金属薄壁零件切削过程的三维仿真

根据金属材料切削加工有限元仿真建模理论建立了基于Deform-3D的金属薄壁零件切削加工有限元模型。通过仿真计算获取切屑形成过程、切削力变化曲线、切削区域应力分布云图、应变分布云图、切削温度场分布云图,并得出结论:仿真实验获得的切削过程参数值符合金属切削理论,仿真研究可行。借助仿真研究可在实际加工前预测切削过程参数值,对优化切削加工过程和提高薄壁零件加工质量具有重要意义。     

基于数控加工的三维仿真系统设计

以Windows系统为研发平台,辅助OpenGL工具,实现了数控车、数控铣、钻加工的三维仿真系统。该系统由数控程序编辑而成,建立了数控程序的检查和解释、仿真计算以及仿真显示等模块,具有数控代码反向仿真的特点,与实际的车削、铣削以及钻削加工过程十分贴近,具有较强的现实意义和作用。     

基于Maxwell 3D的汽车电磁缓速器瞬态电磁场有限元分析与仿真

文中根据电磁场理论,引入电磁位对和库仑规范,推导了汽车电磁缓速器电磁场的控制方程,采用主、从边界建立了其有限元模型,并对汽车电磁缓速器的瞬态电磁场进行了仿真,分析了仿真结果,可作为汽车电磁缓速器的进一步研究基础.     

基于Deform-3D的滚齿加工仿真与分析

利用三维建模软件Pro/Engineer建立滚刀模型,以有限元分析法为基础,借助Deform-3D软件对齿轮滚削过程进行了动态模拟仿真,获得了切削力变化规律、切削温度和应力应变的分布情况,以及刀具磨损的情况。仿真结果为实际加工过程中的工艺效果预测提供了理论依据。     

3D FE limit analysis model for multi-layer masonry structures reinforced with FRP strips

A heterogeneous full 3D limit analysis model for the evaluation of collapse loads of FRP-reinforced multi-layer masonry structures loaded in- and out-of-plane is presented. Four-noded rigid infinitely resistant tetrahedrons are used to model bricks, stones and filler. Three-noded rigid infinitely resistant triangles are used to model FRP strips. Plastic dissipation is allowed only at the interfaces between adjoining elements, i.e. on mortar joints reduced to interfaces, on brick-brick interfaces and on filler. A possible dissipation at the interfaces between FRP triangles and masonry wedges is also considered in order to take into account, in an approximate but effective way, the possible delamination of the strips from the supports. Italian code CNR-DT200 formulas are used as a reference to evaluate peak interface tangential strength. While the delamination from the support can be modeled only in an approximate way within limit analysis, the aim of the paper is to accurately reproduce the change in the failure mechanism observed in experiments due to the introduction of strengthening elements.A 3D approach to model masonry is used in order to take into account both the real texture of the panels along the thickness (i.e. multi-layer regular and irregular texture, presence of internal filler, etc.) and the presence of FRP strips either at the extrados or at the intrados of the structural elements.Two numerical examples are critically analyzed, consisting of a two leaf thick masonry wall simply supported at three edges, reinforced at the extrados and subjected to uniform lateral pressure and a complex three-layer tuff masonry shear wall with cavities filled with mortar and reinforced with horizontal and diagonal FRP strips at both faces. For the first example analyzed, full sensitivity analyses varying both FRP-brick peak strength and filler mechanical properties have been conducted in order to evaluate the capabilities of the model proposed when varying constituent materials mechanical properties. An additional FE simulation conducted with a standard code is also discussed to validate the model. When dealing with the second example, full comparisons with experimental data available are reported. Comparisons with experimental evidence and alternative FE procedures confirm that the limit analysis approach proposed may represent a valuable tool for predicting failure mechanisms and collapse loads of complex 3D multi-layer masonry structures reinforced with FRP strips.     

