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相似文献
 共查询到19条相似文献,搜索用时 129 毫秒
1.
一种考虑位移和应力约束的结构拓扑优化方法   总被引:1,自引:0,他引:1  
为了研究位移和应力约束以及重量最小的结构拓扑优化问题,基于ICM(独立、连续、映射)方法和渐进结构优化方法的思路,提出了一种考虑位移和应力约束的结构拓扑优化方法.在优化迭代循环的每一轮子循环迭代求解开始时,为了控制拓扑设计变量的变化量,依据结构位移、应力量和其约束限,形成和引进了新的位移和应力约束限.研究了位移线性近似式和应力约束转换表达式,建立了单元删除阚值和几轮迭代循环的单元删除策略.为了确保优化迭代中结构非奇异和方法具有增添单元的功能,在结构孔洞和边界周围引入了一层人工材料单元,并建立了一套有效结构信息到结构最大设计域信息的映射转换方法.结合拉格朗日乘子法,改进了子循环迭代中连续拓扑变量的求解方法,形成了一种新的连续体结构的拓扑优化方法.给出的算例验证了该方法的正确性和有效性.  相似文献   

2.
提出了一种数值方法来确定多重应力奇异性对应的应力强度因子,给出了求解多重应力奇异性的应力强度因子的另外一种捷径.特例表明它的精度符合工程应用的要求,并且对于所给的模型结构不需要划分过密的网格就可以得到令人满意的精度,为工程材料强度的评价提供了有效的计算工具.  相似文献   

3.
根据磁声发射MAN和巴克豪森BN两种测量应力的方法和在测量铁磁材料平面应力时的一些特征,选取两种测量方法各自的优点,建立了测量铁磁材料中应力的一些规范,形成了比较完整的测量铁磁材料中平面应力的一种新方法──磁声法.利用此方法测量了焊接钢板的残余应力.  相似文献   

4.
等效应力磁场与残余应力测试   总被引:4,自引:2,他引:2  
基于磁各向异性的磁法应力测试技术,给出了存在应力影响的材料磁导率与应力之间的一个简单表达式用此式由所测得的电桥非平衡电流Ig及测试电路和探头结构参数,可求出测点的残余应力,在单向应力作用下得到了实验证明,为计算铁磁材料的应力提供了一种新方法。  相似文献   

5.
基于磁各向异性的磁法应力测试技术,给出了存在应力影响的材料磁导率与应力之间的一个简单表达式,用此式由所测得的电桥非平衡电流Ig 及测试电路和探头结构参数,可求出测点的残余应力.在单向应力作用下得到了实验证明,为计算铁磁材料的应力提供了一种新方法  相似文献   

6.
冷加工截面构件的制作过程导致材料的力学性能和强度有明显的改变.本文提出了精确预测不锈钢材料和冷加工材料力学性能的研究结果.首先,本文对不锈钢材料提出了一种新的应力-应变关系模型,这种模型可以精确预测全范围内的拉应变和压应变.新的应力-应变模型采用3个基本的Ramberg—Osgood参数,并基于对已有试验数据的详细分析来定义.在论文的第二部分,提出了预测冷加工材料的应力-应变性能的有限元模型.该方法中,通过对压弯成形截面制作过程的数值模拟,以及在随后对Coupon测试的有限元模拟中以加工过程中所导致的残余应力和等效塑性应变作为初始状态,解释了冷加工材料的应力-应变性能.这种方法能够预测冷加工材料的拉伸和压缩的应力-应变性能.新提出的应力-应变模型以及有限元方法的精度通过和试验得到的应力-应变曲线的对比进行了验证.所提出的有限元方法和新的应力-应变模型可以在将来应用到原始材料和冷加工材料的关系中.  相似文献   

7.
根据工程实际要求,利用有限元法对结构进行静、模态分析。为了得到一质量减小、应力均匀、动态性能更优的结构,基于应力和频率删除准则,建立了一种改进的基于应力和基频的渐进结构优化算法。算法采用了灵敏度再分配法,有效抑制了优化中的棋盘格,提高了优化效果。每迭代步单元删除后,进行孤点以及单铰支检查技术,并删除,一定程度上避免了局部模态的产生。提供的算例表明了方法的简单、有效,是ESO方法在工程应用的又一次尝试,具有一定的使用价值。  相似文献   

