双层薄膜型超材料夹层板的多带隙设计

本文将薄膜型声学超材料结构与格栅夹层板结构相结合,发展了一种双层薄膜型超材料夹层板结构.采用有限元方法,建立薄膜型超材料夹层板结构模型,并分析其带隙产生机理.在单层薄膜型超材料夹层板结构的基础上,提出了相同质量与不同质量的双层薄膜型超材料夹层板结构,将其产生的局域共振带隙与单层薄膜型超材料夹层板结构进行对比分析.结果表明,相较于只含单层薄膜结构的夹层板,具有相同振子质量的双层薄膜型超材料夹层板结构,可以有效拓宽带隙范围.不同质量双层薄膜型超材料夹层板结构,可以增加带隙数量.如果改变谐振器质量块的粘附位置,结构的不对称性会使双层薄膜型超材料夹层板产生多个局域共振带隙,且位置相近的带隙可能合并为较宽的带隙.     

六边形蜂窝夹层板的参数化有限元建模方法

针对几何建模、边界条件定义和网格划分等需求,提出了一种六边形蜂窝夹层板的参数化有限元建模方法.首先定义节点位置与蜂格几何参数之间的数学公式,通过数学公式严格定义特征平面与节点编号之间的拓扑关系,建立方向一致向外的上、下平面;然后采用映射法将上、下平面分割为相应的特征平面,并生成三边形结构化网格.基于该方法,建立了多功能结构加工样件8个设计方案的六边形蜂窝夹层板的有限元模型.最后通过分析最大应力和最大变形确定4#和8#方案为可行方案.其中8#方案被航天单位采用,实现了多功能结构加工样件的成型,初步证明文中方法的有效性,并为多功能结构的参数优化奠定了基础.     

折叠式夹层结构压皱性能数值仿真

为研究网格尺寸、加载速率及仿真试件的单元数和单元长度等对夹层板压皱性能的影响,用Abaqus对U-I形折叠式夹层板的压皱性能进行数值仿真,提出精度高、效率高的数值仿真模型化技术,分析不同变形模式和夹层结构尺寸对压皱性能的影响.结果表明:变形模式是决定夹层板压皱性能的关键因素;不同的结构参数组合会形成不同的变形模式,进而影响结构的压皱载荷和吸能特性;存在较优的夹芯壁厚、高度、间距和夹角的尺寸组合使夹层结构的吸能效率较优.     

X形夹芯激光焊接夹层板碰撞性能分析

基于传统加筋板架设计出一种新的能量吸收单元——X形夹层板,用Dytran分析X形夹层板在低速冲击载荷作用下的碰撞损伤特性;通过分析结构的极限撞深、碰撞力及能量吸收等结果,与传统加筋板进行比较分析,评估夹层板的耐撞性能;同时分析不同结构型式和结构尺寸参数(蒙皮板厚度、夹芯层壁厚、夹芯层高度及夹芯层的夹角等)对夹层板结构耐撞性能的影响.     

多夹心层蜂窝板动力学特性分析与仿真

蜂窝夹层板广泛的应用在航空航天领域，蜂窝夹层板的动力学特性分析是一重要的课题。由于蜂窝板是一种结构型材料，无法直接给定其物理参数，因此该文首先研究了蜂窝板的三明治等效模型，应用该等效模型对蜂窝板夹芯进等效计算，得到了等效物理参数。利用这些参数建立了多夹心层蜂窝板的有限元模型，完成了不同算例在不同边界条件下的振动仿真，得到了各阶模态频率和振型的可视化仿真结果。将仿真结果与解析解对比说明，等效模型是合理的，且能很方便地处理多夹心层蜂窝板，可进一步推广至其他多夹心层蜂窝板结构的分析当中。     

基于Abaqus的有限元渐进损伤强度分析

以含损伤复合材料泡沫夹层板为例,介绍有限元渐进损伤强度分析方法在结构强度计算中的应用.对复合材料面板采用Hill Tsai强度理论和Tsai Wu张量理论作为强度判断依据,采用一定的材料性能退化方法,对有限元模型中破坏的单元进行刚度折减.使用Abaqus/CAE进行参数化建模,使用Python程序控制渐进损伤分析的整个过程.经过实验和算例验证,有限元渐进损伤强度分析的结果与实验结果极其吻合.因此,渐进损伤分析方法结合适当的强度理论、材料性能退化方法可以应用于复杂结构的强度分析.     

船舶折边肘板建模与有限元划分的设计与实现

肘板是船舶结构及其它钢结构中常用的连接构件,折边肘板经常用于船舶主构件的折边对接中。为了提高折边肘板建模的效率,设计折边肘板参数化三维实体造型过程;根据造型过程,探讨肘板轮廓参数化生成及折边信息存储方法;给出坐标转换及折边旋转算法;研究面向对象与有限元方法;并导入MSC.Patran进行网格划分,实现CAD模型到有限元分析模型的转化;给出PDM的集成;以AutoCAD为开发平台,VS.Net为编程环境,ObjectARX为开发工具,实现了面向对象的折边肘板参数化实体造型。     

采煤机关键零件参数化建模与分析系统

为提高采煤机关键零件建模与有限元分析效率,降低对用户软件操作水平的要求,在Visual Studio 2012集成编译环境下,利用NX二次开发工具开发了采煤机关键零件参数化建模与分析系统。该系统将用户输入参数和应用程序中接口函数相关联,以尺寸驱动的方法,通过修改参数表达式,实现采煤机关键零件参数化建模;借助Journal日志工具,通过获取NX NASTRAN接口函数实现参数化有限元分析。实例验证了该系统的有效性。     

格栅夹层板抑振性能研究

为了有效降低铺板与圆柱壳体耦合结构中因铺板振动而引起的壳体振动,提出了以格栅夹层板作为一种铺板结构.以格栅夹层板安装于带有端板的圆柱壳体上作为研究模型,采用有限元软件对格栅夹层板的抑振性能展开了仿真分析,讨论了格栅结构参数对其抑振效果的影响,并实验验证了格栅夹层板的抑振效果.仿真和实验结果一致表明：格栅夹层板能有效降低圆柱壳体的振动响应,尤其是在中高频段抑振效果显著；格栅的结构参数对抑振效果影响规律比较复杂,格栅夹层的上层面板采用阻尼较大的材料利于提高其抑振效果.     

