深海重力活塞取样器冲击取样的 有限元数值模拟分析

以深海重力活塞取样器取样管为研究对象,建立取样器冲击取样三维有限元模型,运用LS-DYNA软件对取样管下落接触海底沉积物表面的冲击取样进行动力学仿真分析.通过数值仿真,分析海底沉积物的坡度、取样管壁厚、取样器自由下落高度、取样器配重以及海底沉积物类型对深海重力活塞取样器取样管冲击应力的影响,为深海重力活塞取样器取样管的稳定性分析、评估与设计提供理论依据与指导.     

非满载罐式汽车准静态侧翻阈值的计算与分析

非满载罐式汽车稳态转向时,由于罐内液体的晃动,其侧翻稳定性低于相同类型运输固体货物的汽车。通过建立非满载罐式汽车准静态侧翻模型,推导出了非满载罐式汽车稳态转向时的侧翻阈值,并对其影响因素进行了分析,提出了改善罐式汽车侧翻稳定性的方法,为罐式汽车防侧翻控制系统的开发打下基础。     

非满载罐式汽车静态侧翻模型的参数敏感性分析

非满载罐式汽车稳态转向或变道行驶时，由于罐内液体的晃动，其侧翻稳定性低于相同类型运输固体货物的汽车。通过对非满载罐式汽车静态侧翻模型建立，推导出了非满罐式汽车的侧翻阈值，对影响非满载罐式汽车侧翻稳定性的参数进行了敏感性分析，提出了改善罐式汽车侧翻稳定性的方法，为罐式汽车防侧翻系统的开发打下基础。     

薄膜弹丸对涂层基体冲击的界面结合强度分析

针对不锈钢薄膜弹丸冲击覆有涂层基体来考核涂层结合强度的问题,采用应力波理论和有限元计算两种方法对界面结合应力进行了分析和数值仿真。应用应力波理论分析了冲击过程中应力波传播过程与规律;采用固连失效模型反映基体与涂层结合的方法,建立了带有薄膜弹丸冲击覆有涂层基体的有限元模型;利用应力波理论和非线性有限元程序ANSYS/LS-DYNA对冲击过程分别进行了数值模拟,获得了涂层与基体间结合强度的应力分布情况。计算结果表明：应力波分析计算的结果与有限元数值仿真得到很好的相互验证。     

闭孔泡沫铝准静态压缩试验的有限元仿真

根据泡沫铝孔洞的结构特点,建立了单一孔十八面体力学框架模型,进而组建泡沫铝力学矩阵模型。通过有限元分析软件对其进行纵向加载准静态模拟仿真试验,得到了力学矩阵模型的应力分布图、位移与变形分布图以及应力-应变曲线。将仿真试验得到的应力-应变曲线分为4个阶段,分析了各阶段的产生过程和力学原理,得到泡沫铝纵向准静态压缩时的力学相关性能,为进一步实体试验和工程应用提供了技术参考。     

罐式集装箱保有量和集卡车数量优化问题

为了提高罐式集装箱和集卡车的周转率并降低物流成本,建立了混合整数规划模型.采用搜索算法,计算在保障完成运输任务的前提下使用于周转的罐式集装箱数量和租用的集卡车数量最少.     

基于ANSYS/LS-DYNA的某型训练弹跌落强度流固耦合仿真分析

为分析某型训练弹发射后的跌落强度,该文采用了基于ANSYS/LS-DYNA的流固耦合方法。通过霍普金森压杆试验系统获取所选材料的非线性本构关系,建立了弹体、水、空气耦合的多物质仿真模型。基于Euler/Lagrange罚函数耦合算法建立约束方程,实现力学参数的传递。对训练弹发射后跌落入水的整个过程进行了数值模拟和仿真分析,得出训练弹在流体冲击载荷下产生的应力应变。计算结果表明:训练弹水平跌落入水瞬间,与流体接触的部位出现微小弹性瘪凹;入水后,应力迅速减小并趋于稳定,弹性变形消失;在训练弹距水面10 m高度自由落体平溅入水的工况下,弹体强度满足要求。该方法同样适用于其它具有大变形和非线性性的流体冲击问题。     

空调配管优化应力仿真与实验研究

针对某款空调分体室外机优化前后的管路,利用有限元仿真技术建立配管系统力学模型,对其进行谐响应分析,得到配管应力分布情况.根据结果对优化前后的管路进行应力测试,对仿真分析结果进行试验验证.结果表明,仿真分析可以较真实地反映实际应力分布趋势,为配管优化设计及应力测试提供指导,可节省产品开发周期.     

