

第20届中国CAE工程分析技术年会论文集
第20届中国CAE工程分析技术年会论文集
基于ABAQUS比较研究桩-土接触关系 的两种建模方法
应用可变阶谱单元法对非共形装配体进行结构强度分析
本文提出了一种新颖的数值方法,用于模拟装配体内部可变形固体的相互接触作用。传统方法通常采用压印和合并公共边界区域的技术来处理此类问题,但这种方法要求对整个装配体进行共形化网格离散,以确保公共边界区域的一致性。然而,当装配体由大量不同尺寸的零部件组成时,共形化网格的划分便成为了一项极具挑战性的任务。本文通过一系列测试案例,对比共形网格计算结果,验证了CAE Fidesys软件采用非共形网格计算的高可靠性。本研究特别针对由长方体、圆柱体和球体构成的装配体,进行了静力和模态分析。研究结果表明,即使装配体模型中存在微小间隙或重叠,这些情况对数值计算结果的正确性影响微乎其微。CAE Fidesys软件能够自动处理这些情况,无需人工干预,从而显著提高了计算效率和准确性。
横向交变载荷作用下精密螺钉预紧力仿真分析
为研究螺钉连接自松弛机理,基于螺纹轮廓线构建螺钉有限元模型并将其导入Abaqus中,进行螺钉横向振动瞬态分析;研究初始预紧力和振动幅值对螺钉自松弛影响。研究结果表明:在相同幅值下,预紧力越大,螺钉越不容易发生自松弛,横向交变载荷越大,螺钉预紧力损失越大。根据仿真结果,使用螺钉自动化装配系统进行螺钉锁付,本文采用带负载和不带负载两种方式进行螺钉振动试验,振动结果显示螺钉拧紧力矩能够满足装配要求。
再生砼无腹筋梁剪切强度尺寸效应试验及仿真
再生混凝土是低碳混凝土的一种重要形式,显式有限元方法是开展混凝土结构静力分析的一种经济且可行的方法,常见的混凝土梁的剪切强度(一个重要的静力性能指标)具有尺寸效应。进行了剪跨比恒定条件下的一组再生混凝土无腹筋梁抗剪强度尺寸效应的物理试验研究,研究结果表明试验梁的抗剪强度大体上存在着随梁截面高度增大而减小的规律,继而得出了能体现此效应的抗剪强度回归公式。简要论证了显式有限元方法在求解混凝土结构极限荷载(其能导出抗剪强度)时的合理可行性,继而对试验梁开展了显式有限元仿真。研究结果表明:再生混凝土无腹筋梁剪切强度存在明显的且具有唯象规律性的尺寸效应,显式有限元方法能较好地仿真此效应。本研究将在一定程度上推动再生混凝土结构研究,推广经济的显式有限元方法在混凝土结构静力分析的应用。
龙驰网格软件中旋转机械结构网格优化算法
针对目前国内外学者对多块结构网格质量优化算法研究较少,大量优化算法还停留在理论研究阶段,缺少将优化算法与实际工程应用相结合的现状,本文提出了一种针对旋转机械多块结构网格质量优化的光顺算法:采用椭圆型偏微分控制方程优化单个网格面的内部网格节点;采用拉普拉斯控制方程优化内部网格边的内部网格节点;采用加权的拉普拉斯优化方法优化内部端点;优化周期边界网格节点;优化入口/出口边界网格节点;迭代执行以上步骤优化旋转机械多块结构网格直至收敛或达到指定优化步数可以获得最佳网格质量。采用该算法对Rotor37模型及多级压气机模型生成的多块结构网格进行质量优化,并将优化结果同Pointwise中Solve的优化结果进行对比,最小角、最大纵横比、负体积单元数等网格质量评价指标明显优于Pointwise中Solve的优化结果,对于实现旋转机械多种叶片构型的高质量网格生成具有重要作用。
基于 PLC 和 RobotStudio 的冻干香菇自动化 分选工作站仿真设计
基于 SVD-Kriging 的三维稳态模型降阶方法
全组织腰椎有限元模型构建技术研究
本研究目的是开发一种包含软硬组织的全组织的腰椎有限元模型,该模型可用于分析人体腰椎在正常体位和屈居活动模式下的腰椎生物力学特征。研究首先利用一名成年男性的脊柱断层扫描(CT)影像数据重构出腰椎的骨性组织,依据解剖结构构建椎间组织模型包括,椎间盘,小关节,和椎间韧带,进而对腰椎模型进行网格划分,骨组织分为密质骨和松质骨以及上下终板,椎间组织包括椎间盘、髓核、纤维环。对腰椎施加人体上身重量以仿真人体在正常姿势和腰椎前曲,后伸,左右侧屈时候腰椎生物力学特征。研究结果显示,不同的椎间活动模式没有显著改变椎间盘最大应力出现的区域,最大应力都出现在腰椎间盘的前端部,正常姿态的椎间盘最大应力值低于其他活动模式的相应的最大应力值。本研究发现全组织腰椎有限元模型有效模仿真实解剖形态,可以细致展示椎骨,腰椎间盘,和小关节的生物力学特征,对临床分析腰椎生物力学异常提供工程基础。
