有限元分析(FEA)

摘要： 进行4个单钉和2个群钉疲劳推出试验,将短焊钉疲劳寿命与国内外规范中的焊钉S-N曲线进行比较,并结合塑性损伤有限元模型展开分析。结果表明:短焊钉疲劳破坏表现为根部剪断和周围超高性能混凝土(UHPC)局部压溃;集群化短焊钉疲劳寿命较单钉减少26.9%,在疲劳加载过程中抗剪刚度退化显著快于单钉,当加载次数达到疲劳寿命的12.0%附近时,抗剪刚度比减小至16%左右;AASHTO规范有较大的安全储备,相比之下日本规范(JSCE)与试验结果最为接近,安全富余较少。此外,疲劳荷载下集群化短焊钉根部循环应变幅大于单钉,而且周边UHPC的塑性损伤累积分布更大。

摘要： 建立火灾作用后钢管混凝土(concrete-filled steel tube,CFST)构件的侧向撞击数值模型以分析构件的抗撞击性能,并对模型的准确性进行了验证.分别对比了不同受火时间后构件的跨中挠度、撞击力和截面弯矩时程曲线,分析了受火后构件的弯矩和剪力分布形态.通过吸能系数和火灾后动态弯矩提高系数对受火后构件的抗撞击性能进行量化分析,并给出构件跨中最大挠度的计算公式.结果表明,受火时间对构件的跨中挠度、撞击时程、撞击力和截面弯矩影响明显.随着受火时间增加,构件的跨中挠度大幅增加,撞击时程变长,且外钢管与混凝土各自承担的动态极限弯矩之比增大.惯性力对构件弯矩和剪力分布的影响主要在峰值阶段,该阶段弯矩和剪力的分布形态明显改变.受火后构件的破坏形式为整体弯曲变形,构件主要通过整体变形耗散落锤的动能.此外,构件的撞击力平台值、截面动态极限弯矩、吸能系数和火灾后动态弯矩提高系数均随着受火时间增加而降低,表明构件抗撞击性能和抗弯能力降低,公式计算的最大挠度与模拟结果吻合良好.

摘要： 对塑封球栅阵列(PBGA)封装器件Sn37Pb焊点进行了正弦振动、随机振动实验,得到各个载荷下焊点的疲劳寿命结果.建立了三维有限元模型,进行与实验条件一致的有限元分析,计算焊点的应力;将实验结果与有限元计算相结合,并基于Steinberg寿命预测模型,发展了随机振动载荷下焊点疲劳寿命预测方法.结果表明,疲劳寿命模型预测结果与实验结果吻合较好,该方法可应用于PBGA封装焊点在随机振动载荷下的疲劳寿命评估,为PBGA封装器件的设计与使用提供指导.

摘要： 通过试验与有限元分析(FEA)相结合的方法研究了蛋白粉罐托盘堆码包装单元在水平方向和竖直方向的冲击响应特征,分析了不同约束方式和冲击位置对该系统响应的影响规律.结果 表明:该托盘堆码包装单元具有多个共振点,在100 Hz以内主要由前三阶共振频率控制;薄膜加4条打包带约束方式下的二阶共振频率和三阶共振频率均大于6条打包带和4条打包带的约束方式,而6条打包带的约束方式和4条打包带的约束方式前三阶共振频率相接近;有限元计算得到的共振频率和产品加速度响应曲线趋势与试验结果较吻合,且冲击力载荷与最大响应位移以及最大响应加速度呈现非线性关系.有限元法可为物流冲击环境作用下产品包装件的分析与设计提供有效指导.

摘要： 针对胶铆混合连接方式单面修补铝合金板的疲劳性能,设计了未修理、铆接修理、胶接修理和胶铆修理4种不同形式的试验件,对其进行了疲劳试验.建立了试验件的有限元模型,得到了结构应力分布,获得了裂纹长度-裂纹尖端应力强度因子(SIF)曲线,并与试验结果进行了对比.结果表明:胶接修理和胶铆修理能有效降低裂纹处应力水平及裂纹扩展速率,且相对于未修理试验件疲劳寿命分别提升184.3％和197.3％;胶铆修理中铆钉能抑制胶层脱黏,相比胶接修理方式修理质量更可靠有效;有限元分析(FEA)结果与试验数据吻合良好,SIF误差基本保持在8％以内.

摘要： 分析永磁风力发电机绕组分布参数对电机内部过电压分布的影响,对绕组绝缘设计具有重要意义.针对永磁风力发电机定子绕组的结构特点,利用有限元分析软件建立定子槽模型并计算其分布参数.对来自变流器的陡上升沿高频脉冲电压作用下的定子绕组过电压分布特性进行仿真分析,研究绕组分布参数对匝间过电压分布的影响,并讨论改变分布参数对优化过电压分布的效果.通过对绕组分布参数的研究,提出改善绕组过电压不均匀分布的初步措施.

