基于固有应变的船体板列焊接变形数值预测

采用固有应变有限元法,对船体板列焊接变形进行预测.确定了固有应变加载区域,进行了热弹塑性有限元分析,获得焊接温度场和应变场,提取热弹塑性有限元分析得到的残余应变数据,作为相应加载区域的固有应变值.加载固有应变值,进行结构弹性分析获得板列焊接变形,数值模拟结果可为板列焊接变形预测提供依据.分析了不同的焊接顺序对固有应变加载和结构变形的影响.     

侧墙结构多窗口羽流火焰的数值模拟分析

目的探究侧墙结构对横纵向多窗口羽流火焰及其融合的影响,分析在侧墙上设有窗口条件下羽流火焰的温度分布情况,为同类高层建筑外部火蔓延的防控提供参考依据.方法采用火灾动态仿真模拟软件Pyro Sim对侧墙上设有窗口的建筑类型进行火灾模拟,通过对所设置工况的数值模拟研究,分析窗口温度曲线及温度等温线,并引入危险温度T、T1及T2.结果横向相对两窗口及纵向相邻两窗口的羽流火焰未互相融合;横纵向四窗口、纵向相邻三窗口及横纵向六窗口的羽流火焰能够相互融合,危险温度高度比单窗口提升了4~9 m;单侧纵向多窗口的危险温度能够影响到对向侧墙外立面.结论侧墙结构引起的烟囱效应与羽流火焰相互作用,提升了危险温度高度;单侧纵向多窗口羽流火焰融合后的危险温度能够危及对向侧墙.     

基于ABAQUS的船体外板火工矫正数值模拟

采用固有应变理论与有限元技术相结合的固有应变等效载荷法,对平板堆焊结构形式进行了焊接变形分析。其中对固有应变的计算,结合了固有应变与焊接变形的关系,推导了固有应变的简化计算公式。给出平板堆焊结构的固有应变区的计算方法,利用ABAQUS有限元模型模拟结果,并且利用固有应变法反向加载于已经变形的模型中,探讨对于火工模拟矫正的固有应变法的可行性。     

正交异性桥面板焊接变形预测

本文应用低合金钢固有应变规律的研究成果,采用大型通用有限元分析软件ANSYS对大型正交异性桥面板的焊接变形进行数值模拟,并对焊接残余变形结果进行分析,为制定焊接方案提供可靠依据。     

某车体侧墙立柱焊接过程CAE仿真研究

随着计算机技术的发展,铝合金焊接的数值模拟技术被越来越多的应用,在城市轨道交通行业、车辆制造等工程领域,铝合金因其材料的特殊性,焊后残余应力、焊接变形复杂,其焊接过程的控制成为制造控制的重要因素,本文运用现车焊接试验与有限元分析相结合的方法,利用现实与虚拟协同再现了某铝合金车体侧墙的焊接试验,由此控制和预测的项点包括焊接热输入、焊接残余应力、焊接温度场等参数,解决铝合金车体侧墙在制造过程中的焊接问题。本文利用大型商用有限元软件ABAQUS构建了铝合金车体侧墙的有限元模型、材料本构模型、夹具拘束作用模型,通过与工艺试验对比,实现焊接过程的控制。     

残余应力对排液蒸发器强度影响的有限元分析

某排液蒸发器管箱隔板与筒体焊接处产生了焊接变形,其凹陷处最大值为5 mm,影响结构的安全运行.焊接应力与变形是焊接过程的必然产物,计算和分析比较困难.采用固有应变分析法,计算出隔板和筒体的固有应变体积,然后获得简体的焊接残余应力.在此基础上只考虑焊接残余应力、设计应力以及焊接残余应力与工作应力叠加3种工况计算出变形区域的等效应变,并转化为等效残余应力.利用有限元方法对蒸发器的强度进行分析,计算结果可用于指导其实际运行.     

铝合金车体焊接变形及其控制方法初探

国内现行的动车组铝合金车体往往采用传统熔化焊焊接制造而成,但由于动车组功能结构特点,铝合金材料属性和传统熔化焊焊接技术等多方面制约,动车组铝合金车体焊接存在焊接变形类型多,变形控制难度大等诸多难点。通过改善接头设计,焊接方法,型材组焊顺序和焊后调修等方面论述了动车组铝合金车体焊接变形和变形控制,并对该领域的发展趋势进行了预测。     

高速动车侧梁焊接残余变形的控制

构架是机车车辆的重要承载部件,控制其侧梁的焊接残余变形至关重要.以热弹塑性理论为基础采用APDL语言对侧梁进行了焊接变形数值仿真计算,并对侧梁进行现场跟踪测量,得出侧梁的焊接变形仿真计算结果与测量值,二者基本吻合,误差在6%之内.以此仿真模型为基础,采用多层优化计算方法,对侧梁焊接时的随焊冲击碾压参数进行了优化分析,得到与焊接工艺相匹配的最优方案,计算结果表明最优方案能够降低残余变形量60%左右,最优随焊冲击碾压对于减小焊接残余变形效果明显.通过数值仿真优化所得的方案可为焊接变形的控制、焊接工艺设计的选择、随焊冲击碾压设备的设计等提供可靠依据.     