预折叠薄壁吸能盒优化设计
吸能盒作为汽车安全结构的关键部分,其性能的提升对于增强车辆碰撞时的保护效果至关重要。首先,引入新型折纸图案对传统吸能盒结构进行设计,利用Soildworks软件建立不同几何参数的预折叠薄壁吸能盒模型(Collapsible Origami Crash Box,COB),运用Abaqus软件进行准静态压缩仿真。仿真结果显示,同等质量下,预折叠薄壁吸能盒可以触发完全菱形折叠,相比于传统方形管和平行四边形管,能量吸收比最大提升超过30%,初始峰值力最大降低超过40%,直接验证了COB结构性能优越性。最后,本文采用基于极限学习机模型的粒子群优化算法,COB结构进行优化设计,与优化前的COB构型相比,在初始峰值力增长17.5%的条件下,平均破碎力增长15.1%,能量吸收比增长12.8%,质量降低33.9%,载荷均匀度基本保持不变。证明了粒子群-极限学习机优化策略的可靠性。
特斯拉Model Y音箱下盖变形CAE分析优化
螺旋槽干气密封流场特性的数值研究
基于等效结构应力法的装载机车架焊缝仿真及优化
装载机是一种广泛应用于建筑、桥梁、矿山、港口及国防等领域的工程机械,装载机车架由前后车架通过销轴铰接在一起,其结构强度性能直接影响整车强度。以某型号装载机在试验过程中出现的车架开裂故障为例,通过搭建装载机整机动力学模型,提取车架在整机标准工况下的力,计算装载机车架在整机标准工况下的等效结构应力,识别焊缝开裂原因,通过对开裂位置进行结构优化,降低焊缝处的等效结构应力,提升焊缝处的抗疲劳性能。通过优化后,解决车架焊缝开裂故障,满足试验要求。 关键词:装载机;焊缝;等效结构应力;优化;开裂
杏鲍菇菌糠栽培秀珍菇的呼吸控制实验设计
基于ABAQUS的自涂层金属刀具切削数值模拟
本文聚焦于切削加工中的绿色制造技术,特别是刀具表面软涂层技术的应用与影响。以YT15车刀为基体,通过ABAQUS有限元仿真软件,深入研究了无涂层与WS2涂层刀具在切削45淬火钢过程中的性能差异。仿真结果揭示了WS2涂层在降低切削力、切削温度的显著效果。具体而言,涂覆WS2的刀具在切削过程中,切削温度相比无涂层刀具降低了16%至30%,切削力则降低了约8%至20%。这一发现不仅验证了WS2涂层在提升切削效率、延长刀具寿命方面的潜力,还展示了有限元仿真在绿色制造技术研发中的高效性与经济性,为未来刀具涂层技术的优化与应用提供了重要的参考依据
面向设计重用的复杂异构仿真模型装配方法
路面激励引起的车内噪声分析与研究
某风洞阵风发生器运动仿真计算与分析
汽车稳定杆连杆的疲劳仿真分析
基于OpenGL的针织面料渲染方法研究
针织面料因其复杂的结构和材质,给三维仿真渲染带来了巨大挑战。为了实现针织面料的真实感渲染,本研究提出了一种基于OpenGL的针织面料渲染方法。方法首先使用TNB框架和Catmull-Rom样条曲线完成针织面料的建模,然后通过空间加速结构和视锥剔除算法,减少送入GPU的顶点数量,有效避免了对不可见区域的计算。最后在延迟着色的基础上融合立方体阴影和环境光遮罩等渲染增强技术,最终实现针织面料的视觉高保真渲染效果。实验结果表明,本方法渲染的三维针织面料模型具有良好的渲染效果和真实感,为针织面料的三维仿真渲染提供了有效的参考解决方案。
固溶处理温度对FGH96 IFW接头残余应力的影响
针对航空发动机转子中常用的FGH96合金,进行惯性摩擦焊(IFW),并对焊后接头进行固溶和时效处理,观察了接头形貌,利用轮廓法对接头残余应力进行测试,获得焊态接头内部残余应力分布特征,并研究固溶处理温度对残余应力的影响。结果表明:接头焊接区宽度中心窄两边宽,随着固溶处理温度的增加,焊接线变得越来越模糊,且晶粒发生明显长大;焊缝中心位置环向应力峰值达到1076MPa,然后沿轴线方向迅速降为压应力,内表面环向应力大于外表面;热处理后整个试件的内部拉伸环向应力显著降低,为-250~250MPa,但环向残余应力的不对称分布趋势与热处理前一致。
碰撞假人有限元模型参数化约束变体方法
为了实现碰撞假人有限元模型的参数化,提出了一种由参数化骨架—横截面多级变体模板驱动的基于径向基函数的约束变体方法。首先,对碰撞假人有限元模型进行模型理解,设定参数以及明确约束关系;然后将有限元模型的几何信息转换为几何代理模型;接下来根据设定的参数与约束关系进行骨架和横截面模板的提取,并对模板进行参数化处理;最后结合参数化骨架—横截面模板与几何代理模型进行基于径向基函数的约束变体,通过约束变体后处理的尺寸校准,得到变体后几何代理模型,并将其转换回有限元模型,从而完成碰撞假人有限元模型的参数化。实验证明,该方法能够实现碰撞假人有限元模型的参数化并确保约束变体后模型的尺寸准确性。