8.
提出一种受应力约束的三维弹性体的拓扑优化方法:修改的满应力法,即通过反复迭代修改单元的弹性模量,使三维弹性体的每个单元均处于一种满应力的状态,然后删除弹性模量较低的单元,通过逐渐删除弹性模量较低的单元使单元最大弹性模量逐渐接近于材料实际的弹性模量,同时单元的最大应力也逐渐接近于材料的许可应力,从而获得满足应力约束条件的三维弹性体的最优拓扑.同时引入结构描述数组的概念,很方便地实现单元的重新划分.数值结果显示该方法很有效,且具有很好的通用性和稳健性.  相似文献   

9.
基于等效应力磁场理论,给出了平面应力状态下,材料沿(垂直于) 焊缝方向磁导率与两个主应力之间的函数关系,从而可以独立地测量任意点的残余应力.实验结果证明了方法的正确性  相似文献   

10.
江海涛  李欢  杨文彩 《科学技术与工程》2023,23(35):14923-14936
实际应用过程中,由于复合材料界面两侧各相材料性能各异以及制造过程中存在的缺陷,在外载荷的作用下,界面处产生大量初始微裂纹进而扩展相交形成宏观裂纹最后扩展贯通导致结构失效。因此,对于界面裂纹的分析研究对优化复合材料,提高其应用性能及可靠性是十分重要的。本文提出了一种扩展二相杂交应力有限元法,通过构建包含边界裂纹、水平中心裂纹以及倾斜裂纹的两相材料的扩展二相杂交应力有限元单元模型对界面裂纹进行断裂力学分析。应用Lagrange乘子法将各个界面裂纹面面力为零边界条件和未断裂界面的面力连续条件引入修正余能泛函中,在每一相材料域内假设高阶多项式应力函数,充分考虑界面形状的影响,构建互作用应力函数,引入双材料界面裂纹裂尖附近奇异应力场函数。基于Fortran程序求解后得到单元应力场,采用最小二乘法计算了界面裂纹的应力强度因子。通过该方法得到的数值模拟结果和传统有限元分析的数值结果进行比较,验证该方法的有效性和准确性。  相似文献   

11.
离心压缩机叶轮静强度分析方法   总被引:1,自引:0,他引:1  
采用自适应有限元分析与弹塑性分析方法,对某离心压缩机叶轮进行精细的静强度分析.阐述了对网格不敏感的结构热点应力的概念.得到了基于结构热点应力相应的强度判别准则,并对叶轮的von Mises应力和等效塑性应变随时间演化历程进行了分析,数值模拟结果表明,对叶轮进行超速预加载处理,能够有效扩大材料的弹性工作范围,降低叶轮正常工作时的应力水平,且超速预加载工艺符合其力学机理.  相似文献   

12.
 对每个单元都引入应变比能系数,通过追求对局部应力约束的高精度逼近,使独立·连续·映射(Independent Continuous and Mapping,ICM)方法中全局化应变比能约束的表达更为可靠,同时采取放松初始应变比能系数的手段加速优化迭代。利用结构最大Mises应力对许用应力比值的幂函数对全局化处理后的应变比能约束限进行修正,或者控制结构的最大应力,或者加速优化迭代。为了使拓扑构型向合理方向演变,每次迭代都对拓扑变量履行从连续到离散的反演,反演阈值自动计算。各算例均以较少的结构重分析次数,优化得到了类似理论最优解Michell桁架的拓扑图形,表明本文处理应力约束下结构拓扑优化问题的方法是合理和高效的。  相似文献   

13.
高温气冷堆氦气透平直接发电项目中的能量转换单元内使用了联轴器,用来联接氦气透平和齿轮箱。本文在三维设计软件CATIA内建立了联轴器的装配模型,在ABAQUS for CATIA内对联轴器的应力进行了分析计算。计算结果表明,由旋转离心力所引起的最大Von Mises应力为303MPa,由螺栓预紧力引起的最大Von Mises应力为167MPa,由联轴器传递的扭矩引起的应力为1MPa量级,前两个应力最大值发生位置都在最大外径处的螺栓开孔位置,最大应力叠加后为470MPa。由此得出结论,制作联轴器的材料必须是在470MPa的应力水平下不失效的高强度材料。  相似文献   

