塑料注射成型流动过程中温度场数值模拟

采用有限差分方法进行塑料注射成型流动过程中温度场的计算机模拟,对能量方程中瞬态项和热传导项分别采用向后差分和隐式差分近似;同时,为保证数值计算过程的稳定性,采用上风法处理对流项。最后讨论了数值求解的稳定性。     

非均匀材料破坏过程数值模拟的边界元法研究

用格子模型和统计分布模拟非均匀材料性质的初始分布,针对二维非均匀材料格子模型建立了重复多子域边界元法求解方程。通过把各行子域集成为亚子域,然后对链状排列的亚子域应用域转移矩阵法进行求解。由于使用的域转移矩阵法对内存的要求仅略大于一个亚子域的求解,以及重复多子域法只需要进行一次系数矩阵积分,因而可以大大提高求解的规模和效率。在此基础上,对非均匀脆性材料在简单载荷作用下的破坏过程进行了数值模拟。采用重复多子域法和域转移矩阵法,可以得到子域内高精度的连续应力分布,为进一步研究非均匀材料裂纹萌生、扩展和破坏过程提供了基础。     

HDPE厚壁管挤出过程的模拟

本文对HDPE厚壁管的口模定型部分以及后面的冷却定径部分的流动和传热问题进行了分析,建立了数学物理模型。在凝固区两相模型中,提出了求解比热的新的处理方法。运用SIMPLER有限差分程序,结合新编制的子程序,得出了该区域的速度场、压力场及温度场。利用破裂强度值原理,求出了模头后面冷却定径套的长度,该值与文献[5]的实验值吻合较好。本文还通过改变各种工艺条件,得出HDPE熔体在所研究区域的各种场值,用以描述不同条件下的熔体流动情况及冷却情况,为挤出口模定型和冷却定径部分的设计及厚壁管的最佳工艺控制提供了理论基础。     

浇注聚氨酯固化过程的数值模拟

基于反应动力学和能量守恒方程,对浇注聚氨酯成型的固化过程进行了合理的假设和必要的简化,建立了体系反应程度和温度的数学模型,并采用交替方向隐式法对区域进行了有限差分,结合数学软件matlab对固化过程进行了动态模拟,获得了二维内热源的非稳态传热的数值解,确定了合理的工艺条件。     

模拟生物组织冻结过程计算分析

以冷冻外科为应用背景,用变时间步长法数值求解模拟生物组织（土豆泥）中的一维冷冻过程,当冷刀壁面温度随时间线性变化时,可得到冷冻外科手术时模拟生物组织中各时刻的温度场分布和相变界面的移动速率。并进一步分析了冷刀壁面保持恒定降温速率时,不同介质初始温度和冷刀壁面初始温度对相变区发展过程的影响。     

气体辅助注射成型工艺及充模过程CAE分析

描述了气体辅助注射成型的工艺过程及熔体充填和气体穿入的数学模型，采用有限元／有限差分／控制体积法计算充填阶段的压力场和温度场，确定两类移动边界—熔体前沿和熔体／气体边界。并对典型制件进行模拟以验证模型的可行性。     

凝胶化反应中溶剂效应的计算机模拟

用改进的晶格键渗流模型研究了溶剂对化学凝胶化过程的影响，引进紧邻不饱和单元相互作用参数Ｚ来描述溶剂的品质。计算机模拟结果表明，溶剂品质对凝胶化时间、族平均尺寸、簇尺寸分布等有明显影响。临界ν指数、β、γ和ν，特别是γ和ν在不同溶剂中有不同的数值，显示出不同溶剂中的化学凝胶化过程不属于同一普遍类。     

微重力条件下熔体中对流过程的数值模拟

微重力条件下生长优质晶体遇到的最大问题是要控制晶体生长的条件，抑制由于重大的减弱而引起的熔体中的热毛细时流。但是，用实验来解决这些问题费用高，周期也长，而且有时完全用实验来模拟也是很困难的。用数值计算方法来模拟微重力条件下熔体中的对流过程是空间晶体生长研究的一个重要的方向，计算结果对控制空间生长晶体和抑制熔体中的对流有指导意义。对微重力条件下熔体中对流发生、发展的过程进行了数值研究。以有限差分法研究了沿上表面为自由表面的水平区域不同边界条件下的熔体中的对流过程。     

非对称平面剪铰结构展开过程分析与仿真

该文研究由刚性杆组成的单自由度非对称平面剪铰桁架结构的运动学及动力学特性。首先,利用剪铰结构的几何特性推导各个剪铰单元的运动规律,得到了单自由度剪铰结构各杆件的广义坐标表达式。然后建立系统的质量矩阵和约束方程,并利用拉格朗日乘子法建立其动力学模型。采用Baumgarte坐标违约和速度违约稳定法进行数值求解。最后利用MATLAB软件包对由两个非对称剪铰单元组成的可展桁架结构的展开过程进行了数值仿真,并对仿真结果进行了相应的分析。该文的工作为非对称剪铰桁架结构的工程应用提供了理论基础。     

