高热可靠性电子器件热变形模拟

电子器件热变形的模拟对于提高器件的热可靠性有着重要意义 .以一种可靠性要求很高的电子器件——火箭点火用固态继电器作为研究对象 ,采用三维有限元程序对固体继电器工作时内部的热变形进行计算和分析 ,所得到的计算结果与热变形实验测试结果一致     

弹用钛合金进气道热校形研究

开展了弹用钛合金异形进气道部件真空炉热校形研究,设计了模块式校形模具,采用Patran建立了三维有限元模型,对预变形—加热—降温—卸载的校形过程进行了有限元计算,对不同的预变形量、加热温度进行了对比分析,找到了较为合理的校形参数;根据计算结果,在真空炉中对产品进行了热校形,计算结果与校形后状态较为一致。     

3一D Finite Element Analysis of the Temperature Field，Thermal Deformation and Stress of Pistons in Diesel Engines

本文应用MARC有限元分析软件,采用三维有限元法计算大功率柴油机活塞在热载荷作用下的温度场和换热情况,并在此基础上分析活塞的热变形及热应力场,确定活塞失效的主要位置,从而为改进设计提供参考。     

固体火箭发动机试车架中板簧弹阻力有限元计算方法

以固体火箭发动机试车架中重要的零部件板簧为研究对象,为了实现对多段板簧弹阻力的分析计算统一处理,编写Matlab-m有限元计算程序对试验过程中板簧的变形产生的弹阻力Q进行分析计算,计算考虑了由轴向力引起的几何刚度矩阵,得到了弹阻力Q与位移Δ的解析关系,进而可以确定板簧的最佳工作点。设计的算法、计算思路和结果为下一步进行板簧设计、结构优化、失稳分析等提供一定的参考作用。     

持续射击状态自动步枪枪管瞬态温度和变形特性数值分析

针对持续射击状态自动步枪枪管瞬态温度和变形预测问题,建立枪管的热弹耦合轴对称有限元计算模型, 通过与实验结果对比,验证了模型的正确性。计算获得了连续射击150 发过程中枪管温度和变形情况,分析了枪管 壁厚和射击频率对枪管瞬态温度和变形影响情况。计算结果表明：小口径自动步枪枪管外径越大,150 发连发射击 后残余温度和径向热弹变形越小;射击频率降低15%,对枪管150 发射击后的残余温度和径向残余变形影响不大。     

基于有限元法对鱼雷摆盘发动机活塞温度场和应力场的仿真研究

应用 I-Deas 软件,采用有限元方法对鱼雷摆盘发动机活塞进行了包括热分析在内的全过程仿真研究,探索了复杂工程中边界条件的处理同题,分析计算了鱼雷摆盘发动机活塞的温度场、应力场与变形情况。     

基于ABAQUS的火箭发射装置振动特性分析

采用Pro/Engineer三维设计软件,建立6管旋回俯仰火箭发射装置三维模型,将模型导入ABAQUS/CAE环境中,建立了火箭发射装置有限元模型。通过有限元模型模态分析,获得火箭发射装置前4阶频率和振型,并分析计算了基频共振情况下火箭发射装置的变形和应力,找出结构潜在的问题,提出解决措施。通过对6管旋回俯仰火箭发射装置实物样机振动台试验,验证了有限元计算分析结果。研究结果表明有限元分析方法一定程度上解决了火箭发射装置振动特性分析理论性不足问题,提高初始设计可信度。     

碳纤维薄壁杆件空间热辐射分析

碳纤维复合材料以其高强轻质等显著特点广泛应用于航天器的结构设计,以空间可展天线框架结构中的碳纤维复合材料薄壁杆件为研究对象,对其空间热辐射环境下的温度场和热变形进行数值模拟;采用分层实体单元和层合板壳单元两种模型进行计算,比较了两种尺度下的温度场和热变形结果,验证了采用层合板整体正交异性热参数和等效壳单元进行计算的适用性,进而可以为整体结构和复杂杆件的计算提供依据;同时也表明:薄壁构件的在轨温度场下的热变形水平满足空间可展天线的形面精度要求。     

柴油机齿轮修形机理及方法研究

以引进的某高速柴油机修形齿轮为研究对象,研究其修形设计方法;采用三维接触有限元分析手段计算了轮齿法向弹性变形和沿齿向周向变形,依据计算结果,分别对齿轮进行了齿廓和齿向修形设计,并与原修形齿轮设计值进行了比较,验证了计算和分析的正确性,得到了柴油机齿轮修形的主要影响因素.     

