复合材料盒段弯曲试验与数值研究

为了确定垂直尾翼承力盒段与机身连接形式,并获取两种方案所构成盒段的力学性能数据,对垂直尾翼承力盒段进行了弯曲试验,得到了壁板上的应变分布状态。应用有限元软件ANSYS建立了垂直尾翼承力盒段的有限元模型,通过分析计算得到了盒段的弯曲极限载荷和壁板的应变云图。分析数值模拟结果与试验结果,比较了两种盒段在弯曲载荷作用下的力学性能。载荷达到极限载荷的50%之前,盒段根部的载荷-位移曲线和蒙皮上的载荷-应变曲线均呈线性关系。通过比较数值模拟结果和试验结果,验证了数值模拟的可行性。     

铝合金管材回弹的有限元应用

本文以飞机常用的铝合金管材为对象,研究解析计算、有限元分析弯管回弹的计算的试验的方法差异.将试验法得出的回弹值与解析计算法和有限元分析法计算结果进行对比,结果表明:试验值与解析值,试验值与有限元分析值的规律相符且存在一个比较稳定的差值,相对而言试验值与有限元分析值之间的差值波动更小,回归性更理想.本文主要分为两个部分,其一为测算回弹角的常用方法的比较,其二为有限元分析在数控弯管技术中的工程应用.     

基于性能的钢筋混凝土剪力墙变形能力分析研究

以钢筋混凝土剪力墙试验研究为基础,采用有限元软件ABAQUS建立了剪力墙的非线性有限元模型.对构件加载的全过程进行模拟,考虑材料的非线性本构关系、损伤模型和受拉开裂后的行为,与试验结果进行对比;计算曲线与试验曲线吻合良好,验证了有限元分析模型的准确性.分析影响变形能力的主要参数,包括轴压比、配筋率、高宽比和配箍特征值.提出不同轴压比和极限顶点位移角情况下约束边缘构件长度与配箍特征值的设置要求.用三种计算方法计算了极限位移角为1/100或位移延性比为3时所需的约束边缘构件长度和配箍特征值,并与有限元结果进行了对比.     

拉伸载荷下机身整体复合材料接头的断裂损伤研究

为了解决机身蒙皮、纵梁和框连接区域的复杂传力及结构设计问题,设计了复杂胶结整体复合材料接头,完成了该整体复合材料接头的拉伸试验,得到了其应变-载荷曲线和损伤模式。建立了整体复合材料接头数值分析模型,研究了其在拉伸载荷下的损伤起始、扩展及失效过程。结果表明:接头首次降载和极限破坏载荷分别为120.82和168.11 kN;初始损伤发生在左下侧角盒的角弯曲处,然后沿着短翼缘,长翼缘以及腹板间的圆弧过渡区扩展,导致上下角盒的胶结界面脱黏,角盒和L型层合板的胶结界面分层失效。数值计算得到的首次降载和极限破坏载荷与试验结果相比误差分别为6.68%和2.61%,两者符合较好。     

大客车横向稳定杆有限元分析

针对大客车横向稳定杆的受力情况,利用传统方法计算其角刚度,建立横向稳定杆的有限元模型,并根据使用要求设置边界条件,进行有限元分析和角刚度计算.同时,将两种方法所得的计算结果进行对比,得到大客车横向稳定杆角刚度计算中传统方法和有限元法各自的特点和不足.     

北盘江新型空腹式连续刚构桥角隅节点模型试验研究

为研究空腹式连续刚构桥新型桥梁结构角隅节点的力学性能,设计了角隅节点1∶5缩尺模型试验梁。通过静力荷载试验,利用静态采集仪及挠度计,测试角隅节点模型梁悬臂加载状态下的应变和挠度。建立模型梁有限元空间数值模型,并将有限元数值计算结果与试验数据进行对比分析。研究结果表明:空腹式连续刚构桥角隅节点具有区别于传统斜腿刚构桥角隅节点的力学性能,其顶板顺桥向基本受压应力作用;角隅节点区域局部应力较高,应加强此部位设计;剪力滞效应也同样存在于角隅节点部位;数值模拟结果与试验结果基本一致。本研究进一步揭示了空腹式连续刚构桥角隅节点力学性能,验证了数值模拟的可行性,为今后此类该桥型角隅节点设计提供了借鉴。     

硬盘用纸浆模塑盒的有限元分析

分析了纸浆模塑制品在包装应用中的缓冲机理,并将有限元方法引入到纸浆模塑材料的强度分析中,对硬盘包装用纸浆模塑盒进行了有限元分析.结果表明,盒体结构强度及缓冲性能足够使产品得到有效保护.     

