圆钢压力矫直的有限元研究

解释了圆钢压力矫直过程的载荷-挠度模型,阐述了用ANSYS有限元软件建立载荷-挠度模型的方法和步骤,使用该模型可进行矫直行程的计算,并且在压力机上进行圆钢的反复矫直过程测试。通过实例计算表明,有限元计算结果与实验结果吻合良好,证实了该方法的实用性。     

压力矫直过程模型的有限元分析及应用

解释了压力矫直过程的载荷-挠度模型,阐述了用ANSYS有限元软件建立载荷-挠度模型的方法和步骤.使用该模型可进行矫直行程的计算,解决了有限元方法在自动矫直机上的应用问题.实例计算表明,有限元计算结果与实验结果吻合良好,证实了方法的实用性.     

板带弯曲的载荷挠度分析及实验验证

由材料力学和弹塑性力学推导出板带弯曲的数学模型,数值计算得到载荷挠度曲线.用ABAQUS有限元软件建立板带弯曲模型,提取出其中的载荷-挠度曲线.在100 t压力机上进行板带的弯曲实验,得到载荷-压下量的曲线.实例计算表明ABAQUS有限元软件计算结果与实验结果一致性良好.证实了该方法的有效性.由于数学模型计算的压力值偏小,故数学模型有待进一步完善.     

基于J-C模型的TC18钛合金动态本构方程构建

采用电子万能试验机对TC18钛合金进行常温准静态压缩实验,得到该合金在准静态下的实验数据,根据实验数据,选用分离式Hopkinson压杆对TC18钛合金在温度分别298、523、773、1 023 K,应变率分别为500、1 000、1 500 s-1下进行动态力学性能实验,从而获得TC18钛合金在高温动态压缩条件下的应力-应变曲线,并利用J-C模型对合金在高应变率下的动态塑性本构关系进行拟合,最终建立该合金在高温下的动态塑性本构方程。通过对模型的计算结果分析表明,该模型可以较好地预测TC18钛合金在高温与冲击载荷共同作用下的塑性流变应力。     

单向石墨纤维增强铝合金复合材料轴向压缩损伤演化与断裂力学行为研究

针对单向石墨纤维增强铝合金复合材料(CF/Al复合材料),采用细观力学数值模拟与准静态压缩试验相结合的方法研究了其轴向压缩渐进损伤与断裂力学行为,并分析了纤维体积分数对CF/Al复合材料压缩力学性能的影响。结果表明,基于纤维正六边形排布RVE建立的细观力学有限元模型对CF/Al复合材料轴向准静态压缩变形力学行为的计算结果与实验结果吻合良好。复合材料轴向压缩时首先在界面处发生损伤,界面损伤的累积随后引起局部界面失效并诱发基体合金的损伤,变形后期纤维发生失效并导致复合材料产生轴向45°压缩破坏,压缩断口呈现出界面脱粘和局部纤维断裂共存的微观形貌,表明界面脱粘及其导致的纤维断裂是诱发复合材料轴向压缩失效的主要机理。轴向压缩载荷作用下基体合金塑性变形损伤后不易发生失效,纤维性能是决定复合材料轴向压缩力学性能的主要因素,增加纤维体积分数有利于提高复合材料的轴向压缩弹性模量和极限强度。     

金属泡沫夹芯梁的压入力学行为(英文)

研究集中载荷作用下金属泡沫夹芯梁的准静态压入力学行为。考虑到夹芯梁表板弯曲和拉伸的相互作用,提出了一个金属泡沫夹芯梁局部压入大挠度变形行为的新理论模型,并详细讨论芯材剪切对局部压入行为的影响。为了验证理论模型的有效性,对夹芯梁的局部压入行为进行有限元数值模拟,理论预测结果与有限元模拟结果吻合得很好。结果表明:当压入挠度超过夹芯梁表板厚度后,塑性膜力控制着夹芯梁的局部压入行为。     

基于真实结构的多孔铝缓冲吸能研究

基于真实结构的多孔铝材料，提出了随机胞孔投放算法与材料属性识别算法，并根据结构特点建立了具有随机胞孔大小、随机胞孔分布及随机壁厚的数值计算模型。利用现有实验数据对数值计算模型进行了准静态压缩及动态压缩验证，然后分析了冲击速度、胞孔随机分布、均匀壁厚和随机壁厚对闭孔多孔铝材料缓冲吸能的影响。结果表明，所建立三维细观模型在准静态及动态压缩下的结果与实验数据趋势一致，在准静态下空气对闭孔多孔铝的力学性能影响可忽略。闭孔多孔铝的缓冲吸能能力受冲击速度和壁厚的影响较明显，受胞孔随机分布的影响很小。     

