双轴向纬编针织复合材料准静态侵彻性能及有限元模拟

本文使用双轴向纬编针织复合材料，利用MIS得出材料准静态侵彻实验的载荷-位移曲线，并计算得出侵彻功-位移曲线。运用有限元方法，模拟整个破坏过程，通过计算得出理论上的载荷-位移曲线和侵彻功-位移曲线。将模拟结果与实验结果进行比较，表明两种分析结果具有较好的一致性，并揭示双轴向纬编针织复合材料准静态侵彻机理。     

不同结构纺织复合材料准静态侵彻实验分析及有限元模拟

本文研究了两种不同结构三维结构纺织复合材料——三维正交机织玻璃纤维,不饱和树脂复合材料和双轴向纬编针织玻璃纤维／不饱和树脂复合材料在MTS材料试验机上的准静态侵彻测试。以纯铝MTS实验数据为标定,分析了准静态侵彻载荷一位移曲线及其破坏机理,比较了不同结构纺织复合材料以及纯铝的位移一载荷曲线,由此计算得到位移与吸能关系曲线。同时根据复合材料各自织物中纤维束排列及织物成型特点,分别建立了复合材料的细观结构模型和单胞模型。编写用户子程序（VUMAT）,用ABAQUS软件进行了有限元模拟。结果表明：三维纺织复合材料各自损伤结果和载荷-位移曲线与实验结果吻合较好,证明有限元的有效性。三维正交结构复合材料抗侵彻能力优于双轴向纬编针织复合材料,但是破坏过程中其抗侵彻能力幅值变化差异大,没有针织复合材料抗侵彻能力稳定。     

三维正交机织复合材料准静态侵彻实验和有限元模拟

用钢制侵彻体对三维正交机织复合材料在MTS材料试验机上作准静态侵彻测试，得到的准静态侵彻位移一载荷曲线用来研究材料的能量吸收和破坏模式。根据三维机织复合材料的细观结构建立单胞模型，结合应力更新原理编写用户子程序（VUMAT）。利用ABAQUS有限元软件及用户子程序模拟实验过程，得到的位移一载荷曲线与实验对比，可以看出有限元计算得到的结果与真实实验比较吻合，表明单胞的建立和用户子程序的编写是正确的。     

准静态压痕作用下复合材料层合板损伤阻抗与损伤容限实验研究

参照标准实验方法,开展了复合材料层合板对准静态压痕力的损伤阻抗和损伤容限实验研究,获取了接触力、压痕深度、压头位移等实验数据,并对含静压痕损伤层合板进行了剩余压缩强度试验。研究了压痕深度-接触力与剩余压缩强度-压痕深度的变化关系,并讨论了准静态压痕过程中的损伤演变过程和层合板的压缩破坏模式。结果表明:当层合板表面出现目视勉强可见压痕时,初始损伤发生,压痕深度随接触力增大而明显增大,同时剩余压缩强度随压痕深度增加而明显降低;当达到最大接触力时,层合板失去承载能力,背面可看到大量纤维断裂。对于含静压痕损伤的层合板,压缩破坏模式为贯穿损伤区域的层合板断裂。     

基于非线性本构关系的有限元计算复合材料层合板的强度

复合材料的桥联模型本构理论考虑了基体材料的非线性特性.本文根据联模型理论编制出用户自定义材料库程序,与有限元软件ABAQUS实现接口,以方便地分析计算复合材料层合板结构的非线性响应与极限强度问题.在限元计算中荷载采用逐步加载的方式施加,最终得到复合材料层合板极限坏时的内力包罗图和应力应变曲线.有限元模拟的结果与桥联模型解析解结果吻合得很好,并且与实验结果相一致.     

Three-Dimensional Finite Element Simulation and Analysis of Half-Club Coextrusion Processes

The three-dimensional flow of non-Newtonian polymer melts in coextrusion dies was analyzed based on finite element simulations. Simulation results, especially the interface predictions were discussed. The effects of flow rate ratio and the roughness of die wall on the interface were examined farther. It is found that the flow rate affects the shape and location of the interface notably. The velocity of fluid flow mainly controls the shape and location of the interface. Increasing that the higher slipperiness of the fluid path can make the velocity field more uniform and the interfacial offset less.     

Finite Element Simulation of Drying of Longan Fruit

A two-dimensional finite element model has been developed to simulate moisture diffusion in longan fruit during drying and moisture diffusivities of the components of longan fruit determined experimentally are used in this simulation. Shrinkage of the flesh of longan during drying is also taken into account. The finite element model is programmed in Compaq Visual FORTRAN version 6.5. This finite element model satisfactorily predicts the moisture diffusion during drying. Moisture contents in the different components in the longan fruit during drying are simulated. Moisture content profiles of the longan fruit are also predicted. Knowledge gained from this study will be useful in the understanding of the transport processes in the different components of the longan fruit.     

