基于ALE的螺柱型冲击焊数值模拟研究

在原有焊接试验基础上,展开任意拉格朗日?欧拉(ALE)法下的螺柱型冲击焊数值模拟研究. 数值模拟研究结果与实际焊接试验结果高度相似,模拟结果可以真实反映实际焊接试验情况. 结合模拟数据,分析试样剖面不同位置的剪应力、压应力及对应的应变分布情况,佐证了应力波是形成波状界面的重要机理.     

横向绕流场中圆柱壳中等弯曲变形问题研究

针对弹性圆柱薄壳与横向绕流场的流固耦合问题,采用相容拉格朗日-欧拉法,建立了中等弯曲问题的理论分析方程组,着重求解壳体的法向位移和流体表面压力系数。结果表明：在横向绕流场作用下,壳体横截面由圆形变形为近似椭圆形,同时,壳体变形也对壳体表面流场压力产生了影响。通过算例,讨论有关参数对壳体法向位移和表面流体压力系数的影响。 最后,应用ANSYS软件对该问题进行了数值模拟,验证了理论解的可信度。     

活塞表面仿生非光滑微坑贮油润滑机理的任意拉格朗日-欧拉法有限元模拟

针对活塞表面仿生非光滑微坑贮油润滑问题,采用ALE(Arbitrary Lagrange-Euler)有限元法建立了追踪润滑油晃动的数学模型。利用非线性有限元求解器LS-DYNA仿真了润滑油晃动的自由液面形状与压力云图,直观地显示了非光滑微坑中润滑油晃动的整个动态过程。对半球形、圆锥形与楔形非光滑贮油微坑的润滑能力进行了对比数值模拟。结果表明,楔形微坑的润滑效果最好,与实验结果吻合。     

圆柱孔平板气膜冷却的数值模拟

为研究单排圆柱孔平板气膜的冷却特性,利用标准kε湍流模型对倾斜角为35°、吹风比M=0.5、1.0和1.5等工况下的圆柱孔平板气膜冷却模型进行了流动和传热的数值模拟.分析了气膜冷却绝热效率η、孔口平均速度U、射流中心面和纵向横截面的速度矢量以及壁面温度等物理量,对比了吹风比对气膜冷却效果的影响,得出最佳冷却效果的工况为M=1.0.比较了计算结果与相同条件下的实验值,验证了数值计算的正确性.结果表明:在大部分的物理区域内,模拟值与实验值吻合度较好,这种方法具有时间短、简单、经济的特点,适合工程领域应用.     

任意欧拉-拉格朗日耦合框架下三维非定态可压缩流体流动的数值模拟

在欧拉与拉格朗日耦合的框架下,利用有限体积法对非定态三维可压缩流体流动问题给予研究,开发了一般网格下的通用计算程序 该程序适用于计算复杂几何边界条件、运动边界条件等情况下流体流动问题 作为例子,计算了简单中间包内流体的流动情况,给出了随时间变化的流场分布      

正三角形布置下三圆柱绕流的数值模拟

利用有限体积法和非结构性网格对正三角形排列下的三圆柱绕流进行了数值模拟.取雷诺数Re=100,并考虑4个不同的间距比(1.5,3,5,7),着重研究了间距比对绕流流场特性的影响,结果表明:在小间距比的情形,下游圆柱发生的偏流现象为单稳态偏流;在大间距比的情形,尾流效应使得上游圆柱脱落的剪切层在下游圆柱间上下波动.     

典型车用壳体零件温挤压成形工艺数值模拟

采用刚塑性有限元法,借助DEFORM-3D软件对典型车用壳体零件温挤压成形过程中金属的流动情况进行了模拟,以成形栽荷为评价指标,对关键工艺参数进行了分析．结果表明：坯料温度和摩擦因数对载荷影响较大;模具预热温度对载荷影响不显著．基于Archard磨损模型对凹模的磨损情况进行模拟,分析了磨损原因,并提出改善方法,模拟结果将对车用壳体零件的实际挤压生产起到积极的指导作用．     

大直径单晶硅垂直磁场下的数值模拟

为了研究磁场对晶体生长界面的形状、温度、氧的质量分数分布等的影响,本文采用低雷诺数的κ-ε湍流模型,对直径为200 mm、哈特曼数分别为0、500、1000和2000的大直径单晶硅进行了数值模拟．结果表明,垂直磁场能抑制熔体中的径向对流,并在一定程度上使子午面的流动减弱,氧的轴向减小,等温线变得更为平坦．当磁场强度过高时,熔体中氧的轴向增加,湍流程度也增加．     

数值模拟圆柱绕汉旋涡生成,分离及演化

本文应用有限差分方法求解涡量－流函数形式的Ｎ－Ｓ方程，数值模拟了圆柱瞬时起动后流动分离，旋涡生成、脱落以及随时间推进涡街产生和长期非定常演化过程，包括对称涡的生成，二次涡形成的α结构及卡门涡街等。     

