Stress and plastic deformation of MEA in running fuel cell

Numerical modelling of mechanical stresses in running fuel cell is provided. The evolution of stresses and plastic deformations in the membrane has been obtained during the turn-on phase. The operating conditions have been taken into account by imposing the heating sources and the humidity field. The results have been presented on two scales: the global scale reflects the stress evolution in the entire fuel cell and the local one corresponds to the tooth/channel structure. It has been shown that the stresses are strongly heterogeneous on the both scales and time dependent. From the mechanical point of view, the most sensible zone is under the GDL/seal joint interface. In the running fuel cell the heterogeneity decreases while it rises in the fuel cell just after the assembly. The stresses reach the maximum values during the humidification step, the magnitude of these stresses is sufficient for initiation of the plastic deformations in the Nafion membrane.     

纤维缠绕固体火箭发动机壳体的力学数值仿真

针对某种纤维缠绕复合材料固体火箭发动机壳体,依据原壳体在ABAQUS中建立了有限元模型,建模过程中将纤维缠绕层视为层合板来处理,简化了模型,并对发射瞬态进行有限元数值计算,分别求出了环向层6层的应力和缠绕层6层的应力,以便于强度分析,并对于铺层方案进行求解,得出数据结论,数据结果与实际情况符合,研究结果为纤维缠绕固体火箭发动机优化分析提供了理论依据。     

焊接结构件疲劳裂纹扩展的数值研究

针对焊接结构件中出现地裂纹现象,建立塔式起重机起重臂有限元模型。采用有限元数值模拟,同时考虑残余应力的影响,计算QTZ40塔机起重臂下弦杆与水平腹杆焊接处在变幅小车满载和空载状态下,不同长度裂纹对应的应力强度因子,建立裂纹应力强度因子幅与裂纹长度的函数关系,进而估算塔机起重臂的疲劳寿命。结果表明:应力强度因子幅随裂纹长度的增加而增大,当裂纹长度到达某一值后,应力强度因子幅呈指数型加快形式,故采取有效措施防止裂纹的快速扩展,可提高结构的疲劳寿命。     

陆上风电扩展基础温度场分析

扩展基础是一种基本的重力式基础,经常使用在陆上风电工程中,是一种大体积混凝土基础,水化热对基础的影响不能忽略。本文运用有限元软件ABAQUS分析了混凝土浇筑后前7d扩展基础的温度场分布、温度发展规律、基础顶面和顶面温差等参数。计算结果表明:随着龄期的增长,基础底部的温度越来越高,顶部的温度略微下降;温度梯度和温度增量都满足规范要求。     

双管钻机夹持卸扣装置的有限元分析及优化

夹持卸扣装置是双管钻机的重要组成部分,主要用于夹持孔内钻具,配合回转器实现机械拧卸钻杆的功能,其性能的好坏将直接影响整机的性能、钻进效率以及钻孔质量等。为验证设计结构的功能和质量,缩短研发周期,提出应用ABAQUS软件对夹持卸扣装置进行有限元分析和优化。结果表明优化后的结构满足安全系数的要求,为夹持卸扣装置的结构设计和优化提供了借鉴,同时为双管钻机的整体可靠性提供了保障。     

基于ABAQUS的沥青混凝土铣削建模

本文在ABAQus／Explicit模块下采用物理分离准则与单元剪切失效对沥青混凝土铣削过程进行了建模,同时采用ALE自适应网格法来控制单元网格变形。对自适应算法和做法进行了阐述,对建模时的单元分网、定义接触、定义边界条件与约束进行了介绍。对沥青混凝土的铣削过程进行了仿真,得到了不同切削速度下的切削应力与刀具受力大小,为铣刨机的设计打下了基础。     

基于ABAQUS的钢结构相贯节点非线性静力分析

通过对桁架节点的静力分析,介绍了使用大型有限元分析软件ABAQUS对钢结构进行静力非线性分析的主要步骤,结果表明,使用ABAQUS软件进行非线性有限元的桁架节点静力分析,其结果与实验很接近。     

基于ABAQUS的土石坝稳定渗流期应力应变分析

利用有限元分析软件ABAQUS的用户子程序接口,实现了Duncan-Chang本构模型在ABAQUS中开发,对土石坝应力应变进行分析。考虑渗流作用时,首先采用有限元法计算坝体渗流场,通过迭代法算出稳定渗流的逸出点和浸润线位置,并根据水力梯度得到坝体所受的渗透力。然后将渗流分析所确定的渗流力与土体浮力等荷载共同施加在施工期的坝体上,分析计算土石坝在稳定渗流期的应力应变值。分析结果表明:采用此方法进行土石坝稳定渗流期的应力应变分析是合理的,且大大提高了计算效率。     

基于ABAQUS的管板堆焊动态模拟及其应力特性

针对某企业换热器管板堆焊试验及其工艺技术方案,利用ABAQUS软件模拟在高强度基体合金材料上堆焊过渡合金材料(软质或防腐蚀),得到焊后温度场和应力场的分布规律,并用试验结果验证了堆焊数值模拟结果的合理性,确定了适合此管板堆焊的热源模型及参数。同时,堆焊动态模拟研究结果为堆焊试验提供了充分的理论依据,为优化堆焊工艺及堆焊方法奠定了基础。通过理论研究与试验验证相结合的方法,在满足管板性能及其材料强度等相关技术要求前提下,减少了试验成本和时间,缩短了生产制造周期,对制定焊接工艺有指导性意义。