压力和刚度共同约束的连续体结构拓扑优化研究
许多结构在使用过程中往往会因为承受过大压力发生失效或破坏。为了提高其抗压性能以延长其使用寿命,可以通过选择合适的材料、优化结构设计、使用增强材料等方法。本文选择了考虑加强抗压性能的结构拓扑优化设计,在传统的刚度约束即仅应变能密度驱动的结构拓扑优化基础上增加了压力驱动。在结合混合元胞自动机的基础上,通过LS-DYNA有限元软件与MATLAB的耦合,本文开发一种压力和刚度共同约束的结构拓扑优化方法,它能在满足刚度基础上,提高结构的抗压能力。
某乘用车上救援拖车工况仿真方法研究
为解决某乘用车上救援拖车工况结构开裂的问题,本文对上拖车盘整个过程进行工况解析,推导典型工况的结构受力情况并提取出关键载荷。采用显式瞬态仿真分析方法对典型工况进行仿真模拟研究,仿真结果显示结构失效状态与实际完全吻合,说明该仿真方法的有效性。依据该方法对失效结构进行优化,优化方案经实车上救援拖车工况验证,方案有效。对该方法基于HYPERMESH二次开发定制TCL自动化脚本,实现仿真文件自动化生成,建模效率提升90%以上。本文的方法可作为乘用车车身结构性能开发的有效工具。
某车型D柱腔体结构轻量化设计方法研究
为实现车身结构轻量化设计,本文提出了一种区域结构轻量化设计方法。以某车型D柱区域腔体部分结构为优化设计目标区域,建立参数化模型,进行截面尺寸优化、零件拓扑优化、零件对接位置和料厚优化,设计出满足车身性能要求的轻量化车身结构。优化设计后的D柱腔体结构降重比例达11%,扭转刚度基本不变,相关模态、强度和安全性能均满足设计要求。
基于DEM-MBD耦合的花生播种单体工作过程仿真与试验研究
本文设计了一台双镇压辊结构花生播种单体,并采用基于DEM-MBD耦合的方法建立了机具作业过程的仿真动力学模型。通过参数化建模、选用合理的力学模型、获取仿真所需参数和设置仿真参数等一系列操作完成了耦合模型的建立。仿真结果表明,播种仿真实验得到速度越慢,起垄质量越高;进行播种均匀性分析得到各穴距基本保持一致;进行覆土和镇压分析得到播种单体工作速度增大,横向和纵向的位置变化呈现逐渐变大趋势。通过对比仿真结果与田间试验结果,验证了仿真试验的有效性。研究表明,基于DEM-MBD耦合的方法为花生播种单体作业性能评价和机具设计提供了一种新研究方法。
核级弹簧式安全阀质量流量和阀瓣升力的影响因素研究
在核电机组二回路的高压蒸汽管道上装有安全阀。该安全阀的作用是:当管路内蒸汽压力超过安全阀的整定压力时,对管路起到保护作用,安全阀的阀瓣升力和质量流量影响着安全阀保护的可靠性,阀瓣升力是影响安全阀开启时间的重要因素,质量流量是影响安全阀泄压能力的重要因素。本文通过建立某型核级弹簧式安全阀流体域仿真模型,并进行试验验证,进而探究了阀瓣升力和出口质量流量的影响因素,通过改变阀瓣结构,得出在一定的阀瓣锥角角度范围内,随着阀瓣锥角角度的增大,阀瓣升力和出口质量流量也会增大,从而缩短了此安全阀的开启时间和提高了此安全阀的泄压能力。
微模块数据中心抗震性能仿真分析与研究
随着信息技术的快速发展,微模块数据中心作为新型的数据处理和存储设施得到广泛应用。然而,其在地震作用下的安全性至关重要。本文选取一种典型的微模块数据中心结构,精细化建立有限元模型,对其进行8烈度地震工况模拟仿真。研究了地震载荷、结构参数及设备布置等因素的影响。通过对比分析结构的模态频率、振型、位移响应和应力分布,揭示了微模块数据中心在地震作用下的力学行为和薄弱环节。研究结果为微模块数据中心的抗震设计和安全评估提供了重要的理论依据和技术支持。
复合编织子母弹燃气囊拉伸破坏行为研究
电动滑板车悬架衬套优化设计仿真
基于UM-ANYSY-MATLAB联合仿真的60N新性能钢轨磨耗规律研究
基于3D视觉引导的码垛控制系统设计
基于响应曲面法的风电断齿电弧熔覆工艺参数优化
零泊松比超结构蜂窝舵面优化设计
双液滴连续撞击超疏水壁面动力学行为研究
二维T字形微流道拓扑优化研究
基于单体电芯标定的电池包挤压仿真与试验研究
应用可变阶谱单元法对非共形装配体进行结构强度分析