各向异性混合硬化材料模型及有限元程序实现

本文在文献〔1〕的基础上,提出了一种关于结构弹塑性分析的各向异性混合硬化材料模型,并就平面和轴对称问题编写了相应的有限元计算程序,插入到NFAP程序之中。应用此程序,对〔3〕中四号模拟管进行了有限元计算分析。结果表明所得数值解与实验数值较为吻合。     

考虑齿轮轴变形的斜齿轮接触分析

为分析齿轮轴复杂变形（弯曲变形与扭转变形的耦合）对斜齿轮接触状态的影响,利用有限元方法,研究了齿轮轴变形下斜齿轮传动系统的接触特性。通过有限差分法计算齿轮轴变形量,以及ISO 6336-1标准对齿轮啮合刚度的计算,验证了有限元方法和模型的正确性。通过分析齿轮轴特性,建立了刚性和柔性齿轮轴两种有限元模型。计算结果表明,齿轮轴的变形会影响齿轮齿向载荷分布、接触应力分布、齿根弯曲应力分布,从而引起偏载现象,并且增加了齿轮啮合重合度,降低了齿轮的啮合刚度。为分析齿轮轴复杂变形（弯曲变形与扭转变形的耦合）对斜齿轮接触状态的影响,利用有限元方法,研究了齿轮轴变形下斜齿轮传动系统的接触特性。通过有限差分法计算齿轮轴变形量,以及ISO 6336-1标准对齿轮啮合刚度的计算,验证了有限元方法和模型的正确性。通过分析齿轮轴特性,建立了刚性和柔性齿轮轴两种有限元模型。计算结果表明,齿轮轴的变形会影响齿轮齿向载荷分布、接触应力分布、齿根弯曲应力分布,从而引起偏载现象,并且增加了齿轮啮合重合度,降低了齿轮的啮合刚度。     

基于应变分布的建筑焊接钢筋断裂参量统计

为确定钢筋焊接接头断裂参量,提高焊接质量,提出基于应变分布的断裂参量统计方法。对焊接接头设计应变分布—损伤耦合有限元,开发弹塑性损伤有限元程序UMAT,计算接头断裂参量的统计分析,对裂纹在焊缝、熔合线、热影响区计算J积分参量及COD断裂参量。结果表明:在热影响区中,接头裂纹J积分值为8 N/m,与其焊材为5 N/m、母材为4 N/m的计算结果差别较大,说明裂纹在热影响区更易断裂。随载荷提高,裂纹COD值按母材、熔合材料和焊接接头的顺序依次增加,焊接接头COD值与熔合材料更接近。计算得出的焊接接头J积分参量及COD断裂参量接近工程测算值,说明统计计算准确。     

航空整体结构件加工变形校正技术研究

针对航空结构件的变形问题,提出了包含有加工残余应力的变形整体结构件三维质量模型的重构技术,建立加工变形—校正过程的协同仿真环境,将2个过程有机地结合起来;利用改进的二分法进行校正参数的计算,分析了校正支点位置的确定及不同校正载荷作用方式对于校正效果影响,揭示出加工后工件残余应力与校正残余应力的耦合作用规律;通过大量有限元仿真计算,获得了典型框类工件变形校正的规律性曲线,建立了适用于反弯校正的有限元数学模型,设计了变形校正试验,验证了有限元仿真结果的可行性和有效性。     

建筑物内爆炸毁伤效应的数值模拟

利用动力分析有限元程序LS-DYNA3D,对战斗部装药在建筑物内部爆炸载荷作用下的动力响应进行了数值模拟,并与经验公式的计算结果进行了对比,结果表明数值模拟结果与经验公式计算结果相一致,证明了建立的有限元模型的可行性,可为战斗部的设计及目标防护设计提供依据.     

