膨胀过程进行了模拟分析,并对分析结果进行了实验验证.结果表明,利用有限元法建立的力学模型可以在不考虑球囊和血管作用的情况下,较好地模拟和分析冠脉支架的实际膨胀过程.通过该方法设计制造的冠脉支架长度缩短率和狗骨头率分别达到1.31%和3.66%,与有限元分析结果吻合良好.该方法可为新型结构冠脉支架的优化设计提供依据.     

基于有限元技术的板带轧制研究进展

概述了基于有限元技术的板带轧制研究进展,重点介绍了有限元技术在预测轧制过程力能参数和摩擦,以及板带温度、组织、缺陷方面的应用。讨论了模型、网格、本构类型等因素对轧制模拟准确性的影响,介绍了提高计算效率的途径,分析了现在存在的问题,指明了发展方向。     

木质平托盘抗冲击性能有限元分析及试验研究

目的 以木质平托盘为对象,通过有限元仿真和试验分析影响木质平托盘抗冲击性能的主要因素。方法 用SolidWorks建立木质平托盘的3D模型,利用Abaqus有限元软件,以GB/T 4996—2014为依据进行角跌落试验仿真,分析木质平托盘上木质构件以及托盘钉上产生的应力和位移。为了进行对比,在实验室进行木质平托盘产品的角跌落试验,观察木质平托盘的破坏形式,并测量其对角线长度。结果 有限元仿真与实验室实物试验结果相吻合,验证了有限元仿真分析的正确性和有效性。有限元仿真分析发现钉孔处木质构件和托盘钉产生应力集中并逐渐发生塑性变形,且应力和变形数值随跌落次数的增加而增大,仿真和试验均表明跌落侧纵梁向内侧凹陷且变形最为明显,木质平托盘对角线变化量受跌落次数逐渐变大。结论 木质平托盘抗冲击性能随跌落次数的增加而下降。木质平托盘中木质构件、托盘钉的性能,以及托盘钉紧固件与木质构件的连接强度是决定木质平托盘抗冲击性能的关键因素。     

六边形蜂窝芯材异面冲击性能的有限元研究

建立了六边形蜂窝单元阵列的有限元模型,利用有限元分析软件分析研究了六边形金属蜂窝的异面冲击性能。当六边形蜂窝铝芯的各结构参数固定时,在不同的冲击速度下,研究了壁厚边长比对其异面冲击动态峰应力的影响规律。根据有限元模拟计算结果,给出了所用六边形蜂窝铝芯样品异面动态峰应力的计算公式。     

Deform有限元模拟软件材料数据库的开发与应用

Deform是专业化金属塑性成形有限元模拟软件之一,在金属2D/3D成形加工和热处理工艺的模拟分析方面得到了广泛应用。然而,在Deform自带的材料数据库中缺乏常用合金的数据,迫切需要对其进行完善。在Deform原有材料库的基础上对材料数据库进行二次开发,建立了涵盖常用60种钢、26种高温合金和30种钛合金的材料数据库,实现了材料数据库与Deform有限元模拟软件的无缝集成,完善了Deform材料数据库,并验证了所添加材料的可靠性,从而达到了Deform有限元模拟软件为实际生产提供方便服务的目的。     

Prediction of Crack Location in Deep Drawing Processes Using Finite Element Simulation

Sheet metal forming process like deep drawing subjected to large irreversible deformation. It leads to high strain localization zones and then internal or superficial micro defects. The deformation behavior and crack initiation in cylindrical deep drawing of aluminum alloy are simulated by the elasto-plastic finite element simulation. A1100-O and A2024-T4 sheet material are used in the simulation. Material properties based on the tensile and plane strain test is used in the simulation. Six cases are simulated in this study with different blank diameter. The simulated results are compared with the experimental results in terms of the crack location and critical punch displacement. The comparison of simulated results with experimental results shows a good agreement.     

包装件缓冲特性的有限元仿真可靠性分析

目的研究计算机有限元仿真在缓冲包装研发环节的可靠性。方法利用计算机仿真进行缓冲包装研发,能够较全面地提供所需参数,缩短开发周期,但计算机仿真的可靠性有待进一步验证。通过Ansys Workbench对智能灯泡包装件的缓冲特性进行仿真分析,主要分析包装衬垫的加速度响应,并结合传统的振动与跌落试验进行对比。结果振动、跌落的仿真结果与真实试验的结果误差分别为9%和15.91%,排除客观存在的误差,两者差异在可接受范围内。结论验证了有限元仿真方法在缓冲包装研发环节的可靠性,可为传统的包装研发环节提供新方法。     

板级跌落碰撞下无铅焊点的有限元分析

为了预测跌落碰撞下球栅阵列(BGA)封装中无铅焊点的失效,采用ABAQUS软件来模拟跌落碰撞过程中焊点的应力分布.首先建立圆形电路板(PCB)组件的有限元模型,接着用模态试验和有限元模拟相结合的方法确定有限元模型的边界条件和PCB的阻尼参数,然后运用ABAQUS有限元软件模拟PCB组件从三种高度下跌落碰撞过程中BGA封装中无铅焊点的拉应力分布.结果表明:封装最外圈四个拐角焊点的拉应力最大,最大拉应力出现在焊点靠近封装的一侧.由此预测最外圈拐角的焊点最易失效,焊点失效的位置在靠近封装一侧.     

金属体积成形过程有限元模拟中六面体网格重划技术的研究

针对金属体积成形过程有限元模拟中的网格重划问题,提出了基于边界构形的有限元网格重划技术,并对其中的一系列技术处理进行了详尽的讨论。将该技术应用于矩形块体镦粗过程的有限元模拟中,较好地解决了六面体网格重划问题。     

Application of Wavelet Finite Element Method to Simulation of the Temperature Field of Copier Paper

Simulation of the temperature field of copier paper in copier fusing is very important for im-proving the fusing property of reprography.The temperature field of copier paper varies with a high gradient when the copier paper is moving through the fusing rollers.By means of conventional shaft elements,the high gradient temperature variety causes the oscillation of the numerical solution.Based on the Daubechies scaling functions,a kind of wavelet-based element is comstructed for the above prob-lem.The temperature field of the copier paper moving through the fusing rollers is simulated using the two methods.Comparison of the results shows the advantages of the wavelet finite element method,which provides a new method for improving the copier properties.