二维复合材料微结构的力学响应计算

复合材料的力学响应数值计算对于多元多向异质体材料微结构的"性能导向型"设计、材料微结构失效的评估与预测具有重要的意义.利用自主开发的材料微观组织结构仿真软件ProDesign构造出二维复合材料微结构的代表性体积单元,通过C语言、Python脚本混合编程的方式,实现对商业有限元软件ABAQUS前处理的二次开发,使之用于复合材料微结构几何模型的建立、材料属性与晶粒取向的赋值、边界条件的定义以及有限元网格的划分,从而有效地实现二维复合材料微结构的细观应力响应计算.     

三维复合材料微结构的力学响应分析

复合材料的力学响应数值计算对于多元多向异质体材料微结构的"性能导向型"设计、材料微结构失效的评估与预测具有重要的意义.利用自主开发的材料微观组织结构仿真软件ProDesign构造出三维复合材料微结构的代表性体积单元,通过C语言、Python脚本混合编程的方式,实现对商业有限元软件ABAQUS前处理的二次开发,使之用于复合材料微结构几何模型的建立、材料属性与晶粒取向的赋值、边界条件的定义以及有限元网格的划分,从而有效地实现三维复合材料微结构的细观应力响应计算.     

二维多晶体材料微结构的力学响应计算

为了研究二维多晶体材料微结构细观尺度的力学性能和失效行为,将材料微结构细观力学响应的数值计算建立在材料微观组织结构的代表性体积单元(RVE)上.利用已开发的材料微观组织结构仿真软件ProDesign构造出二维多晶体材料微结构模型,采用C程序设计和Python脚本语言混合编程的方法,开发出用于材料微结构有限元网格划分与细观应力响应计算的软件AutoRVE,这对评估微裂纹的启裂、扩展,预测复合材料微结构材料损伤后的材料性能,推演微结构"虚拟失效"行为具有指导意义.     

晶体学取向对多晶体材料微结构力学行为的影响

现代材料设计和制备,对材料性能的要求愈来愈高,对寿命估测准确程度的要求也日益严格。基于材料细观尺度层次的性能预测并以此控制材抖的宏观性能,是解决这一问题的一个有效途径。利用自主开发的材料微观组织结构仿真软件ProDesign构造出三维多晶体材料微结构的代表性体积单元,通过C语言、Python脚本混合编程的方式,实现对商业有限元软件ABAQUS前处理的二次开发,使之用于多晶体材料微结构几何模型的建立、材料属性与晶粒取向的赋值、边界条件的定义以及有限元网格的划分,自主开发软件AutoORI对其生成的INP文件进行一系列修改实现晶体学取向的自动替换从而预测其晶体学取向对其微结构力学行为的影响。     

应变局部化数值模拟中的网格依赖性问题研究

应变局部化现象是岩土材料在工程应用中的普遍现象,当达到承载力极限状态之后岩土材料会发软化行为,由于软化行为的发生,以经典连续体理论研究局部化问题会产生网格依赖性。为了解决这一问题,本文以ABAQUS有限元分析软件为有限元分析基础平台,通过接入子程序UMAT建立模型模拟应变局部化现象。结果发现在UMAT接口下得到不同尺寸的网格划分等效塑性应变图的剪切带会随着网格密度的增加而变宽,这样我们就可以证明应用微极理论可以有效地解决网格依赖性问题,从而避免经典连续体划分网格尺寸对数据的影响。     

多晶体材料二维微观组织结构的计算机重构

介绍了用于多晶体材料微观组织结构重构的软件MSCopier（二维版）的设计思想．该软件能够对多晶体材料各个晶粒的几何形状进行识别,并运用了多边形裁剪算法,可将实际晶粒的几何形状处理成对应的凸多边形,完成了多晶体材料的微观组织结构的计算机重构,实现了多晶体材料微观组织的可视化,成功地实现了多晶体材料二维微观组织结构的计算机重构,为采用数值化技术对多晶体集合进行定量分析创造了条件．     

三维多晶体材料微结构的力学响应计算

材料微结构细观力学响应的数值计算对于识别"材料结构弱点",评估微裂纹的启裂、扩展,预测微结构材料损伤后的材料性能,推演"微结构虚拟失效"行为具有重要的意义.利用自主开发的材料微观组织结构仿真软件ProDesign构造出三维多晶体材料微结构的代表性体积单元,通过C语言程序设计、Python脚本语言混合编程的方式,实现对商业有限元软件ABAQUS前处理的二次开发,从而有效地实现三维多晶体材料微结构的细观应力响应计算.     

ABAQUS软件下流场网格划分对仿真结果的影响

以同一个二维舱段模型为研究对象,以全水域统一网格为标准,分别采用有四面体网格过渡层的三层网格划分方法和采用绑定方法的无过度层两层网格划分方法对水域进行划分,使用ABAQUS软件作仿真计算,对各种划分方法进行对比分析,得出可用于代替全水域统一网格的划分方法,为大模型仿真计算作网格缩减提供参考。     

子午线轮胎复杂胎面花纹有限元网格自动划分方法

为提高复杂胎面花纹有限元模型的建模效率和网格质量,基于节点构建三维网格的方法和保角映射技术,提出了一种复杂胎面花纹有限元网格自动划分的方法。即通过MATALB编制程序,将花纹外轮廓由曲线变换为直线,并根据花纹尺寸参数在截面内建立分层线,使之与花纹展开图二维网格模型直接对应,再通过投影的方式获取所有节点信息,并按照右手定则分类连接单元节点。在此基础上,对生成的花纹网格模型进行还原和排序,实现自动生成完整的胎面花纹有限元网格。利用ABAQUS软件进行轮胎径向刚度和接地压力的仿真,结果表明：与传统建模方法相比,该方法不仅能大幅提升花纹有限元建模效率,还保证了有限元网格具有较高的质量,仿真结果与试验结果基本一致,可见该方法能更加准确、有效地模拟复杂花纹轮胎的实际情况。     

