面向对象有限元并行计算框架PANDA的多物理场耦合服务

针对结构分析软件面向多物理场的应用,分析讨论面向对象有限元并行计算框架PANDA的多物理场耦合服务设计,即多物理场分析类型的扩充能力、不同物理场间的数据传递和多物理场耦合分析的求解策略.在PANDA提供的多物理场耦合服务的基础上,开展热-力耦合分析功能的程序开发,实现热弹性分析功能.热弹性分析算例计算结果与ANSYS的...     

基于PANDA框架的并行有限元模态分析程序开发和应用

为提高大型结构振动分析的规模、精度和效率,基于面向对象有限元并行计算框架PANDA和高性能矩阵特征问题并行求解算法,开发出适用于大规模结构振动问题计算的并行有限元模态分析程序;在超级计算机银河YH和曙光5000A上,通过不同算例验证该程序的正确性和可靠性.以某靶室结构为研究对象演示该程序的应用,指出实际应用时需注意加速...     

基于响应面法的三维炮尾结构设计优化

为满足某炮尾结构布置的特殊需要,在输弹槽贯穿托弹板的开放式炮尾结构基础上,重新设计传力结构;采用基于响应面法（Response Surface Method,RSM）的多目标遗传算法NSGA-II寻找齿形传力结构的最优参数,通过编写Python脚本控制Abaqus内核实现自动前处理,对其进行有限元分析,并基于iSight实现多目标三维模型设计优化.该方法摒弃传统的二维优化三维验证的理念,将多目标遗传算法与RSM结合起来,在iSight中直接进行三维模型设计优化,可节省计算时间、提高计算效率、改善设计水平.     

基于拓扑和形貌优化的驾驶室结构设计

为实现汽车零部件的创新设计,以某工程车驾驶室的简化有限元模型为研究对象,用HyperMesh作前处理,在OptiStruct中建立多工况条件下拓扑优化与形貌优化组合的整体优化模型,通过OSSmooth工具将优化后的结果导出后在CATIA V5中显示.拓扑和形貌组合优化技术的实践表明,该方法对产品部件的综合设计具有较好的适用性,可为设计人员提供设计思路.     

悬臂梁大变形的向量式有限元分析

为分析悬臂梁的几何非线性行为,用向量式有限元法将结构离散成质点系以及质点间的连接单元.根据牛顿第二定律得到每个质点在内力和外载荷作用下的运动方程以及悬臂梁在每个时刻的变形用该时刻质点系的运动表示.结合刚架元的节点内力和等效质量得出质点位移的迭代计算公式,采用FORTRAN编制计算程序,对悬臂梁分别承受集中载荷和弯矩下的大变形进行算例分析.计算结果与理论解吻合较好,表明该方法能很好地模拟分析悬臂梁的大变形.     

基于扩展有限元法的黏聚性裂缝模型的混凝土梁断裂过程模拟

为研究混凝土梁的断裂过程,提出用基于二维扩展有限元法（eXtended Finite ElementMethod,XFEM）的黏聚性裂缝模型模拟混凝土简支梁在集中载荷作用下的断裂过程.推导考虑近裂尖奇异性的基于XFEM的黏聚性裂缝模型,得出裂缝开度随裂缝长度的变化曲线;对上述模型与相关文献用有限元结合节点释放技术对相同时间的裂缝扩展的计算结果进行比较,二者结果吻合良好,并与实际裂缝扩展过程相符.计算结果证实基于XFEM的黏聚性裂缝模型能有效进行混凝土梁的断裂过程模拟.     

面向对象有限元并行计算框架PANDA

为提高我国工程数值模拟软件的开发能力,面向武器工程大规模并行计算需求,基于层次化、模块化及面向对象的现代软件设计技术,分析探讨有限元并行计算框架的设计方法,形成初步的基础开发框架PANDA 0.1版;详细描述PANDA框架的层次结构设计,并探讨该基础开发框架设计中的底层网格数据结构设计、有限元共性管理模块及并行策略等部分关键技术;简要介绍PANDA框架的扩展应用方法.研究表明：采用框架技术进行结构力学有限元程序开发,具有高效、快速和便捷等优点.     

商用电热开水器内胆结构优化

为提高商用电热开水器的使用寿命,将开水器水箱壁的变形量作为优化对象,通过变动水箱壁加强筋的位置来获得水箱壁的最小变形量;用ANSYS Workbench建立有限元模型并施加载荷和边界条件,进行结果分析和结构优化;根据最高水位和最低水位情况下变形量的大小与加强筋位置的分析比较,确定加强筋的最佳位置．结果表明经优化后,目标面（有加强筋的正面）的变形量降低29％．     

压电换能器瞬态接收特性的有限元模拟研究

接收信号在压电换能器压电层中的多次反射及波形转换对超声检测的灵敏度和分辨率有重要影响,如何优化阻尼结构与材料参数是提高压电换能器接收性能的关键之一。本文用ANSYS有限元软件中的力-电耦合瞬态模拟方法,研究了压电直探头中阻尼结构的几何尺寸及声阻抗对其瞬态响应的影响,得到了压电换能器中不同时刻的弹性波场、电场分布以及输出电压响应曲线,揭示了换能器瞬态响应产生的多次反射波对其检测灵敏度和分辨率的影响。研究结果表明：通过改进的阻尼结构与材料参数对消减接收信号的多次反射,缩短余振时间具有明显的作用,也可以大大降低换能器的研发周期和成本。     

热传导及其在航天器系统中的计算方法

热传导以及热问题是航天器以及内部有效载荷在工作时必须注意的问题。为了计算出航天器系统的温度分布,进行温度影响的分析,主要研究了热传递过程以及热传递在航天器中的实际数学模型,进行热分析计算的几种数值方法,并对热网络模型计算法和有限元模型计算法做了详细的论述。通过上述方法计算出了整个系统的温度分布,对后续的航天器热控提供了可靠的依据。