基于小数据集贝叶斯网络建模的偏差源诊断方法

针对装配过程尺寸偏差的小样本检测条件,提出了基于条件独立性检验的结构学习算法,结合柔性装配偏差关系模型,推导了贝叶斯网络子节点的先验条件概率,将小数据集与先验概率融合并获得贝叶斯网络参数,实现了装配偏差影响因素的贝叶斯网络建模,并用于某车型侧围装配过程的偏差源诊断.结果表明,所提出的偏差源诊断方法具有较高的准确性.     

基于偏差传递的多工位装配过程质量评估模型

针对多工位装配系统中尺寸偏差传递的特点,建立了一种新的装配过程质量评估模型.首先分析了多工位装配系统的偏差源,研究了多工位装配尺寸偏差传递关系,构建了偏差流传递的状态方程.然后从过程系统本身寻找影响偏差传递和累积的特征参数来评价系统的装配质量特性,通过对尺寸偏差传递模型推导引出工位系数矩阵,经过合并变换求出各工位的系数矩阵的最大特征值,再乘以偏差精度权因子来建立装配质量评估模型,进而提出用装配偏差指数来衡量装配工艺过程的优劣.最后通过实际零件的装配过程说明该模型和装配偏差指数的应用方法.     

白车身激光焊接过程的变形预测及几何补偿方法

针对白车身激光焊接过程中热成形钢板变形较大的问题,通过几何补偿方法消除焊接变形对装配过程的影响,建立了钢板焊接变形的几何补偿优化流程,通过基于有限元方法的焊接过程模拟来预测激光焊接的板件变形程度,并结合最优拉丁超立方采样、Kriging近似模型与粒子群优化算法对B柱加强板进行几何补偿优化.结果表明,优化后的B柱加强板经过激光焊接后与原设计型面吻合较好.     

天津地铁6号线车站深基坑开挖下围护结构及墙后地表变形特性分析

依托天津地铁6号线金钟街站深基坑工程,采用FLAC3D对基坑开挖及支护全过程进行数值模拟,并对其关键影响因素及墙后地表和地连墙变形的相关性进行系统分析.研究结果表明:随着基坑开挖深度的增加,开挖深度对变形的影响增大,地连墙最大侧移位置不断下移,地表最大沉降点位置逐渐远离基坑边缘;地连墙侧移、地表沉降随基坑长宽比的增加有增大的趋势,但最终数值趋于平缓;基坑插入比对基坑变形控制作用较小,而地连墙厚度对基坑变形控制作用明显;随着支撑刚度的增加,地连墙侧移、墙后地表沉降呈现减小的趋势,但支撑刚度过大不会达到预想的控制变形的效果.最终得到墙后地表最大沉降与墙体最大侧移的比值为1.15,但墙后地表沉降包络面积与墙体侧移包络面积的比值为1.82.     

构架侧梁焊接反变形量的优化分析

以热弹塑性理论为基础,采用APDL语言对机车车辆构架侧梁进行了焊接变形数值仿真计算,并对侧梁进行现场跟踪测量.得出了侧梁的焊接变形仿真计算结果与测量值,两者基本吻合,误差在6%之内.以此仿真模型为基础,结合所制定的反变形方案,采用多层优化计算,对侧梁焊接时的反变形量进行数值仿真优化,最优方案与无反变形量的焊接相比,可使弯曲变形量减低65%左右.优化方案可为焊接变形的控制、焊接工艺设计的选择和预留变形量的确定等提供可靠依据.     