基于荷载试验数据修正桥梁结构有限元计算模型的研究

以浙江省长兴县上莘大桥为对象,采用一般方法建立桥梁分析的初始有限元计算模型,根据桥梁交工验收荷载试验采集的静、动载试验数据,通过建立考虑变形、频率及振型等静、动力信息的多目标函数对初始有限元模型进行修正,得到能够反映桥梁结构真实状况的基准有限元模型.修正后基准有限元模型计算结果与不同静载试验工况下实测数值、动载试验工况下实测振动频率、模态等响应结果进行了对比,结果表明:利用桥梁荷载试验实测数据对桥梁有限元计算模型修正后,有限元计算模型计算结果与荷载试验实测响应结果均能保持一致,利用荷载试验数据修正桥梁结构有限元计算模型是可行的.     

BEPCII前室真空盒的结构设计中有限元分析

通过有限元分析,研究了前室真空盒静力分析及在恒温150℃烘烤情况下的变形,确定了在设计过程中与其相关磁铁系统问配合尺寸关系,并且对前室真空盒进行模态分析,以确定其动态特性参数。根据前室真空盒的实际结构建立了简化模型,并对计算结果进行了分析,得出了对前室真空盒的设计与实验有指导意义的结论。     

盒形件拉深过程中法兰区应力解析

为定量研究盒形件成形的理论,根据盒形件拉深变形的特点,在假设法兰圆角区剪应力零线上质点的变形规律与四转角组成的轴对称拉深件相同的前提下,得到了盒形件法兰变形区定量应力解析解.通过对一盒形拉深件具体实例计算分析表明,理论解析与有限元模拟结果吻合较好,验证了该方法的可靠性.     

触头盒电场计算及其结构优化设计

针对35kV触头盒存在局部电场过高、电场分布不均匀的问题，利用Ansoft软件包建立有限元模型，对触头盒的电场分布进行了仿真计算。根据仿真结果，采用在触头与内腔连接处涂刷半导体漆的方法对触头盒结构进行了改进，从而使电场局部集中问题得到改善，使电场分布更加均匀.     

结构钢焊接残余应力三维有限元分析

对结构钢板对接焊接及腹板与翼缘角焊缝连接的工字型截面梁进行三维有限元模拟,分析了焊接温度场、残余应力分布及残余变形。有限元计算结果与试验结果比较吻合,证实了计算模型的有效性。计算结果表明:焊接热影响区存在较大的三向残余应力,且纵向残余应力大于横向残余应力,对结构局部受力将产生较大影响,但由于焊接残余应力是自平衡的,故焊接残余应力的存在对钢材宏观受力影响不大。     

小跨高比RC开口梁弹性扭转性能计算方法

为改善经典Vlasov弹性扭转理论应用于开口深梁计算时引起的极大计算误差,在Vlasov理论的基础上,引入剪切变形的影响,推导了约束扭转计算公式,获得考虑剪切变形影响的平衡微分方程,并利用初参数法得到解析解.同时,分别应用本文提出的计算方法、Vlasov理论及ABAQUS有限元模拟,对跨度分别为6.65 m和3.325 m的钢筋混凝土U型梁进行了计算分析.计算结果表明:两种计算方法应用大跨高比的U型长梁的扭转角的计算结果相差不大（当l/h＞10时,误差在20%以内）,与试验结果和有限元模拟结果均基本一致;但对于小跨高比的U型短梁,Vlasov理论极大低估了截面的扭转角（当l/h＜6时,误差在40%以上）,而本文提出计算方法所得的计算结果与试验及有限元模拟结果均吻合较好.本文所提方法克服了Vlasov经典理论中忽略剪切变形的局限性,不仅适用于大跨高比的开口薄壁构件的扭转计算,而且适用于小跨高比的开口薄壁结构的扭转分析.     