某型飞行数据记录器防护壳体冲击强度优化

用ANSYS软件动态分析模块对某型飞行数据记录器防护壳体的冲击载荷进行模拟仿真,并分析了在规定冲击载荷作用下,防护壳体对载荷的响应,着重分析了其应力与变形的变化情况。然后以重量最轻为目的和最大应力为约束条件,建立优化模型。采用BP网络预测方法对防护壳体的厚度与圆边半径进行了优化设计。     

强冲击载荷下氧化铝陶瓷的力学特性及本构模型

研究氧化铝陶瓷在强冲击加载下的力学响应和动态本构模型. 利用一级轻气炮对陶瓷靶板进行冲击加载,测量得到靶板内的应力-时间曲线,并分析得到氧化铝陶瓷的动力学特性. 结合陶瓷材料破坏特性分析,从脆性材料内翼型裂纹的产生和扩展机理出发,建立了微裂纹损伤本构模型,其中损伤参数通过微裂纹尺寸和微裂纹数2个变量进行描述. 实验与计算结果表明,该模型较好地描述了强冲击载荷下氧化铝陶瓷的力学行为.     

用ANSYS分析煤体在燃烧前后边坡稳定性

为了解决边坡在燃烧后稳定性遇到的挑战,依据岩石力学和弹性力学理论,建立了煤层燃烧的应力应变模型。将岩体简化为弹塑性煤层的底部与岩体底边的交界出现了应力集中现象,考虑边坡沿弧形滑动。分析岩体的位移和应力分布规律,建立边坡稳定性的条件。岩体介质作为一种非线形材料,具有非线形的应力应变关系,采用基于弹塑性本构模型的有限元法,借助计算软件ANSYS求解岩体中煤层在燃烧前后对边坡稳定性的影响。     

基于孔隙介质模型的散体材料桩复合地基沉降分层总和分析方法

复合地基沉降计算是地基加固处理及相关设计的重要依据.基于刚性基础下散体材料桩复合地基沉降变形的特点,从桩与土微观变形力学机理研究入手,考虑其孔隙性质并引入孔隙介质分析方法,分别建立了反映桩与土表观变形力学参数与其骨架实际变形力学参数之间关系的孔隙介质模型.在此基础上,考虑桩与土变形力学参数的非线性特征,引进分级加载的思想,分别建立了附加应力和初始地应力对桩与土变形力学参数的影响模型,进而,建立了一种改进的散体材料桩复合地基沉降分层总和分析方法.通过工程实例分析并与现有方法计算结果进行对比,发现该方法不仅能反映桩和土变形力学参数随埋深和附加应力变化而变化的非线性特征,还能避免地基沉降计算中压缩试验曲线的使用,而且具有更高的计算精度,表明了该模型和方法的合理性与优越性.     

油田注水诱发应力场演化及地层活动机制研究

基于多孔介质理论建立注水诱发应力场变化定量评价的力学模型,利用有限元方法对耦合模型进行求解,分析注水过程中超孔隙压力与应力场演化规律,揭示注水诱发地层活动的力学机制。计算结果表明:注水形成的超孔隙压力控制局部应力场分布,一方面导致垂向、水平有效应力减小,Mohr应力圆左移,地层活动趋势增加;另一方面削弱注水层段水平地应力的作用效果,导致主应力差值减小、Mohr应力圆直径缩小,易于地层稳定。注水诱发地层活动与岩层渗透性能、吸水软化与构造应力环境等组合因素密切相关。     

饱和孔隙介质各向异性损伤细观模型

为研究孔隙介质的细观损伤力学及其流-固耦合特性,基于细观力学提出了一个脆性孔隙介质材料各向异性损伤细观模型。同时应用比奥(Biot)弹性孔隙介质理论框架下利用太沙基理论的有效应力概念,将孔隙介质材料各向异性损伤细观模型推广到了饱和条件,建立了一个饱和孔隙介质各向异性损伤细观模型。以法国的一种砂岩为例,分别模拟了三轴排水压缩实验、三轴不排水压缩、不同偏应力水平下增加孔隙水压的三轴压缩实验,数值模拟与实验结果吻合好,说明模型能正确地描述饱和孔隙介质的力学特性和流固耦合特性。     