摘要： 针对重载、高精度、高可靠性、长距离等货物搬运要求,提出重载智能堆垛装备的结构方案.通过对堆垛装备的工作原理及承载受力分析,提出基于V型滚轮接触力计算法的堆垛装备综合刚度求解方法,给出计算实例.利用有限元方法求解V型导轨的接触刚度及堆垛装备的综合变形量,与理论计算结果进行对比,验证了理论方法的准确性.通过建立基于刚度最大为优化目标的优化模型,对龙门立柱与三级货叉进行结构优化,得到立柱优化结构以及货叉最优的截面参数.对堆垛装备进行实机运行及静态承载下的综合挠度检测.结果表明,优化后的堆垛装备能够满足工程应用的要求.

摘要： 为研究不同构造参数对L形双板连接钢管混凝土组合柱(LCFST-D柱)抗震性能的影响规律,通过建立有限元模型并与已有试验结果进行对比,在验证模型合理准确的基础上,对轴压比、钢管截面尺寸、宽厚比、连接板厚度、长细比、混凝土及钢材强度进行参数化分析.结果 表明:轴压比小于0.6时,提高轴压比可以适当提高峰值荷载;随着轴压比的继续增大,峰值荷载都降低;单肢截面尺寸的增加,可以明显提高承载力、延性、耗能能力和极限变形能力;随着长细比的增加,承载力急剧降低,但耗能能力提高;连接板厚度的减小可以提高耗能能力.水平承载力设计公式预测值与试验值吻合良好,平均误差小于6％.

摘要： 三维编织复合材料被大量用于航空结构设计,在航空服役过程中需承受各种复杂载荷.测量三维编织复合材料内部原位应变,将其应用于建立材料失效预警系统和结构强度设计.在三维编织复合材料内部埋植光纤Bragg光栅传感器和在材料表面粘贴应变片,同时测量结构内部和表面原位应变.构建均质模型和细观结构模型,采用有限元方法分析内部原位应变场分布,有限元分析结果和试验测量结果吻合性较好.发现在准静态单轴拉伸载荷作用下,三维编织复合材料不同位置原位应变值产生变化.三维编织复合材料轴向正中间截面应变分布较为均匀;内单胞处原位应变略大于面单胞处原位应变(最大差值约0.08％);外表面原位应变大于面单胞处原位应变(最大差值约0.1％).在三维编织复合材料航空结构设计中,需要充分考虑并合理使用三维编织复合材料不同位置的应变值,使材料设计和利用效率最大化.

摘要： 本发明公开了一种活塞销孔的有限元网格圆整方法，用于将活塞有限元网格中，单一直径，且直径为R的销孔有限元网格调整为端部呈喇叭口，其包括：1)以上述销孔有限元网格的轴线为Z轴构建坐标系；2)利用三角函数关系确定销孔有限元网格的喇叭口段中，各处有限元网格节点的坐标。该有限元网格圆整方法能够将活塞有限元网格中单一直径的销孔有限元网格调整为端部呈喇叭口，利于提高有限元分析的精度。本发明还公开了一种活塞有限元分析方法，其应用了上述活塞销孔的有限元网格圆整方法，避免了销孔上朝向活塞内部的喇叭口由软件自动生成，提高有活塞的有限元网格中销孔的喇叭口处的网格精度，利于确保该活塞有限元分析方法的精度。

摘要： 本发明公开了一种基于有限元分析的锰铜分流器半物理焊接仿真分析方法，包括以下步骤。步骤S1：选择标准锰铜分流器作为标准件，同时将上述标准件的预先测试的材料特性数据作为焊接模型的材料物理参数的调整依据。步骤S2：将上述标准件抽象为基于该标准件的一次数学模型，以实现一次模型化。步骤S3：将上述一次数学模型进一步抽象为运行于ANSYS平台的二次焊接模型，以实现二次模型化。本发明公开的基于有限元分析的锰铜分流器半物理焊接仿真分析方法，对于标准锰铜分流器进行预先测试以获得材料特性数据，以作为焊接模型的材料物理参数的调整依据，以缩小需要仿真的范围，提高仿真效率。

摘要： 一种基于有限元分析的机身加筋壁板后屈曲分析方法，该方法基于有限元分析软件，确定复合材料加筋壁板结构精细化有限元建模技术，实现结构离散化仿真后屈曲分析。方法中引入合适的失效准则，模拟结构受载过程中材料内部的渐进失效过程；在结构叠层位置施加接触约束，真实模拟结构间的支持作用，并考虑几何、材料非线性因素，有效追踪其前后屈曲平衡路径，准确预报其极限承载能力；针对结构承载过程中可能发生的各种失效模式，在满足设计载荷的情况下，通过工艺符合性、重量符合性等迭代参数对结构进行尺寸调整，不仅完成复合材料加筋壁板结构轻量化设计，而且实现复合材料设计工艺一体化。

