强力旋压变形力学分析

本文应用轴对称变形模型对筒形件强力旋压的变形过程进行了有限元分析,用张量分析法对不同变形区域的本构矩阵和单元刚度矩阵进行分析计算,并用弹塑性有限元法求得了旋压时工件沿轴线和壁厚方向上应力、应变以及残余应力和残余应变的分布,且有限元计算结果与实测值相当一致.     

偏心圆筒弹塑性应力有限元分析

对偏圆筒的弹塑性问题进行了有限元分析，并进行了算例和试验验证．计算、试验结果表明，该有限元程序对处理偏心圆筒的弹塑性应力、容积残余变形率计算是非常精确的，它为研究不同偏心，不同材料的气瓶在发生容积变形过程中应力、应变变化规律以及偏心对对容积残余变形率影响提供了方便、可靠的方法.     

单晶体微观层次变形率相关性的分析

在分析金属晶体材料的微观层次的应力－应变关系时，将滑移引入到本构关系中，考虑了变形的率相关性，引入了新的硬化规律和硬化函数，采用三维模型进行了有限元分析，使计算结果与实验结果更加接近，并且计算了率相关系数的变化对不同取向的单晶体的应力－应变关系的影响。     

初始残余应力和切削残余应力对薄壁件加工变形的影响

为了研究毛坯件的初始残余应力和切削加工过程中产生的切削(残余)应力对薄壁件变形的影响,对铸造铝合金锥形体毛坯薄壁件进行钻孔法残余应力测试,根据测试结果分别建立包含初始残余应力的有限元切削模型、没有初始残余应力的有限元切削模型及采用有限元生死单元法的模型,并进行分析.3种模型的对比结果表明:初始残余应力与切削(残余)应力均对加工结束后工件的变形产生显著的影响,其中切削(残余)应力对于变形的影响最大.     

制造过程关键工艺环节的有限元仿真分析

目前生产中工艺规程的制定大都建立在经验或实验的基础上，许多工艺环节无法进行定量计算、产品质量难以保证，针对这一制造难题，将有限元技术引入工艺过程的分析计算、研究了切削力对薄壁零件加工变形的影响；建立了切削加工过程中，因材料去除引起毛坯初始残余应力释放与再分布，导致工件产生加工变形的有限元分析模型，并进行了实验验证．根据有限元模拟分析结果，提出了相应提高工件制造精度的工艺措施。     

连接件变形对粘弹性单元刚度矩阵的影响

分析了粘弹性材料在简谐干挠和非简谐干扰下的应力应变关系,介绍了不计连接件变形的粘弹性单元刚度矩阵,分析了连接件变形对粘弹性单元刚度矩阵的影响,指出了这种刚度矩阵的不足。为了提高计算精度,分析了连接件变形、粘弹性材料变形和总的变形的关系,在此基础上,给出了相应的修正公式,导出了考虑连接件变形情况下粘弹性单元刚度矩阵、该刚度矩阵同样可以用直接刚度法装配结构刚度矩阵。     

土坝防渗墙材料与厚度对墙体应力变形的影响

对不同墙体材料采用不同墙厚工况进行了有限元应力应变分析,给出了混凝土防渗墙的应力与变形计算结果,同时分析了墙体材料和墙体厚度变化对墙体应力与变形的影响.所得结论,可作为土石坝工程设计和病险库加固防渗墙方案选择时参考.     

TC4钛合金旋压有限元数值模拟分析

采用有限元法对薄壁曲母线TC4钛合金构件旋压成形进行了模拟计算，分析了旋压不同阶段坯料应力应变状态和旋压工艺参数对旋压成形的影响，并初步优化了工艺参数，在有限元数值模拟基础上，成功旋制了高精度试验件．试验结果表明，有限元模拟对旋压具有指导意义，可以提高旋压合格率，降低研制成本，并缩短研制周期．     

薄壁曲母线TC4钛合金构件热旋模拟与试验研究

采用有限元法对大尺寸薄壁曲母线TC4钛合金构件旋压成形进行模拟计算,分析旋压不同阶段坯料应力应变状态和缺陷产生的原因,并初步优化了工艺参数.结果表明,旋压不同阶段、不同部位坯料的应力应变状态和变形方式不同,模拟工艺参数进给比f=1.0m/r、旋轮攻角 a=20°、旋轮轨迹为凹圆弧、旋轮圆角半径R=20 mm、芯轴转速ω1=60r/min 时易成形.在有限元数值模拟基础上,成功旋制高精度试验件,证实有限元模拟对旋压具有指导意义.     

连接件变形对粘弹性单元刚度矩阵的影响

分析了粘弹性材料在简谐干挠和非简谐干扰下的应力应变关系,介绍了不计连接件变形的粘弹性单元刚度矩阵,分析了连接件变形对粘弹性单元刚度矩阵的影响,指出了这种刚度矩阵的不足.为了提高计算精度,分析了连接件变形、粘弹性材料变形和总的变形的关系,在此基础上,给出了相应的修正公式,导出了考虑连接件变形情况下粘弹性单元刚度矩阵,该刚度矩阵同样可以用直接刚度法装配结构刚度矩阵.     

机车车轮与重载辙叉的接触与残余应力分析

针对大秦重载线路道岔辙叉区疲劳伤损、裂纹、剥离掉块等问题,利用JM3机车车轮型面和标准75 kg/m钢轨12号辙叉型面,建立机车车轮和辙叉区三维有限元接触模型,对辙叉等效应力、表面接触应力和内部残余应力进行有限元弹塑性分析;结果表明:翼轨上距离理论尖端240 mm位置的MISES应力最大,达到1 537 MPa,进入塑性变形阶段,塑性应变会引起材料的残余应力和残余变形;距理论尖端240~420 mm区段残余应力较大,最大可达到945 MPa,主要分布深度在0.5mm左右;机车通过辙叉区段平顺性良好,最大变形相差不大,但距离理论尖端480 mm位置的最大残余变形超出其他位置,达到0.087 mm,该截面位置翼轨磨耗会相对严重.     

