三维四向编织复合材料参数化单胞模型建立及弹性规律数值预测

基于ANSYS参数化设计语言(ANSYS parametric design language,APDL)采用规则六面体单元建立参数化的三维四向编织预制件网格模型。提出增强相单胞网格提取算法,实现三维四向编织复合材料增强相参数化单胞网格模型的提取。在增强相单胞网格提取算法中,针对单胞边界面与单元的相对位置关系归纳出的单元分割情况共有36种,其中六面体14种、三棱柱19种、四面体3种。基于Fortran语言编写单元提取和再重组程序,通过ANSYS代码数据库接口实现Fortran程序与ANSYS软件间高效的数据传递。计算纱线填充因子对三维四向编织复合材料单胞纤维体积分数的影响关系。联合区域叠合技术与增强相单胞网格提取算法,通过施加应力加载的周期性边界条件,预测三维四向编织复合材料的弹性性能,数值预测结果与试验吻合较好,并进一步得出编织角和纤维体积分数对三维四向编织复合材料弹性性能的影响规律。     

林业起重机整机结构有限元分析和实验验证

林业起重机是针对林业开采的原木进行收集、分类、装卸工作的一种专用随车起重机.利用APDL语言,采用自底向上的建模方法建立了某型号林业起重机的有限元模型,选择了两种典型工况对整机结构进行了静力强度、刚度有限元分析.选取结构件的危险区域进行了应力测试,并将测试点的应力模拟值与实验实测值进行了对比,最大误差为8.6%,在工程应用许可范围内,验证了所开发整机模型模拟的正确性。     

辊式成形过程的样条有限条分析

采用弹塑性大变形样条有限条方法分析了辊式成形过程，建立了辊式成形过程样条有限条分析的数学模型，编制了Ｃ语言程序。采用该方法分析计算了两成形机架间变形区变形后的形状及纵向，横向应力应变分布。与试验结果进行了比较，表明样条有限条法的计算结果是准确可靠的，从而为成形辊的计算机辅助设计及制造奠定了基础     

拉臂装置结构优化设计

利用ANSYS参数化设计语言,建立了某滑移式拉臂装置的参数化有限元模型,并对原始设计进行了结构静力分析,以确定各参数的敏感性,合理选择优化变量.将拉臂装置部分焊接件的板厚选为设计变量,在满足材料强度、刚度要求前提下,以拉臂装置的最小总质量作为目标函数,采用零阶优化方法对其进行了结构优化分析;通过优化设计使整机减质量18.6%,达到了设计目标。     

基于区域叠合有限元技术预测三维编织复合材料弹性性能

本文基于区域叠合有限元技术预测三维四向编织复合材料弹性性能。在该方法中,分别建立相互独立的纤维增强相有限元模型和复合材料整体区域（包括所有增强相和基体相所占几何空间）有限元模型,两相模型在空间叠合组成复合材料模型,运用节点自由度耦合技术使两相模型满足变形协调关系,通过对两相模型赋予适当的材料属性以使所建复合材料模型具有与实际复合材料等效的力学特性。该方法较传统方法显著缩短了建模时间,降低了建模难度。区域叠合法的数值模拟结果与传统方法预测结果一致。本文的研究为进一步研究编织复合材料非线性宏观力学特性和渐进损伤过程模拟奠定基础。     

板壳大变形弹—塑性有限条分析

本文将结构分析的线弹性有限条法推广到大变形弹－塑性板壳结构的分析。分析中考虑了几何和材料双重非线性并开发该分析法的Ｃ语言程序包。它与有限元法相比可大量节约计算机的内存和机时，并可望推广到材料的塑性成形分析过程。与解析法和有限元法相比，结果令人满意。     

考虑运动副间隙时二辊冷轧管机的动力学分析

利用Ｋａｎｅ方法对二辊周期式冷轧管机建立了新的动力学模型，该模型考虑了运动副的间隙，因此比现有的模型更为准确，而且简单．据此可准确地揭示有间隙的运动副内发生的分离和冲击特性，这对解决高速、长行程轧机的设计问题有重要的意义。     

机械手表布局智能化设计与实现

针对机械手表布局设计问题，本文通过人工智能和现代设计方法的引入，在手表布局设计中实现了设计的智能化、自动化。该系统在实践应用中，已取得较好的设计效果。     

车厢可卸式垃圾车拉臂钩工作装置的高效整体结构分析

拉臂钩机构是车厢可卸式垃圾自动装卸车常用的工作装置,文章提出了对该机构工作装置整体全工况高效有限元分析实施办法．为提高计算效率,将模拟分两个过程进行,首先建立参数化二维简化有限元模型,用于获得装厢及卸厢操作全过程中拉臂钩对厢体的拉力以及垃圾厢支撑滚轮对厢体的支撑力随位置变化函数,然后将其施加到随后进行的工作装置整体三维有限元结构分析模型,以获得工作装置全工况详细应力变化．通过和现场应力测试结果对比,验证了所开发模型模拟结果的正确性．     

基于区域叠合技术的三维编织复合材料渐进损伤过程数值模拟

基于区域叠合技术（DST）对编织复合材料渐进损伤过程进行了分析,利用ANSYS参数化设计语言建立了参数化的编织件模型,应用单元切割法在单元边与切割面交点处增加新的节点,将新增节点与该单元部分其他节点重构单元,实现从编织件模型中切割出增强相单胞模型。分别利用Hashin准则与Von Mises准则判断增强相损伤和基体损伤,根据相应损伤模式按修正的Blackketter刚度退化方案对材料刚度进行退化,应用适用于损伤分析的刚度匹配方法,实现区域叠合技术在编织复合材料渐进损伤分析中的应用。提出损伤结果映射方法,实现了基于区域叠合技术所建基体模型的渐进损伤过程的结果显示。数值分析结果发现,区域叠合法分析结果与传统方法分析结果一致,且强度和断裂应变预测结果与试验结果相吻合。