热固性树脂基复合材料固化过程的三维数值模拟

针对热固性树脂基复合材料成型工艺的固化过程建立了数学模型,并采用有限单元法进行了三维瞬态数值分析。编制了有限元模拟程序CURESIM,通过具体数值模拟算例,表明本文中所建立的分析模型及算法具有较高的可靠性。模拟的固化过程并不特指某一成型工艺,因而模拟的数值方法具有一定的普遍性。模拟程序可以计算得到任意时刻复合材料内温度及固化度分布,通过数值模拟可以有效地优化固化加热工艺参数,提高产品质量。      

ELECTROFORMING TECHNIQUES IN THE LIGA PROCESS FOR THE PRODUCTION OF MICRODEVICES

At the Karlsruhe Nuclear Research Center a new technology, called LIGA process, is being developed. In this process, synchrotron radiation lithography, electroforming and plastic molding are employed for the fabrication of microdevices with characteristic dimensions of few micrometers and structural heights of several hundred micrometers. Besides the production of metallic microdevices made of nickel, copper or gold, electroforming techniques are also used in fabricating X-ray masks and mold inserts to be utilized in the process. Plating processes used In the LIGA process are being automated for integration in a new clean-room plating machine developed for the mass production of microdevices.     

复合材料RTM成型工艺固化过程三维数值模拟

复合材料RTM成型工艺固化过程数值模拟本质上是求解瞬态热传导和固化动力学耦合方程。本文中以控制体积技术将来自放热化学反应的非线性热源项处理成节点集中载荷,并采用有限元方法求解。以厚板构件的二维数值模拟与文献中结果比较证明了本文中方法的正确性,并讨论了厚度对温度分布的影响。对带孔圆筒形构件进行了算例研究,结果表明:本文方法在处理涉及复杂形状的问题时也具有良好稳定性与可靠性。      

沥青浸渍过程的数学模拟

借鉴过滤过程的基本模式，利用毛细管流动的基本公式，对沥青浸渍过程进行了数学模拟，得出了浸渍时间的数学表达式，以此对影响浸渍工艺的一些工艺参数进行了讨论，描述了浸渍效果与其工艺参数之间的关系，并利用此公式对一实际样品进行了模拟计算。     

海洋工程物理模型试验中风场模拟方法研究

针对研究浮体运动的海洋工程物理模型试验中风场的模拟要求,对两种实验室模拟实现技术方案进行了阐述和对比,发现了开敞方案在风场质量和经济性方面都要优于风洞方案并推荐使用。同时,采用变比尺船模风场系泊力试验方法,研究了模型的相似性、比尺效应和风速比尺等问题,得出了重力相似准则条件下风速比尺的修正系数。     

厚截面构件RTM注射工艺树脂流动过程模拟

针对厚截面构件的RTM工艺过程,研究了三维树脂流动问题。基于六面体单元,采用有限单元/控制体积方法,开发了三维树脂流动过程模拟程序HEXCV。与解析解比较验证了HEXCV程序的稳定性和可靠性。算例研究表明,HEXCV程序可为工艺过程设计提供有效的参考依据。      

复杂形状三维薄壁构件RTM制造工艺注模过程模拟

采用有限单元/控制体积方法,编写了RTM工艺注模过程模拟程序SHELLCV。SHELLCV程序包含三角形壳元和矩形壳元两种单元,可以模拟复杂形状三维薄壁构件的RTM制造工艺注模过程,得到任意时刻的树脂流动前峰曲线、压力场分布。与解析解比较验证了SHELLCV程序的稳定性和可靠性。算例研究表明SHELLCV程序可为工艺设计:注射口和排气口的布置,合模压力提供有效的参考依据。      

跨断层土木工程研究与实验装置研发现状

确保跨地震断层土木工程结构和设施的安全,减轻因断层错动造成的工程灾害损失是建设具有韧性的土木工程系统无法回避的难题.随着我国重特大工程建设向深地、深海和中西部地区的转移,跨断层土木工程安全问题日益突出.通过对近年来典型大地震断层区的地质、工程结构和设施灾害的回顾与分析,指出开展跨断层土木工程结构和设施的破坏性实验研究、...     

线型聚能切割器切割靶板过程相似率的数值模拟

利用相似理论分析了线型聚能切割器(LSCC)切割钢靶板过程的相似参数,建立了该钢靶板的相似率关系。在此基础上以文献〔5〕中的线型聚能切割器为计算模型,应用ANSYS/LS-DYNA3D软件对其进行模拟,通过与试验结果对比证明了模拟的正确性。然后对满足模拟比的聚能切割器切割靶板的过程进行了模拟,对比分析了其射流头部速度及侵彻深度。结果表明,相似率模型在线型聚能切割器切割靶板过程中是成立的。