轮胎“爆胎”难题获解

以橡胶硫化的热传导方程和Rafei硫化动力学模型建立了叠层橡胶隔震支座有限元仿真模型;进行支座硫化热电偶测温试验,其结果验证了建立的有限元模型的正确性,可以用于硫化工艺的制定和优化;对支座是否采用预热处理及是否采用辅助加热等四种硫化方案用建立的有限元模型进行了数值模拟,研究结果表明：对支座进行预热处理比辅助加热更能够提高硫化效率。     

夹层复合材料三点弯曲试验和有限元模拟分析对比

采用真空辅助树脂传递模塑成型工艺制备了泡沫夹层复合材料,并测试了泡沫夹层复合材料在不同作用载荷下的位移;同时,采用有限元软件ANSYS Workbench在上述加载条件下对该材料进行数值仿真,并和实验结果进行对比分析.研究结果表明,在100~600 N载荷作用下,数值仿真结果和实验结果误差在10%以内,数据吻合良好,验证了该方法具有潜在的工程应用价值.     

PLA/TPU生物材料冲击过程中界面应力三维有限元模拟

应用ANSYS/LS-DYNA软件,对聚乳酸(PLA/)热塑性聚氨酯(TPU)生物材料受冲击载荷作用下的界面应力分布进行了有限元模拟。结果表明:PLA树脂与TPU之间界面的Y方向正应力、XZ剪切应力以及Von Mises等效应力均在靠近弹性粒子赤道处达到最大值,然后朝极点方向逐渐减小,于极点附近达到最小值;但是界面Y、Z方向的正应力分布情况正好相反,其中Y方向正应力在冲击过程中对共混物界面的影响大于Z方向正应力。PLA/TPU共混物韧性的增加主要是由于界面处应力集中,令弹性体粒子发生大的形变而引发大量银纹以,及界面附近树脂的塑性形变,吸收大量的冲击能量所致。     

基于有限元方法的加密井数值试井应用研究

基于有限元方法,建立了密井网拟稳定流动条件下单井地层压力计算的数值方法;考虑关井测试前地层压力场,建立了密井网条件下数值试井理论,并分析了井距、注采比、供给区域形状、储层参数等因素对密井网数值试井曲线的影响,确定了密井网试井分析方法,为密井网条件下地层压力计算和试井解释奠定了理论基础。     

严寒地区冻融混凝土内钢筋应力滑移模型及OpenSEES有限元模拟

在严寒地区冻融混凝土与钢筋局部粘结滑移模型的基础上,基于冻融混凝土内钢筋沿锚固长度的受力机理分析及迭代过程分析,建立了冻融混凝土内钢筋应力滑移计算方法,提出了冻融混凝土内钢筋的应力滑移关系骨架曲线。基于有限元计算软件OpenSEES,将推导的冻融混凝土内钢筋应力滑移关系曲线嵌套于零长度截面单元,并将该单元应用于梁柱纤维模型,对3根既有的冻融钢筋混凝土框架柱进行模拟,与试验结果进行对比分析。结果表明,冻融钢筋混凝土柱有限元模型的模拟结果与试验结果的符合程度良好,从构件层次验证了推导的冻融混凝土内钢筋应力滑移关系曲线具有较好的精度和可靠性。研究成果可为严寒地区冻融混凝土内钢筋应力滑移推导及有限元模拟提供理论参考。     

用有限元分析软件Abaqus模拟子午线轮胎胎侧裂口扩展情况

用有限元分析软件Abaqus模拟分析不同胎压下子午线轮胎胎侧裂口的扩展情况。结果表明:随着胎压增大,J积分最大值增大;当胎压较小时,J积分最大值出现在裂口尖端方向0°附近,J积分最大值近似线性增长;当胎压较大时,裂口扩展方向发生变化,J积分最大值的增长速度明显放缓并趋于极值。     

PE-UHMW异型材挤出成型有限元模拟与实验制备

根据生产需求,设计了3字形超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)异型材挤出成型流道,并建立了该异型材挤出成型有限元模型,应用有限元软件Polyflow对挤出流道内的熔体流动情况进行了有限元模拟,分析了不同壁面滑移系数、压缩比、压缩角对成型过程的影响,预测了在成型过程中不同参数可能导致的缺陷。结果表明,当模具压缩比与压缩角分别为2.5和25°、壁面滑移系数为5×106情况下,可获得较好的压力与速度分布,应用优化后的挤出模具制备了合格的PE-UHMW异型材。