钢轨端部压力矫直的有限元分析

平直度是衡量钢轨质量的重要指标之一,它直接影响列车的运行速度、安全性及舒适性。本文应用ANSYS软件针对钢轨端部弯曲的压力矫直进行了有限元分析,建立了其载荷-挠度模型,使用该模型可进行矫直行程和矫直载荷的计算。实例计算表明,有限元计算结果真实可靠,与实际吻合,对于现场生产和相应自动矫直设备的开发具有实际指导意义。     

高铁道岔垫板矫正量计算方法

针对高铁道岔垫板因焊接应力产生弯曲变形的矫正工艺,采用弹塑性力学理论分析方法,研究了矫正过程中弹性变形、弹塑性变形以及卸载等3个阶段载荷与弯曲挠度关系,提出一种高铁道岔垫板矫正量计算方法.通过有限元软件模拟了垫板在不同载荷条件下弯曲挠度的变化,并进行了矫正实验.结果 表明,模拟结果与理论计算结果的误差小于6.54％;根...     

薄壁方管吸能构件准静态条件下轴向压缩及三点弯曲大变形力学性能

针对车用薄壁单帽吸能构件,研究在准静态试验条件下承受轴向压缩及侧向三点弯曲载荷下的吸能特性,利用有限元数值分析方法对单帽结构的整体变形过程进行模拟。结果表明,试件在承受轴向载荷的能力远大于承受纵向载荷的能力时,其轴向载荷的吸能量也大于纵向载荷的吸能量。试件在轴向载荷下为非轴对称叠缩型变形,焊缝起强化作用;在侧向三点弯曲载荷作用下,焊缝几乎不受力。对单帽的变形及失效过程进行分析,其试验结果与数值模拟结果吻合。     

大型多支承回转窑支承载荷分配方法研究

采取横分层、纵分段的方法,建立了回转窑支承载荷分配的有限元模型。通过将筒体轴线偏差转化为回转窑支承载荷分配中的给定位移,灵活地计入了轴线偏差对支承载荷分配的影响。通过对数值计算结果进行回归分析,得出了回转窑支承载荷与轴线偏差的关系式,这些关系式为掌握回转窑的运行状态及优化调窑,提供了依据。     

金属多层圆管夹芯板结构静态及准静态压缩力学行为研究

分别采用半径为Φ3和Φ6 mm的铝合金薄壁圆管粘接得到相对密度为0. 125和0. 24的圆管多层夹芯板材,试验研究了在侧向约束和准静态条件下不同层数蜂窝材料的面内压缩过程和力学响应,结合有限元计算表明,随着圆管层数的增多,夹芯材料的应力-应变曲线向下移动,单位体积塑性变形所耗散的能量减少,能量吸收减弱。而在没有侧向约束时,计算得到的应力值明显小于有约束时,且圆管层数对应力-应变曲线和能量吸收影响较小。此外,层级梯度圆管蜂窝准静态压缩曲线有明显的分段现象,层薄弱区倾向于先变形致使整体应力降低,从根本上没有改变圆管蜂窝变形模式,反而使得变形集中,不利于能量吸收。     

B280VK高强钢的Johnson-Cook本构模型与失效参数确定

通过对B280VK高强钢进行动态和准静态拉伸试验获取了其相关力学性能，并基于Johnson-Cook本构模型反求出B280VK高强钢的本构模型参数。结果表明，Johnson-Cook本构模型拟合曲线与试验拉伸曲线具有较高的一致性，能够反映出B280VK高强钢材料拉伸应力及应变变化趋势，可用于预测B280VK高强钢的应力-应变关系。然后，利用不同缺口样件准静态和动态拉伸载荷工况下获得的失效应变和应力三轴度值，通过最小二乘法拟合获得Johnson-Cook失效模型参数。最后，通过对比仿真与试验结果发现仿真与试验的载荷-位移曲线具有较高的一致性，并且峰值载荷最大相对误差被控制在9.23%以内，验证了B280VK高强钢的Johnson-Cook失效模型的准确性。     

一种新型锆钛合金的动态力学行为研究

通过对一种新型锆钛合金在室温下的准静态压缩和不同温度下的动态压缩实验,发现该合金在准静态和动态压缩条件下均具有良好的强度和塑性,且随着应变速率的增加和温度的降低,合金强度升高,塑性下降.基于Johnson-Cook模型,建立了该锆钛合金动态压缩下的本构关系.     