变形介质气藏渗流理论研究的发展及研究意义

变形介质气藏的开采过程是流固藕合渗流过程。常规气藏渗流理论由于没有考虑气藏开采过程中岩石骨架的变形,因此不能准确分析气藏中流体的运动状态。变形介质气藏渗流力学理论正为了解决这一问题而发展形成的。早期主要以研究储层岩石的孔隙度、渗透率与压力之间的关系为主要目的,引入有效应力概念后,建立了线弹性变形下的渗流模型,后又发展到考虑非线弹性变形和塑性变形下流固耦合渗流力学模型,到目前为止,已开始综合考虑渗流、应力和温度场三者之间的关系,并建立了相关的耦合模型。我国变形介质渗流力学理论的研究起步较晚,是在国外理论研究的基础上发展起来的,20世纪90年代以来,随着油气田开发理论的发展,许多国内学者开始对变形介质渗流力学理论进行了深入的研究,并取得了一些研究成果,对我国现阶段主要气藏的开发具有重要的指导作用。     

基于汽车碰撞事故的人体头部有限元模型建立与验证

为研究汽车碰撞事故中人体头部损伤机理,建立并验证具有较高生物逼真度的头部三维有限元模型.采用计算机断层扫描和磁共振相结合的医学成像技术,利用数字图像识别和网格剖分技术,获得50百分位人体头部有限元网格.通过碰撞仿真分析,得到撞击力、颅内加速度、颅内典型碰撞位置(碰撞侧、碰撞对侧、上下枕骨)的应力和压力变化规律,并与国外经典的尸体试验数据进行对比分析.仿真分析结果与试验中颅内压力、颅内运动学等生物力学参数吻合良好,能够准确反映真实碰撞过程中人体头部的生物力学响应情况.建立的头部三维有限元模型精确度较高,能够进一步应用于汽车碰撞事故中人体头部损伤力学机理研究.     

基于最大剪应力理论灌装LNG集装箱强度校核

LNG罐式集装箱由于具有装载量大,运输成本低廉等特点,因此在石油化工行业得到广泛应用。但由于是最危险的第三类压力容器,并且在低温工作环境下受到包括设计压力、静压力、惯性力在内的复杂载况,因此LNG罐式集装箱的结构强度安全尤为重要。该文对45英尺LNG罐式集装箱进行了有限元建模,基于最大剪应力理论,对该集装箱在常温、低温工作环境下的四种惯性力载况进行了强度校核,证明了45英尺罐式集装箱的结构安全性。     

考虑燃料消耗的飞机副油箱燃油晃动等效建模

随着燃料消耗,飞机副油箱内燃油的晃动特性将改变,并影响飞机飞行品质和安全。为准确高效地分析副油箱内燃油晃动行为,通过势流理论和有限元法建立了不同充液高度下燃油晃动的单摆等效力学模型。基于充液高度对单摆等效力学模型的各参数进行插值处理,提出了考虑燃料消耗的燃油晃动等效力学模型建立方法。以俯仰激励和滚转激励为例,对固定充液比和变充液比情形下的单摆等效力学模型进行了验证。结果表明,本文建立的等效力学模型对燃油动力学响应的预测结果与计算流体动力学软件的仿真结果吻合良好。可见,该等效建模方法在飞机副油箱内燃油晃动动力学描述上准确有效。     

汽车减震器弹簧下座的疲劳仿真分析及结构优化

基于准静态有限元疲劳分析方法提取弹簧下座的力学模型,建立了弹簧下座的有限元模型,对其进行了疲劳寿命预测,在此基础上对弹簧下座进行了结构优化.疲劳台架实验和裂纹断口分析验证了疲劳仿真分析的正确性.结果表明疲劳裂纹并非一定发生在结构应力最大处,还与应力梯度以及结构所处的载荷状态相关.     

冲击载荷下汽车复合材料板簧结构阻尼性能研究

为了提高冲击载荷下汽车复合材料板簧结构阻尼能力,提出基于应力载荷动态特性测量的冲击载荷下汽车复合材料板簧结构阻尼特性进行分析。首先,研究汽车复合材料板簧结构的弹性荷载力学模型,对汽车复合材料板簧结构的表面应变构件进行优化设计,提高预应力和复合材料板簧结构的阻尼特性;其次,对复合材料板簧结构的阻尼屈服能力进行评估,同时对应力载荷动态的特性进行测量,并分析其阻尼性能。最后,通过仿真实验进行性能测试,展示了该方法在冲击载荷下汽车复合材料板簧结构阻尼性能测试能力方面的优越性能。