钢结构焊接残余应力及焊接变形控制技术

为了探究控制钢结构焊接过程变形策略,通过钢板对接方法研究了焊接残余应力及焊接变形.以两块同料、同尺寸钢板对接解析焊接工艺过程,设定常态焊接工艺参数,在焊接钢板上进行焊接横向及纵向残余应力计算,并在焊接过程构建温度场,建立有限元模型,绘制其温度曲线图,探究残余应力变化趋势及分布情况.结果表明,对接焊接钢结构焊缝附近部分残余应力较大,结构残余应力在初始加热时期会呈现较快下降趋势,后逐渐趋于平缓,钢板对接焊接变形主要原因是纵向残余应力过大,可通过平行加热处理降低纵向残余应力的影响.     

残余应力及其表征参数对材料滚动接触性能的影响

为了深入研究残余应力对滚动接触的影响规律,建立了圆柱滚子轴承二维有限元简化模型,在施加不同残余应力的基础上进行弹塑性分析,并对残余应力的表征参数如梯度、大小和深度等进行了影响研究。结果表明：残余压应力能使弹性变形阶段的接触应力和塑性变形阶段的塑性应变下降;等大的残余拉应力则使二者增大更大的比率。通过参数研究发现：残余压应力梯度越小,塑性应变越小,残余拉应力梯度越接近0,塑性应变越小;残余压应力越大,塑性应变越小,残余拉应力越大,塑性应变越大;残余压应力加深一定值能够降低滚动接触塑性应变,从而提高疲劳寿命,残余拉应力的加深则会引起塑性应变和疲劳损伤的增大。     

超大口径药形罩强力旋压应力应变场有限元分析

药型罩应力应变场的分布规律分析是研究其成形机理的基础和前提。基于ABAQUA/Explicit平台建立超大口径药型罩强力旋压三维有限元模型,通过数值模拟对药型罩强力旋压成形过程应力应变场的分布规律进行了分析,研究表明,药型罩的圆角处和接触区应力值较大,在强力旋压过程中该区域容易破裂,实际生产中应予以关注。     

磨削淬硬热力相变数值分析

磨削淬硬技术是以磨削力做功产生足够的热量,以达到奥氏体相变温度,工件表面需承受高温、磨削力和相变等的综合作用。文章基于磨削淬硬热力相变作用,进行了温度场有限元分析和结构分析,通过耦合有限元法计算了三种高度不同工件加载过程中不同时刻工件应力-应变分布及变形情况、工件内部应力—应变分布情况以及工件高度对工件变形的影响规律。结果表明:应力、应变集中在工件表层,在磨削弧区其值最大,越远离工件表面,应力、应变越小;相同加工参数下,工件越高,应力、应变集中区域所占工件体积比例越小,总体变形也较小。     

砖砌体非线性有限元分析模型研究

主要论述了砖砌体非线性有限元模型、刚度矩阵、破坏准则、裂缝的模拟、砖砌体单元破坏后应力应变关系矩阵的处理，并提出相应的残余应力的释放方法。     

厚壁球冠结构焊接变形及残余应力数值实验研究

潜艇球面艏端隔壁结构在工程焊接过程中产生的焊接变形及残余应力是关系到潜艇安全的重要指标．为了保证焊接构件的可靠性，准确推断潜艇球面艏端隔壁构件焊接过程中的力学行为，有必要针对厚壁球冠结构的焊接变形及残余应力进行数值实验分析．该文在大型有限元软件ANSYS的基础上，开发了相应的焊接程序，对焊接过程中结构的应力、变形进行了数值模拟；并将模拟结果与相关的理论值及实验值进行对比分析．对比结果表明，数值实验结果与理论结果基本吻合，可以满足工程要求．在此基础上，对厚壁球冠结构的焊接过程进行三维有限元分析，得到了球冠结构焊接时的变形及残余应力的变化规律，为结构的加工工艺提供了可靠的依据．     

旋压带轮的非线性有限元分析

建立了旋压带轮的有限元非线性计算模型,结合旋压带轮的几种典型工况进行非线性接触分析,得到4种典型工作位置的整体应力分布、接触应力分布及整体变形,并对带轮进行了动态特性分析,将其对应的临界转速与工作转速进行比较分析.该工作对旋压带轮的非线性有限元分析的研究与开发具有一定的理论参考和实际应用价值.     

复杂截面导轨变形的计算机辅助分析

用有限元方法分析复杂截面导轨在均布载荷作用(当承载货物时)下的变形情况．用米赛斯准则为判据，以有限元分析软件ANSYS为工具，给出了导轨在均布载荷作用下，其应力、应变及变形的情况提出了一种分析导轨受力变形的有效方法．确定出了权限载荷Fmax，并应用试验结果对计算结果进行了验证。     

筒形件正旋变形机理的研究

本文通过建立筒形件正旋的力学模型，用自行开发的大变形三维弹塑性有元模拟软件３Ｄ－ＦＳＰＩＮ对筒形件正旋变形过程进行了模拟计算，得到了旋压过程折应力场和应变场，在此基础上架桥法用钢轨梁加固险桥对筒形件正旋的变形机理进行了分析，并将计算结果与实测结果进行了比较，两者吻合较好。