基于LES的城际动车组车体横断面优化设计

风洞试验测试记录CRH6型城际动车组缩比模型表面测点的压力波动数据.按照相同比例建立计算模型,应用ANSYS ICEM软件生成O-Block结构网格,采用k-epsilon两方程湍流模型进行稳态计算,并用Large Eddy Simulation大涡模拟进行非稳态计算,得到车体表面压力时程曲线.通过对比实验数据与仿真数据,误差在5%以内,满足工程精度要求.基于上述仿真算法,以车顶与侧墙过渡圆弧、侧墙与底架过渡圆弧及车体最大宽度位置高度等3个参数为优化变量,以车体受到的倾覆力矩最小为优化目标,得到更合理的车体横断面外形.研究结果为CRH6型城际动车组设计提供理论依据.     

基坑开挖与临近既有隧道的相互影响

目的明确基坑开挖与临近既有隧道之间的相互影响以及基坑与隧道之间设置隔离桩的作用效果.方法采用有限元数值模拟方法,分析基坑开发过程中隧道衬砌结构和基坑支护桩变形的发展变化规律.结果基坑与隧道间距越大,基坑开挖对隧道衬砌结构变形的影响就越小;隧道顶底板以及侧墙的变形发展变化规律基本一致,且随着基坑与隧道间距的增加,隧道顶底板和侧墙的变形差异也逐渐减少;临近隧道一侧的基坑支护桩最大变形大于远离隧道一侧的桩体变形;在基坑与隧道之间设置隔离桩,能有效减少两者之间的相互影响,隔离桩与隧道间距从4 m增加到8m,隧道侧墙水平变形增加约47%;在隔离桩与隧道间距4 m条件下,隔离桩桩长从12 m增加到16 m,侧墙水平变形降低约50%.结论基坑开挖与临近隧道之间的相互影响较为明显,在基坑与隧道之间采用隔离桩能起到明显的隔离效果.     

SAINA-01后车架焊装工艺浅析

文章分析了SAINA-01后车架产品特点及焊接变形情况,制定出合理的焊装工艺方案,有效的控制了焊接变形,保证了产品尺寸精度,达到了与整车的装配及四轮轮定位参数调整的要求。     

装配式盖板涵土压力和变形的现场试验研究

介绍了新型的预制装配式盖板涵施工工法,通过选取两个典型断面开展了现场试验,研究了预制装配式盖板涵台背及涵顶土压力的分布规律和土压力随填土荷载的增长规律.对涵洞盖板和侧墙的位移进行了测试,分析了盖板和侧墙构件的挠曲变形规律,并将测试所得的土压力和构件变形结果与数值模拟结果进行了对比.结果表明,预制装配式涵洞侧墙和盖板的挠度均较小,涵周土压力分布和变化规律均呈现明显的非线性,与现行《公路桥涵设计通用规范》中线性土压力理论存在较大的差异.盖板上垂直土压力中间较小,两侧支撑处较大,近似呈"U"形分布.侧墙水平土压力近似呈"3"形分布,最大土压力位于台帽与涵墙搭接处.所得结果为预制装配式涵洞构件的设计计算及搭接强度的确定提供了依据.     

高速列车司机室前窗框焊接变形

高速列车司机室前窗框由全铝合金空间曲梁焊接而成，焊接变形难以控制.采用固有应变法对某型号高速列车司机室前窗框进行焊接变形仿真分析，与实测数据对比表明：该方法预测高速列车前窗框的焊接变形准确、可行.     

基于ANSYS Workbench刚度分析的人工心脏瓣膜设计

利用ANSYS Workbench软件对St.Jude瓣膜和与St.Jude瓣膜结构相同的钛合金瓣膜进行刚度分析,根据结果优化钛合金瓣膜结构。通过计算机辅助工程对优化后的双叶机械心脏瓣膜进行装配模拟分析,得到瓣膜变形的应力应变情况。瓣环的最大应力未超过材料的屈服强度,利用三维坐标测量仪对装配前后进行检测,结果表明:根据模拟的最小变形可以进行装配,装配后的瓣环未发生塑性变形。     

多级回转体装配偏差建模方法综合研究

传统方法聚焦于平面尺寸链建模和极值法分析,难以综合考虑转子连接特征丰富的形位偏差信息及相互影响关系;整机装配精度预测过于保守,过分侧重零件自身加工精度的提升,忽略了组件整体堆叠优化的手段,导致零件返工频率高、修配难度大。针对上述问题,以航空发动机转子为代表进行多级回转体装配偏差建模方法的探索,并综合考虑转子装配的尺寸偏差、形位偏差、止口连接、定位关系等因素的影响,对回转组件同心度超差问题进行准确描述和偏差管控。从局部偏差表达和三维尺寸链传递的角度总结归纳了近年来主要的偏差模型,对转子变形、形貌误差的表达和匹配、装配精度几何量与工作性能物理量之间的关联等研究方向进行了展望。