基于2.5维有限元算法的边界处理及网格划分

由于2.5维周期化技术能有效地处理列车振动波传播模拟过程中计算尺度与计算时间的矛盾,因而国内外学者在此理论基础上将FE(有限元)和粘滞边界以及IFE(无限元)等边界处理方法进行耦合.为讨论上述算法中有限元网格划分区域及单元大小对计算精度影响,通过运用软件Matlab编制程序读取Ansys中的模型信息,并将2.5维有限元和无限元边界耦合等算法在其中得以实现.在此基础上发现在相同的网格划分条件下,采用2.5维无限元边界较粘滞阻尼边界具有更高的精度,同时通过选取不同尺寸的有限元模拟区域及最大网格大小,将计算结果与经典解析解进行比较,并对上述网格划分参数的合理选择提出了建议.     

干式机体有限元分析中的前处理过程

在求解计算过程越来越自动化的前提下，有限元计算结果的准确与否主要依赖于前处理过程处理是否得当，前处理过程已成为直接决定有限元计算结果成败的重要因素。本文详细阐述了I-DEAS9软件在采用薄壁干式气缸套的XN2105型柴油机机体的有限元分析前处理过程中，实体造型、单元选择、网格划分、单元质量的检查与修理、计算工况的选择及边界条件的确定与施加等方面的具体应用。通过采取整体分块、手动局部加密和自动划分网格相结合的方法建立了该机体的有限元模型。经验表明，文中所采用的思路和方法具有实用、高效、适应性强的特点，对类似的处理与分析具有借鉴意义。     

基于拓扑分割的泵叶轮六面体网格划分方法

叶轮是泵设备的核心零部件之一,关系着泵设备运行的稳定性与安全性;为提高叶轮数值模拟试验的精度与求解效率,提出了一种基于拓扑分割的泵叶轮全六面体网格划分方法;首先进行物理三维模型的拓扑结构理论分析,获取模型的拓扑分割方法;其次研究基于映射理论的六面体网格生成方法,获得虚拟计算域模型;然后优化网格质量并进行网格规模控制;最后以泵叶轮为例,开展全六面体有限元网格划分,并利用ANSYS仿真软件,验证叶轮全六面体有限元网格划分方法的合理性;研究结果表明:叶轮全六面体网格模型具有网格质量高、抗畸变能力强、规模数量小、求解效率快等特点。     

基于三角形网格的无量纲最小二乘有限元法及其应用

利用最小二乘有限元法计算二维流体场需要采用四边形网格，而仅采用四边形单元剖分含有角环、圆角和尖角等复杂结构的电力装备二维仿真模型时往往出现网格畸变。为此，本文提出了一种基于三角形网格实现最小二乘有限元的方法，即在三角形剖分网格上再处理得到四边形网格，从而实现最小二乘有限元法计算流体场。为验证所提方法的有效性，论文分别对方腔模型和带有角环等复杂结构的变压器单分区模型进行了数值计算，并分别与规则四边形网格下的最小二乘有限元法和Fluent计算结果进行对比。对比结果表明本文所提出的网格处理方法可以实现含有复杂结构电力装备的二维流体场仿真。     

巧用拉伸法建立冷却管的三维有限元模型

大型有限元软件ANSYS功能强大，单元类型众多。当采用间接法对锌液冷却管进行热应力计算分析时，温度场的计算和应力分析是非线性的，热分析与结构分析两步骤之间是有数据传递的，因此模型网格划分必须采用映射网格。拉伸法非常适合于建立形状复杂，要求网格具有对应性的热一结构耦合有限元模型。章介绍了用拉伸法建立锌液冷却管的三维有限元模型的基本方法，为类似的工程有限元建模计算提供了参考。     

基于特征的模糊控制电磁场有限元网格生成

将特征概念引入电磁场有限元前处理中，提出了一种利用模糊控制理论的任意二维区域有限元网格生成的新方法。该方法根据一些典型特征，将整个区域自动划分出若干个特征区域，对于每一种特征区域，根据模糊理论以及专家经验，建立相应的隶属函数和模糊控制策略，从而生成具有一定梯度，疏密合理的有限元网格，可提高网格质量，减少用户手工输入量。     

斜齿轮轮齿三维有限元网格自动生成及细化

有限元网洛的自动生成是有限元方法在工程中应用的重要前提。斜齿轮三维有限元网格的自动生成是十分困难和复杂的。文中根据渐开线齿轮形状持证提出了一种斜齿轮轮齿三维有限元网格自动生成的方法，并可以对生成的网格进行细化。该方法简单实用。用它编制了相应的计算机程序，只需输入齿轮的基本参数，便可以得到轮齿三维有限元网格的有关数据文件。这些文件可直接用于通用有限元软件，极大地简化了斜齿轮有限元建模过程。     

双圆弧齿轮接触有限元分析离散化网格自动生成算法

根据双圆弧齿轮面啮合分析，提出了一种接触有限元离散化网格的自动生成算法，其特点是可以精确计算啮合齿面的初始间隙，实现可能接触区网格的自动调整，不仅可以提高计算效率，而且可以提高齿轮接触问题的分析精度。     

啮合轮齿接触有限元分析网格自动生成方法

本文把齿轮啮合原理和接触问题有限元建模方法结合起来,提出了一种新的接触有限元网格自动生成算法。这种算法不同于常规的映射函数法和非映射函数法。其特点是可以精确地确定齿面间隙,因此不仅能显著提高效率,而且已成为啮合轮齿接触有限元分析的基本前提。