二维三轴编织复合材料强度及渐进损伤数值预测

针对二维三轴编织复合材料纤维束路径周期波动问题,给出空间周期三次样条的求解方法,基于周期三次样条曲线段,求解任意一点处单元材料主方向。建立非对称的透镜形纤维束横截面,并考虑纤维束横截面随纤维路径产生的扭曲。基于区域叠合思想,利用直接网格建模而后切割的参数化单胞网格建立方案生成二维三轴编织复合材料更为精细的参数化单胞模型。基于Murakami损伤理论建立正交各向异性损伤本构模型,利用等价位移控制实体单元相应模式下损伤的演变发展,在单胞模型中引入界面单元,考虑界面相损伤对材料损伤演变过程的影响,预测45°编织角二维三轴编织复合材料在轴向和横向拉伸载荷作用下的强度以及细观损伤起始、扩展和最终失效过程。数值预测结果与试验结果吻合较好。     

UG二次开发实现五坐标数控机床三维仿真

在加工复杂自由曲面时,由于五轴数控机床运动部件之间容易发生干涉,使用计算机仿真验证数控程序的正确性,检测加工过程中的干涉和过切,可避免机床和工件的损坏,效率高成本低.利用UG软件建立机床模型,并进行软件二次开发,读取数控G代码指令驱动机床各轴运动,对加工过程进行动态的仿真,检测加工过程中机床各运动部件之间的干涉及工件过切.     

基于DEFORM 3D的钛合金高速车削有限元仿真

应用DEFORM 3D软件对钛合金高速车削进行仿真研究,分析了不同切削参数下切削力和切削温度的规律,研究发现背吃刀量和进给量对主切削力的影响较大,切削力与主切削力变化基本一致,切削速度对主切削力的影响不明显,但后者对切削温度具有显著影响;研究了工件和刀具温度场的变化规律以及工件所受应力和刀具的磨损情况,发现最高温度出现在切削刃邻近2mm区域内,且温度最高处刀具磨损程度最大,工件最大应力在第一变形区和工件接触区邻近。     

基于三维虚拟环境的数控加工中心建模与仿真

在分析加工中心的装配特性和运动特点的基础上,建立了加工中心的层次几何模型和运动模型,并给出了模拟运动的坐标表示方法,同时建立了一个虚拟立式数控铣削加工中心的原型,该建模方法便于虚拟设备单元的结构描述及加工过程的部件运动仿真。     

虚拟切削加工过程中冷却液三维模拟仿真技术研究

通过对冷却液进行分类、归纳总结，建立其类的数据结构，描述其性质和行为，并对流动过程中的相关因素进行分析，建立冷却液流动过程中合理的数学模型，对虚拟车削加工中的冷却液进行了动态模拟，描述了不同冷却液的真实形态，为虚拟加工仿真环境的构建增加了功能模块。此外，对冷却液与零件、刀具、床身等的碰撞也进行了深入分析与描述，达到了喷溅效果，从而为虚拟制造提供了技术支撑。     

三维编织复合材料渐进损伤及拉伸强度数值预测

基于区域叠合技术和与材料断裂能相关的损伤演化模型对三维四向编织复合材料的渐进损伤演变过程及拉伸强度进行数值预测。结合基于Fortran语言编写的单胞增强相网格提取算法,实现了参数化单胞增强相网格模型的快速建立。基于Murakami损伤理论建立了正交各向异性损伤本构模型,利用等价位移控制相应模式下损伤的演变发展,分别模拟了典型大小编织角三维四向编织复合材料的细观损伤起始、扩展和最终失效过程。数值预测结果与实验结果吻合较好。     

粘性系数对复合材料层合板的渐进损伤影响

在渐进失效分析法的基础上,为研究粘性系数(η)对层合板结构最终失效的影响,以含有中心贯穿式孔裂纹的E-glass/HT907复合材料层合板为研究对象.采用工程上使用较为普遍的Hashin准则作为结构失效单元的判别依据,结合各种损伤模型,对层合板结构的破坏机理、材料失效后的损伤扩展过程以及结构发生破坏后的最终失效载荷进行...     

