金刚石车削表面微观形貌形成机理的研究

为了在超精密加工前预测并控制表面粗糙度,提出一种建立圆弧刃车刀金刚石车削表面微观形貌的几何模型的新方法,开发并编写了表面微观形貌的仿真程序,在程序中考虑了刀具几何参数、振动和最小切削厚度对已加工表面特性的影响,通过理论分析和试验研究确定了最小切削厚度与切削刃钝圆半径之间的关系,分析了影响已加工表面粗糙度的若干因素,并在仿真生成的表面微观形貌中成功地加入了随机振动信号,大量切削试验是在自行研制的亚微米CNC超精密机床上进行的,结果表明：利用所建立的表面微观形貌几何模型,能够预测金刚石车削加工将要获得的表面粗糙度。     

有限元数值模拟技术在汽车冲压件成形中的应用

板料冲压成形作为一种重要的塑性加工工艺,广泛应用于各种工业领域,在汽车制造业中显得尤为重要.介绍了板料冲压成形在汽车制造业中的重要地位以及国内外汽车冲压件成形的现状.综述了有限元数值模拟技术的发展状况、理论基础以及一些专用的有限元软件.板料在冲压成形过程中经常出现起皱、破裂及回弹等缺陷.通过对几种典型汽车冲压件的成形分析,证明了有限元数值模拟技术能够在成形过程中很好的预测成形缺陷.并指出数值模拟在冲压成形中正发挥着越来越重要的作用.     

金刚石刀具前角对超精密切削过程影响的有限元分析

基于大变形有限元理论和更新的拉格朗日方程式,建立热机械耦合的平面应变正交切削模型,并利用通用的商业有限元软件,对6061铝合金的超精密切削过程进行有限元仿真．分析金刚石刀具前角对切削力、切屑变形、切屑根部最大应变、作用于前刀面最大压应力和切削温度分布的影响．结果表明：随前角由负向正变化,切屑厚度变小而长度变长、切屑的曲率半径随着变小,切削力和切屑一刀具接触面上最大压应力则随之下降,刀尖附近的切削温度逐步上升,但切屑根部的最大应变则保持不变．以此优选金刚石刀具前角．     

大型光学非球面零件超精密切削新方法

超精密切削加工机床的刀具进给一般采用直线导轨实现,分析并提出以刀具的旋转运动代替直线进给运动方式,实施轴向与径向进给,并通过控制车刀的微进给量实现非球面的超精密加工.通过二次曲面曲率分析,给出避免产生过切的非球面最接近球面的求解方法;构建了车刀微进给系统进给的几何模型.计算机模拟表明:该加工方法可以提高大型非球面加工精度,并且制造同等精度设备难度小、成本低,结构紧凑、刚性变形小,可提高生产效率.     

钢筋弯曲过程的有限元模拟

本文针对钢筋在弯曲过程中的大变形及非线性的特点,运用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA建立了钢筋弯箍系统的有限元模型,对钢筋的弯曲过程进行了数值模拟,并分析了钢筋在不同时刻的弯曲应力变化情况。当钢筋弯曲角度接近于零时,钢筋产生的最大应力发生在与弯箍转套接触部位;随着时间的增大,与箍筋模接触部位的应力迅速增大,且应力最大值逐渐由钢筋的边缘部位向中心部位靠近。     

板坯立辊轧边过程的三维刚塑性有限元模拟

研究基于刚塑性有限元方法模拟板坯轧边的过程，提出了用少量简化单元描述轧制过程变形的方法，结合采用Coulomb摩擦定律，给出了加工硬化板坯的稳定轧制过程模拟相关问题的解决方案，文中并对此进行了计算机模拟。     

超精密切削切屑形成过程的三维有限元仿真

基于大变形有限元理论,建立了超精密切削的三维有限元模型,利用通用的商业有限元软件实现了超精密切削切屑形成过程的三维仿真．并对正交直角切削和斜角切削切屑的形成过程进行了比较深入的分析研究．结果表明：在同样切削条件下,斜角切削过程中产生的切削热、塑性应变和等效应力小于正交直角切削时产生的切削热、塑性应变和等效应力．     

土(堆)石坝施工过程位移场有限元仿真分析

基于克拉夫堤坝逐级施工位移分析提出考虑坡面的位移修正理论 ,研究施工过程位移机理 ,认为当前施工层加载产生的位移场 ,对于单单元层的施工层 ,只要施工层足够多 ,就能有较好的位移仿真精度 ;对于多单元层 ,当前层以下的位移增量是正确的 ,当前层内结点位移必须进行修正 ,考虑坡面影响的修正可以有较好的仿真精度     

42CrMo合金结构钢的切削加工有限元分析

采用有限元方法构建了42CrMo(美国牌号AISI 4140)合金钢的正交切削仿真模型,并对其进行了二维有限元仿真.切削仿真中,利用Johnson-Cook本构模型确立工件材料模型,刀屑界面摩擦采用剪切摩擦,分析温度场时把热传导系数设置为在刀屑界面上产生的压力函数.切削仿真结果表明:增大刀具前角,切削力下降;提高切削速度,则切削温度上升,等效应变速率明显加快.     