混凝土损伤塑性模型的参数分析

阐述了ABAQUS中混凝土损伤塑性模型材料参数的设定方法和取值要求,分析讨论了膨胀角、粘性系数等一些重要参数的定义和计算方法.通过对钢筋混凝土单层单跨框架进行有限元分析,与试验结果进行对比,验证了ABAQUS中混凝土损伤塑性模型在实际应用中的可靠性,并进一步分析了各参数设置对计算结果的影响.     

盒形件拉深过程中法兰区应力解析

为定量研究盒形件成形的理论，根据盒形件拉深变形的特点，在假设法兰圆角区剪应力零线上质点的变形规律与四转角组成的轴对称拉深件相同的前提下，得到了盒形件法兰变形区定量应力解析解．通过对一盒形拉深件具体实例计算分析表明，理论解析与有限元模拟结果吻合较好，验证了该方法的可靠性．     

直剪试验有效剪切面积动态变化的改进计算

目的 研究直剪试验过程中随着剪切面的动态变化的改进计算公式,以使剪切实验的结果更加准确.方法 在试验工程中,针对直剪仪上下盒相对移动,有效剪切面积逐渐减小这一实际,采用数学分析的方法,力求从理论上探寻直剪试验的准确计算公式.结果 推导出了改进后的理论公式,为验证理论分析的正确性,采取了不同土样并保证试验土样条件完全一致情况下,对改进前后通过试验得到的土体抗剪强度指标数值进行对比分析,结果表明改进后的计算方法得到的黏聚力比原方法最大减少了28.3%;内摩擦角比原方法最大减少了26.2%,也就是说改进后的方法更加接近了真实值.结论 改进后的计算公式原理清晰,计算简便,具有一定的实用性.     

基于有限元的内置式永磁同步电机矢量控制性能分析

建立了一台55 kW内置式永磁同步电机有限元模型,采用有限元方法计算了电感参数和在满足电压电流约束条件下的实现最大转矩输出的最佳电流控制角,电流矢量id,iq,及输出转矩。计算结果表明由于恒转矩区磁路饱和,参数对内置式永磁同步的影响较大,而在恒功率区即弱磁控制区域,电机的饱和度减小,解析方法与有限元计算结果吻合;说明有限元分析结果可比较准确地反映电机的磁路饱和程度,是对内置式永磁同步电机性能分析的最佳工具。     

棱柱型隐身桅杆结构强度试验研究

以舰船棱柱型结构的全封闭型隐身桅杆为研究对象,利用比利时LMS公司的SCADAIII数据采集器及CADA-X信号分析系统和相关设备对其进行强度与振动试验,用试验获得的数据与利用ANSYS有限元计算软件计算的结果相比较,从而验证三维有限元法的可靠性．通过试验和计算对比,发现有限元计算和试验结果间的误差很小,并且在相同周期条件下,应力值随摇摆角度的增加而增加．在相同摇摆角度的条件下,应力值随周期的增加而减小．同时获得了一些关于这种复杂结构形式的桅杆在舰船不同纵(横)摇角、周期及桅杆压载情况下,结构强度的有一定意义的研究成果,为隐身桅杆的设计提供参考．     

发动机橡胶悬置有限元模型的建立及实验验证

用Mooney-Rivlin模型描述橡胶材料的本构模型, 通过橡胶单轴压缩试验确定橡胶材料的参数。根据发动机悬置简化模型, 计算预应力和激励频率。用CATIA建立橡胶悬置的三维模型, 在Hypermesh中采用六面体单元进行网格划分, 建立橡胶悬置的有限元模型。利用ANSYS对有限元模型求解, 用Matlab对求解结果进行处理, 根据得到的迟滞回线, 计算出橡胶悬置的静刚度、动刚度和滞后角。利用本文设计的橡胶悬置特性试验测试系统分别对前、后橡胶悬置进行静、动刚度试验, 将试验得到的橡胶悬置静、动刚度结果与有限元计算结果进行对比, 验证了有限元模型的正确性。       

汽轮发电机电磁场有限元分析应用

应用有限元计算方法实现汽轮发电机电磁场分析,可以直接观看电机磁力线和磁密分布情况,结合图表处理得到磁密波形、电压波形及空载特性曲线,对电压波形进行谐波分析,提取基波和谐波,从而方便地算出波形畸变率、电话谐波因数．以一台65MW汽轮发电机作为实例,对有限元计算结果及样机试验数据对比分析,验证了有限元计算结果的准确性,为汽轮发电机设计引入有限元计算方法提供了有价值的参考．