14.
薄壁轴向微沟槽铜管高速旋压成形数值模拟   总被引:2,自引:0,他引:2  
本文利用有限元分析软件MARC对薄壁轴向微沟槽铜管钢球高速旋压成形过程进行模拟,建立了简化的1/4旋转对称模型,并采用了更新拉格朗日算法和全局网格重划分技术,成功解决了模拟过程中的网格穿透和收敛问题.对薄壁微沟槽铜管的成形特征和残余应力、等效应力应变的分布规律进行了分析.结果表明,成形过程中,金属会出现回弹效应并由此产生凹口等缺陷;等效应力应变及三向应力应变沿轴向呈层状分布,表层应力超过材料应力极限导致铜屑产生,且易出现断管现象;沟槽底部的等效应力应变和残余应力大于齿顶与外表面.过大的残余应力容易造成材料脆化,进而产生粗糙形貌.该研究对优化成形工艺参数,抑制缺陷产生有着重要意义.  相似文献   

15.
针对山地自行车减震器端和车架连接端的关键结构部件的轻量化设计问题,构建等比例三维实体模型,并采用变密度理论的拓扑优化方法,以最大化刚度为优化目标,以设计空间总体积和质量作为约束条件,对山地自行车结构部件进行拓扑优化再设计。优化求解获得一个新型的连接结构件,并对该结构在实际工况下的Mises应力、最大位移和安全系数等进行仿真校核,通过优化前后结构的分析结果综合对比,发现在保证结构部件强度、可靠性的前提下,该结构部件实现减重约50%,极大节省材料消耗。  相似文献   

16.
作者曾建议利用破坏面的概念,建立一个抛物线旋转面的方程,作为复杂应力 状态下混凝土材料的强度准则。本文利用建议的强度准则,对厚壁圆筒的极限承载能力 作了分析,并与有关结果进行了比较。算例表明,与传统上采用的Mises准则或 Tresca准则的分析结果相比较,对于壁厚比较大时的厚壁圆筒,其承载能力相差很大; 由于建议的强度准则中考虑了材料强度参数的影响,所得结果更接近实际。  相似文献   

17.
X-ray energy dispersive analyses show that the ratio of titanium to potassium in the interlayer is much higher than that of the whisker K2O·6TiO2, and that titanium and potassium atoms of the whisker are partly dissolved into the matrix Al near the whisker. The interface residual strains in the composite are determined in terms of the shifts of HOLZ lines. To uniquely evaluate the lattice parameters and the lattice strains from an experimental HOLZ line pattern, the plane stress approximation is employed to reduce the number of adjustable parameters in the optimization procedure. The results obtained with this method are in good agreement with other works. The possible explanations for the high von Mises effective stresses in the matrix near the whisker are discussed. Supported by the National Natural Science Foundation of China Zou Huamin: born in 1944, Professor  相似文献   

18.
以Hertz弹性接触理论和曲梁理论为基础,分析了回转支承空心钢轮的圆周应力对轮轨接触von Mises应力峰值及其位置的影响,通过采用平面应变有限元的进一步分析表明,降低钢轮截面梁高可以提高钢轮的径向柔度,同时圆周应力可以有效地抑制接触正应力,提高钢轮接触强度,但可能使钢轮接触区内yon Mises应力峰值点从中间向两侧分离,导致应力循环次数翻倍,影响疲劳强度.至于对接触区内钢轮的剪应力和钢轨的von Mises应力,截面梁高的变化对峰值和位置的影响则不大.  相似文献   

19.
确定应力集中点最大应力值的神经网络算法   总被引:4,自引:0,他引:4  
提出了利用神经网络,根据应力集中处附近已知的三点应力(或应变值)来确定最大应用的一种方法,建立了一个3-4-1的网络结构,通过对网络的训练建立了应力集中处附近已知的三点应力(或应变值)与最大应力之间的关系,数值结果表明,提出的方法是有效,可靠的。  相似文献   

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