TC18合金高温动态力学行为表征

采用电子万能试验机对TC18合金进行常温准静态压缩实验,得到合金在准静态下的实验数据,根据实验数据,选用分离式Hopkinson压杆对TC18合金在温度分别为298 K、523 K、773 K和1023 K,应变率分别为500s~(-1)、1000s~(-1)和1500s~(-1)下进行动态力学性能实验,得到合金在高温动态压缩条件下的应力-应变曲线。在Johnson-Cook模型的基础上,通过考虑应变、应变率和温度的耦合效应,建立修正的Johnson-Cook模型对TC18合金的高温动态力学性能进行表征,模型预测结果与实验结果吻合良好,表明修正的Johnson-Cook模型能够更精确地表征TC18合金在高温下的流动应力。     

应变率和相对密度对泡沫SiCp/ZL104压缩性能的影响

对采用熔体发泡法制备的泡沫5%(体积分数,下同)SiCp/ZL104复合材料进行了准静态和动态压缩性能的测试和分析.结果表明:无论是动态下压缩还是准静态下压缩,泡沫5%SiCp/ZL104复合材料的应力-应变曲线都呈现出典型的3个阶段:线弹性段、平台段和致密段;屈服应力对应变率很敏感,使得应变率增加时,屈服应力增加,且有应变硬化现象发生;随着相对密度的增大,泡沫5%SiCp/ZL104复合材料的动态屈服应力和流动应力与准静态载荷相比显著增加.     

高温合金蜂窝板弯曲性能

基于ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件建立了蜂窝板的三维全尺寸模型,分析了静态加载速度对模型系统计算精度及计算时间的影响,确定了最优加载速度。分析了三点弯曲情况下蜂窝板的破坏特点,讨论了载荷与挠度的变化规律,并与实验结果进行比较。结果表明,最大应力出现在加载中心蜂窝单层壁板交界处,其弯曲强度为179MPa。上面板产生起皱和凹陷,下面板产生断裂破坏,蜂窝芯很少在下面板破裂前出现剪切破坏。并且模拟结果与实验结果较吻合,因此所建立的有限元模型及相关实验结果为金属蜂窝结构件设计提供了一种有效的数值计算方法。     

基于渐进损伤模型的机床复合材料传动轴扭转性能分析

利用考虑就地效应的Hashin失效准则和刚度非线性退化方法,并且引入Cohesive界面单元,采用ABAQUS有限元分析软件的子程序UMAT编写面内和层间渐进损伤模型,建立实体单元和Cohesive界面单元结合的实体模型,对纤维增强复合材料传动轴的扭转屈曲和后屈曲性能进行研究。利用模型对该项目试验结果进行验证,对某文献中的碳纤维复合材料轴进行有限元分析,并与试验数据进行比对,验证有限元模型的可靠性。结果表明：所建立的渐进损伤模型对拉伸载荷作用下的层合板失效强度的计算精度较高;压缩载荷作用下,利用该模型进行屈曲和后屈曲分析时的计算结果和试验结果吻合度较高;利用所提出的渐进损伤模型对碳纤维复合材料传动轴进行扭转屈曲和后屈曲失效分析,所得结果与试验结果吻合度较好。     

基于ANSYS的曲柄压力机曲轴刚度分析

按变截面梁挠度理论公式对J23-80压力机的曲轴刚度进行计算,得出的挠度值与实测值相比误差为4%.利用ANSYS有限元分析软件对曲轴模型进行分析并按照两种不同的加载方式对曲轴进行加载:按曲轴变形前的均布载荷形式给曲轴加载,得到的挠度值与实测值相比,误差为1.1%;按曲轴变形后的集中力形式给曲轴加载,得到的挠度值与实测值相比,误差为12.8%.从而得出利用有限元分析法分析曲轴时应按照均布载荷形式对其加载,这样得到的分析结果才更可靠,更接近曲轴变形的真实情况.     

50kJ液压模锻锤机架的结构静力学及瞬态响应分析

对50kJ液压模锻锤机架进行了受力与静态的有限元结构分析,并对计算结果进行了分析评价,得出机架的应力和位移分布规律,并获取应力集中部位;同时对液压模锻锤机架进行了动态响应分析,通过研究机架在给定动载荷激振下所产生的响应,揭示了机架在动态载荷下的应力和位移随时间变化的规律及机架的动态性能优劣;对静动态载荷下的计算结果进行了比较,得出机架在静态和动态载荷下的应力和位移分布规律基本一致,但大小不同的结论;对试验结果进行了验证。