水位骤降对土质渠道边坡稳定性影响的弹塑性有限元分析

用抗剪强度折减弹—塑性有限元法研究渗流作用下土质渠道边坡的稳定性问题,在土体本够模型中采用了最适合进行土体稳定分析的Mohr Coulomb准则,同时考虑了土体拉伸屈服及拉伸屈服后强度软化对土体稳定性的影响,完善了屈服准则,并用Fortran90语言编制了相应的计算程序.程序的适应性算例所得的稳定安全系数比简化Bishop法小1 2%～5 8%,证实了其应用于工程的可行性.结合渗流有限元对水位骤降情况下的渠坡稳定进行了计算,结果表明,有限元法可以非常方便地将渗流场和应力场相结合,克服了传统条分法难以结合渗透力的缺点,为复杂情况下渠坡结构设计提供了依据.     

对极薄切削若干问题的分析

针对超精密切削的实现条件,即锋利的金刚石刀具和高精度、高刚性的切削机床及其他周边技术的支持,对极薄切削进行了分析．在其他加工条件固定时,金刚石刀具的刃口钝圆半径影响稳定切削时的切削厚度,进而影响切削变形、切削力、切削温度、刀具磨损和已加工表面质量．最小切削厚度的获得是反映超精密切削加工水平的重要标志,因此对极薄切削进行分析具有重要意义．     

细长轴加工误差预测与补偿方法研究

在前期对车削加工过程仿真研究的基础上,开发了一套车削加工仿真系统,根据车床本身的运动误差及切削参数,对其加工过程进行仿真,并建立了综合误差模型来预测其加工误差．预测结果与实际的测量值具有较好的一致性．     

有限元网格自动生成算法分析

本分析比较了近年来在有限元网格自动生成中的主要算法及技术，并提出了作的一些观点。     

模拟加工成型的稳态化混合有限元分析

近年来有限元方法应用于模拟加工成型过程的研究取得了较大的发展。稳态化混舍有限元法由于避免了伽辽金有限元方法存在的问题，引起越来越多学者的重视。首先使用罚因子将材料的体积近似不可压缩性或不可压缩性条件引入有限元基本平衡方程，针对Anand粘塑性材料模型争超塑性材料模型，导出了压力-位移(速度)稳态化混舍有限元方程，给出了各种材料模型的有效粘度表达式，找出它与等效应变速率之间的关系，算例的结果与ANSYS有限元分析软件进行比较；验证了结果的可靠性。     

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     

粉末冶金铍铝合金拉伸性能的有限元模拟

采用ANSYS有限元软件分析在微观状态下粉末冶金铍铝合金的强度、内部应力场与颗粒形状、颗粒体积分数及基体强度的关系。该方法简单易行,并能够详尽地给出材料内部应力和应变场的分布细节,为材料的微观结构设计和力学性能改善提供理论支持。结果表明,颗粒的尖锐化会导致颗粒的尖端应力集中,致使低应力水平下材料在尖端处发生断裂。因此,在材料制备的过程中,应采用球形颗粒或对颗粒进行钝化处理;同时,由于颗粒和基体弹性模量的差异,使应力主要集中在颗粒上,而应变主要分布在基体上。通过模拟,比较不同颗粒体积分数和不同基体强度模型的屈服强度。结果表明,颗粒体积分数和基体强度的增加有助于提高铍铝合金的强度。     

秸秆类生物质固化成型有限元模拟

秸秆类生物质属于可压缩材料,其密度较低,致密化是提高生物质制品性能的关键.根据生物质压缩成型的主要特点,利用ANSYS的结构分析模块对挤压过程进行有限元模拟,得到载荷在材料致密化过程中的变化规律,揭示了在整个成形过程中制品内部应力应变及其历史演化过程,进而对生物质成型机理研究提供了依据.     

秸秆类生物质固化成型有限元模拟

秸秆类生物质属于可压缩材料，其密度较低，致密化是提高生物质制品性能的关键．根据生物质压缩成型的主要特点，利用ANSYS的结构分析模块对挤压过程进行有限元模拟，得到载荷在材料致密化过程中的变化规律，揭示了在整个成形过程中制品内部应力应变及其历史演化过程，进而对生物质成型机理研究提供了依据。     

仿生非光滑注射器针头注射过程接触有限元模拟

应用接触非线性有限元方法对普通针头及两种分别具有锯齿形和波纹形仿生非光滑表面针头的注射过程进行了数值模拟,求得了软组织在该过程中应力、速度、动能和内能的变化时间历程,直观描述了非光滑表面对针头在注射这一动态过程中的影响。通过三种针头的对比和分析表明,仿生非光滑针头具有减阻和减痛效果,并且具有波纹形非光滑表面的针头效果更加明显,与试验研究结果吻合。     

基于ABAQUS刀具刃口钝化的有限元分析

以硬质合金螺纹梳刀为研究对象,应用有限元分析软件ABAQUS进行螺纹切削加工的仿真研究,分析刀具刃口钝圆半径对螺纹梳刀加工过程中切削力和切削温度的影响。研究结果表明,刀具切削温度分布主要集中在刀尖部位;随着刀具刃口钝圆半径的增加,切削力呈先增大后减小的变化趋势,而切削温度呈先减小后增大的变化趋势,刃口钝圆半径为0.02 mm时切削温度最低。实验测量结果与仿真模型的预测结果具有较好的一致性。该仿真分析为刀具几何尺寸的设计提供参考。