基于概念设计的框架车身多目标优化系统

为实现概念设计阶段车身结构和性能的快速优化,构建多工况、多目标优化系统FVO,其中包括车身几何建模、有限元分析、结构优化等。该系统可以快速建立参数化框架车身几何模型,自动生成满足多工况要求的高精度有限元模型,利用多目标优化算法对车身的梁和板结构进行多工况优化计算,为用户提供满足众多约束条件的优化设计方案。在阐述FVO系统整体结构和具体方法的基础上,通过简单设计实例证明系统的有效性和准确性。     

高速列车司机室三明治板的耐碰撞性能仿真

为验证高速列车司机室三明治板的被动安全设计是否符合要求,参照UIC 651标准运用MSC Dytran软件对某高速列车司机室三明治板的耐碰撞性能进行仿真,分析碰撞后三明治板的变形、应力、能量吸收以及弹头的速度曲线,表明司机室三明治板的耐碰撞结构能满足设计要求.     

An equivalent layer sandwich panel model

An equivalent layer method for modeling sandwich panels with thin laminated composite facings and honeycomb cores is presented. It avoids the need for separate face sheet and core representations. The equivalent layer is given Mindlin plate behavior and it reproduces the face sheet midsurface strains and displacements, while matching the strain energy and work of external loads. The equivalent layer also matches the eight resultants of stress in the sandwich panel. This article starts with a derivation of the sandwich panel strain energy and the inherent bending, stretching, and transverse shearing stiffnesses. It is then shown that the available equivalent layer stiffness parameters can be used for exact matching if the sandwich has a special neutral surface. Therefore, the equivalent layer can be used for linear or geometrically nonlinear analyses for in-plane and out-of-plane loads. Examples are given illustrating two general types of sandwich panels for which exact equivalence is possible. Included are equivalent layer linear response calculations using finite element computer code ADINA.     

Complete stress field in sandwich panels with a new triangular finite element of single-layer theory

An alternative to conventional three-dimensional solid elements or elements based on the layerwise (zig-zag) theory is an element based on a single-layer plate theory in which the weighted-average field variables capture the panel displacement and stress fields. This study presents a new triangular finite element for modeling thick sandwich panels based on a {3, 2}-order single-layer plate theory. It utilizes seven weighted-average field variables arising from the cubic and quadratic representations of the in-plane and transverse displacement fields, respectively. In order to satisfy the C¹ interelement continuity requirement, this triangular sandwich element is developed by utilizing the hybrid energy functional.     

无人机结构参数化关联设计及快速调整

针对全复材无人机结构设计特点,详细阐述了整机设计流程。研究了CATIA 参数 化关联方法和以“布局草图”为核心的自顶向下的设计,提出了无人机结构的参数化装配体关联设 计方法,实现了关联引起的模型变更,从而实现了模型快速修改和调整。以某无人机结构为例, 验证了关联设计建模方法的有效性。     

Application of folded plate analysis to bending,buckling and vibration of multilayer orthotropic sandwich beams and panels

A unified analysis method based on two-dimensional elasticity theory is outlined for evaluation of bending, buckling and vibration of multilayer orthotropic sandwich beams and panels. The effects of initial geometric imperfections are included. It is shown that beams or panels deforming under conditions of plain stress or plane strain may be treated as special instances of folded-plate structures using computer programs which are now widely available. Examples are given, including evaluation of stress contours in a sandwich panel under patch load and analysis of overall and local (face-wrinkling) buckling modes in sandwich panels with stiff and soft cores.     

复合材料点阵夹芯板非线性组合共振特性研究

复合材料点阵夹芯板在1:3内共振和外部组合共振同时发生时的非线性共振问题被研究.首先,基于哈密顿原理和分层位移场理论建立了复合材料夹芯板的振动偏微分方程,然后利用多尺度方法求解了伽辽金离散后的常微分方程,并得到了内共振和组合共振同时存在下夹芯板的协调方程.最后利用数值方法得到了协调方程稳态平衡解随系统参数变化的分岔图.研究了不同点阵芯子胞元构型,外激励频率以及外激励幅值对复合材料点阵夹芯板非线性组合共振特性所产生的影响.     

基于Patran的船体建模方法

对船体结构进行CAE分析时,由于其复杂性,建模过程非常繁琐,效率极低且易出错.寻求一种快速的船舶有限元建模方法一直是船舶设计工作者努力的课题.介绍一种基于Patran的船体建模方法,使用参数化批处理操作,大大缩短建模时间,提高建模效率.     

Automatically obtaining a cellular automaton scheme for modeling protein folding using the FCC model

This paper proposes to model protein folding as an emergent process, using machine learning to infer the folding modeling only from information of known protein structures. Using the face-centered cubic lattice for protein conformation representation, the dynamic nature of protein folding is captured with an evolved neural cellular automaton that defines the amino acids moves along the protein chain and across time. The results of the final folded conformations are compared, using different protein benchmarks, with other methods used in the traditional protein structure prediction problem, highlighting the capabilities and problems found with this modeling.