摘要： 本发明涉及一种基于有限元分析求解的加筋壁板损伤容限分析方法，其步骤是：步骤一：依据飞机壁板结构形式，受载荷情况，确定裂纹扩展方向；设置极限裂纹长度，确定模型规模；步骤二：建立不含裂纹的加筋壁板细节有限元模型；步骤三：对模型施加总体载荷，求得壁板应力分布；步骤四：在有限元模型中模拟不同长度的裂纹，提取裂尖单元的节点平衡力和位移；步骤五：应用虚拟裂纹闭合理论VCCT方法，求取步骤四中加筋壁板不同裂纹长度裂尖的应力强度因子K；步骤六：对加筋壁板进行裂纹扩展寿命及结构剩余强度分析。该方法可以真实模拟加筋壁板不同尺寸裂纹及裂纹尖端应力、应变状态、加筋壁板不同尺寸裂纹加筋件应力水平及紧固件载荷；基于分析结果对加筋壁板蒙皮进行裂纹扩展分析。

摘要： 本发明公开了一种活塞销孔的有限元网格圆整方法，用于将活塞有限元网格中，单一直径，且直径为R的销孔有限元网格调整为端部呈喇叭口，其包括：1)以上述销孔有限元网格的轴线为Z轴构建坐标系；2)利用三角函数关系确定销孔有限元网格的喇叭口段中，各处有限元网格节点的坐标。该有限元网格圆整方法能够将活塞有限元网格中单一直径的销孔有限元网格调整为端部呈喇叭口，利于提高有限元分析的精度。本发明还公开了一种活塞有限元分析方法，其应用了上述活塞销孔的有限元网格圆整方法，避免了销孔上朝向活塞内部的喇叭口由软件自动生成，提高有活塞的有限元网格中销孔的喇叭口处的网格精度，利于确保该活塞有限元分析方法的精度。

摘要： 本发明公开了一种基于abaqus有限元软件的切石机基础有限元建模及动力仿真分析方法，abaqus有限元软件包括前处理、求解和后处理三大步骤。前处理主要是有限元建模及网格划分；求解是对已建好的有限元模型进行计算；后处理则是对计算结果进行分析、处理。本发明分析方法简单，以切石机基础建立有限元模型，为有限元模拟达到预期的研究效果，能够得到精确地仿真数据。

摘要： 本申请涉及属于全机有限元分析领域，为一种全机有限元分析中随动气动载荷分析方法，通过先获取各仿真时刻下的气动载荷系数，而后通过分别计算气动载荷对应的全机惯性载荷分量和全机外载荷对应的全机惯性载荷分量，而后编写载荷模型文件和整合所有载荷的load卡载荷总控文件，利用全机载荷系数、气动载荷系数和地面载荷系数之间的对应关系，只要修改气动载荷的载荷系数即可实现精确计入飞机着陆/着舰时随动分布的气动载荷，方法简单、实用性强。

摘要： 本发明属于计算机辅助设计技术领域，具体涉及基于有限元分析的子模型快速分析的方法。本发明提供的子模型快速分析的方法引入基于神经元网络的拟合技术，表面节点搜索技术以及插值技术，优化子模型分析流程。本发明使神经元网络拟合与前处理可同时进行，无需额外时间，并且获得结果文件后，不再需要CAD模型，所有子模型的设置均可在结果文件中实现。同时，用户可以随意挑选任意多关注区域，同时进行子模型分析。此外，通用于各类主流FEA软件，只需在数据接口方面进行适当调整。最终本发明扩展了子模型技术的应用场景及分析效率。

摘要： 本发明公开了采用基于有限元分析与BIM的模板支架模型的建立与分析方法。该方法主要包括以下步骤：1)根据用户需求和得到的基础模型进行BIM模型建模，得到三维模板模型；2)再将建立的三维模型进行装配，导出为STL格式；3)将导出的文件导入受力分析软件中，输入材料特性、创建连接、边界条件，进行受力分析，并根据计算结果进行优化方案，优化结构尺寸，得到三维仿真模板模型；4)根据所述三维模板仿真模型创建承插型键槽式模板支架支撑体系模型及配套工艺族。该方法的安全性高且自动化程度好。

摘要： 本发明属于三维模型重建技术，特别涉及一种融合有限元分析法的超声波三维快速重建及分析方法，所述重建方法包括：以超声波点阵所在的平面为x‑y平面建立笛卡尔坐标系；对所需要扫描的空间域进行网格化剖分，将需要扫描的空间划分为多个子空间；在已进行网络划分的扫描空间中，利用M×N的超声波点阵分别对物体的主视图、仰视图、左视图、右视图、俯视图、后视图进行数据的采集；针对每个视图的超声波点阵，进行三维三次样条插值，获得该视图的三维曲面；将物体各个视图的三维曲面进行拼接，获得物体的三维模型；本发明不依赖计算机成像辅助算法，图像清晰度具有大幅提高；同时本申请数据运算量少，大幅度减少空间感知信息。