加工过程的三维动态图形模拟研究

研究了加工过程中的三维动态模拟图形。利用VB6．0与3DSMAX2．5、AutoCADR14接口，模拟机械加工过程及原理，产生了逼真的效果，开发了应用软件中的三维动态模拟加工图。将三维动态模拟有效地与CAD／CAM结合，直观完整地描述了设计和制造过程。成功地用于制造厂的产品设计与制造及教学。     

3D FEM Simulation of Milling Force in Corner Machining Process

To optimize milling force and machining accuracy quality in corner milling process, the changing law of milling force is revealed by Finite Element Method(FEM). Based on DEFORM software a serial of 3D FEM models for corner milling process are devloped. Tool curved trajectory is achieved by establishing accurate relationship of tool location with milling time. Adaptive remeshing technique and iterative algorithm are adopted to ensure convergence of FEM model. Component force characteristics are revealed by analyzing FEM simulation results. It indicates that the milling force in Y direction becomes negative comparing with forces in X and Z direction. Magnitude of forces in three directions decreases with increase of spindle speed, while it increases with increase of milling feedrate. The simulation results for cutting force are in good agreement with those obtained from experiment. The FEM simulation model is first successfully established for corner milling process in this study, and the results provide a guide for optimizing cutting parameters in cutting process.     

基于Quest3D的齿轮加工虚拟仿真教学系统研究

为解决机械类学生对齿轮加工实验的需求,基于Quest3D图形化编程开发平台,将齿轮加工工艺流程与虚拟现实技术有效结合,建立了齿轮加工虚拟仿真教学系统.系统分为三维场景模型、机械加工工艺系统模型、机床运动控制模块、人机交互模块四个部分,展示了齿轮制造与加工的完整工艺流程,能够从多视角多层级对机床的运动和加工过程进行模拟展...     

三维动画技术在数控加工仿真中的应用

三维动画技术是计算机图形技术领域中一个重要的研究方向 ,该技术广泛应用于CAD/CAM、航空航天、艺术等领域。在此深入剖析了基于OpenGL的动画技术在数控加工仿真中的应用。局部刷新技术在开发过程中的应用 ,减小了显示对象的范围 ,从而有效地解决了动画显示中显示速度较慢的问题 ;而图像存储技术的应用 ,为局部刷新显示提供了可能。这些技术的研究与实现提高了计算机数控加工仿真系统的图形显示质量和效果     

累积损伤方法在复合材料接头研究中的应用

累积损伤方法已被广泛应用于复合材料的各种结构损伤分析及强度预测中。对累积损伤方法在纤维增强复合材料机械连接接头性能研究中的应用进行了分析论述,主要包含应力分析中的有限元建模、失效判定准则及损伤过程中材料性能退化三大部分。并对该分析方法在今后研究的动向进行了展望。     

基于三维CDM的复合材料开口层合板失效分析

建立了复合材料层合板三维连续介质损伤力学模型,并将该模型应用于复合材料开口层合板的损伤破坏分析中。与相关试验中开口层合板强度和损伤破坏情况对比分析表明:本文模型能够有效地模拟开口层合板从初始损伤到完全破坏的全过程,具有较高的计算精度和良好的数值模拟收敛性。基于该模型,详细分析了在单向拉伸载荷作用下开口层合板不同铺层的损伤破坏情况。     

基于仿真的数控铣削加工参数优化研究

针对数控铣削加工参数优化问题,通过加工仿真,计算每一走刀步的切削深度和切削宽度并划分区间。在每一个由组合划分区间内所有刀步构成的一个加工特征组合段上建立了多目标优化模型,模型采用遗传算法对每一加工特征组合段的加工参数进行优化,自动修改NC程序中的加工参数并反映优化结果。应用实例证明,提出的多目标优化模型和优化求解算法正确、有效。     

基于OpenGL的车铣去除材料的三维动态仿真

介绍了一种基于OpenGL的车铣去除材料过程的三维动态仿真方法,通过将毛坯进行离散化并与刀具体做布尔减运算的方法实现实时切除效果。重点介绍了如何将毛坯离散化以及如何进行刀具体与毛坯的布尔减运算,结合实际情况对布尔减运算做了具体的解释。