爆炸荷载下金属结构损伤的数值模拟

模拟了炸药爆炸对金属结构的破坏,以LS-DYNA为仿真平台,分析了所应用的材料模型,比较了不同单元网格密度对计算结果的影响．对于平面应变问题,比较了采用二维和三维模型时在算法方面的区别,并对它们计算的结果进行了对比．与实测结果对比表明,用LS-DYNA可以有效模拟金属结构在爆炸荷载作用下的冲击响应．     

Numerical Simulation Study on the Surface Deflection of Cylindrical Shallow Shell

The increasing applications of new materials such as high strength low alloy (HSAL) steels and aluminum alloy sheets have lead to greater focus on the surface deflections of auto body panels in the automobile industry in recent years.The finite element models of cylindrical shallow shell that can represent auto body panels are established.Numerical simulations of forming and unloading of cylindrical shallow shell are carried out.And a measurement and evaluation method of the surface deflection is introduced.The simulations of surface deflections with various blank homing forces (BHF) show great agreement with the experi- mental results.The influence laws of sheet thickness and material properties such as yield strengthσs,strain-hardening exponent n,anisotropy parameter r and strength coefficient k on the surface deflection are achieved by simulations,which give a basic refer- ence for controlling surface deflections.     

大空间柱壳结构爆炸动力响应的Ritz-POD数值模拟

应用ANSYS/LS-DYNA建立大空间柱壳结构在内爆炸荷载作用下的数值模拟实验,在验证模型及参数选取的正确性及可靠性的基础上,建立了大空间柱壳结构在内爆炸作用下进行动力响应计算的合适模型。将Ritz振型叠加法与POD法结合,解决了冲击波荷载的时空差异性和结构表面压力场分布问题,大大减少了大空间结构爆炸动力响应分析的计算量。对大空间柱面网壳结构在内爆炸冲击荷载作用下的动力响应进行了数值模拟计算与分析,研究了矢跨比和爆炸点位置等因素对结构动力响应的影响。结果表明,计算模型适合于大空间柱壳结构的爆炸动力响应分析,矢跨比大的结构防（抗）爆炸冲击波的能力较强。偏心爆炸比中心爆炸对大空间结构构件的损害大,对结构的边跨构件最为不利,设计中应更注重支座附近和边跨结构的防爆能力。     

样条有限点法用于变厚度圆柱壳的动力分析

本文将样条有限点法应用于变厚度圆柱壳的动力分析。推导出了适用于各种边界条件的统一格式,便于在计算机上实现。与通常的有限元法相比,具有计算量少、精度高等显著的优点。文中各种计算结果得到了现有文献成果的验证。     

Numerical Simulations on Buckling Failure of Preloaded Cylindrical Shell Irradiated by High Power Laser Beam

With finite-element software ANSYS 7.0 and simple thermal-mechanical coupling constitutive relations, the buckling failure of preloaded cylindrical shell irradiated by high power laser beam was studied by numerical simulations. The buckling mode and buckling critical loading were analysed for different preloading conditions. The influence of laser intensity, beam irradiation time, preloading conditions and geometric parameters of cylindrical shell on the buckling mode were discussed. The numerical results show that: ① the buckling deformation of the cylindrical shell was concentrated in the area of laser spot and the radial buckling was the main buckling mode,② a linear relationship between the buckling eigenvalue and the maximum temperature at the center of laser spot was approached,③ the buckling failure of cylindrical shell was attributed to the coupling effect of the material softening and the radial deformation in the laser spot, and hence to raise the stiffness of the material would enhance the ability for anti-irradiation of structure substantially.     

Numerical Simulation of the Shaped Charge Jet Velocity Effected by Warhead Shell

The numerical simulation for the process of shaped charge jet produced with the shell of explosives is performed by means of the ANSYS/LS-DYNA 3D software.The effect of warhead shell on shaped charge jet velocity has been analyzed qualitatively in this paper.The numerical simulation results are creditable and in agreement well with that of the corresponding experiment.The research results show that the jet velocity of explosive with metal shell is higher than that without shell;when the shell thickness incr...     

ALE方法在钢筋混凝土侵彻数值模拟中的应用

介绍了LS-DYNA程序和ALE方法的计算原理,分析了钢筋混凝土侵彻的目标特性,选用D材料模型,使用ALE方法对钢筋混凝土的侵彻进行数值模拟,形象和真实地展现钢筋混凝土侵彻现象,并对数值模拟的结果进行分析比较,对钢筋混凝土的侵彻研究有重要的参考价值.     

圆柱壳稳定性的研究

研究发现,一定尺寸的圆柱壳有一个最大临界值.这个值由圆柱壳厚度与半径比值所确定.本文给出最大值曲线,用它可以判断传统方法所得结果是否正确;估算已知尺寸下的最大临界值;确定已知临界力所需壳板厚度及决定有效的加强方法.     

柱面网壳结构的地震行波反应分析

以某电厂干煤棚为例,应用有限元方法,计算了水平向一致激励时与考虑行波效应时大跨度柱面网壳结构的地震反应.然后根据计算结果比较了两种地震输入下的结构动力反应.数值分析表明:不同地震输入条件下的结构地震反应峰值存在较大的差异,且变化规律基本上随行波波速单调变化.进一步研究还表明:当行波波速为某一特定值时,结构的某些反应的变化与单调变化规律并不完全一致,存在行波共振的现象.