不同时离轨倾斜发射导弹出箱安全性研究

导弹的出箱安全是箱式发射需解决的关键问题。以往研究设计中都是在假定发射箱为刚体的基础上进行导弹出箱安全性分析,未考虑发射箱箱口的回弹对导弹出箱安全性的影响。利用有限元软件Abaqus建立发射箱有限元模型,用中心差分法对导弹出箱过程中的箱口变形情况进行求解计算。通过对计算结果进行分析,总结箱口变形规律,修正出箱安全间隙数据,为导弹出箱安全性判断提供了支持。研究表明,发射箱箱口变形对导弹出箱安全间隙有较大影响,对完善导弹出箱安全性判断有重要意义。     

正交各向异性弹塑性有限变形的有限元计算方法

主要探讨各向异性弹塑性材料的有限变形计算,在乘法分解的基础上提出了一种适用于正交各向异性弹塑性材料考虑到有限变形的有限元计算方法.并利用按本法编制的程序对正交各向异性材料圆棒试样的拉伸大应变颈缩过程进行了数值模拟,得到了各向异性颈缩导致颈部椭圆变形的结果,初步证实了本方法的合理性.     

热层合板壳的横向应力分析——算法及软件实现

要在航天飞行器设计中更好地应用复合材料热层合结构,需要对横向应力进行准确分析.介绍了基于层合板一阶剪切变形理论的横向应力简化算法及其在有限元ANSYS软件基础上的二次开发和实现.算例结果显示,所设计的专用计算分析软件可用于相关结构的分析和设计.     

纳米ZrO_2热障涂层隔热性能研究

为了研究纳米ZrO2热障涂层的隔热性能,设计了涂层结构并采用有限元分析软件分别对普通试样和纳米ZrO2热障涂层试样模型的温度场进行了计算。结果表明,纳米ZrO2热障涂层有着良好的隔热性能,热源温度越高涂层隔热效果越显著。在1000℃热源下,设计的纳米ZrO2热障涂层的最大隔热温度为250℃,平衡状态下隔热温度为71℃。采用大气等离子喷涂方法制备了计算模型中设计的涂层试样,并对试样进行了隔热试验。计算结果与试验结果一致。     

柴油机活塞在复杂载荷条件下的强度研究

采用有限元分析手段,研究某型号柴油机活塞分别在热负荷、机械负荷作用下,以及热-机械负荷共同作用下的强度变化规律和变形规律,找出了机械应力、热应力在活塞应力与活塞变形中所作的贡献.将原方案和改进后的方案进行比较,结果表明改进后活塞第一环槽内的温度明显降低,证明了改进设计的有效性.     

长杆式尾翼稳定脱壳穿甲弹结构强度的有限元计算方法及计算分析

应用弹性力学有限元单法对不同计算模型的125毫米脱壳穿甲弹的发射强度进行了建模与分析计算．在应用SAPB程序计算中．选取了弹托与弹体的刚性联接模型．弹托与弹体局部联接模型、弹托与弹体联接的伪单元处理模型．在应用ASKA程序中。采取了弹托与弹体联接应甩ASKA程序的子结构功能处理的模型．总结和比较了有关文献的计算方法．得出了用8AP6程序计算弹托与弹体联接伪的单元处理模型的计算结果与弹托与弹体联接用ASKA程序的于结构功能处理的摸型的计算结果一致的结论．本文给出了各计算模型中弹托与弹体的变形图和等应力线的分布酵，弹托与弹体联接齿及其弹体对称轴上的径向应力，轴向应力、切向应力、第四强度等效应力沿轴向分市图，给出了弹托与弹体之间相互作用力的实际分布图，用有限元计算柏结暴分析了长杆式聪壳穿甲弹在腱内断弹的可能性。