管道裂纹远场涡流检测的三维仿真研究

远场涡流检测技术具有内、外表面敏感度相同的优点,因而适合铁磁性油气长输管道中裂纹缺陷的无损检测.利用数值方法对远场涡流检测过程进行了仿真,给出了检测信号与裂纹几何尺寸之间的量化关系.首先,根据麦克斯韦方程组推导出3维远场涡流磁场分布的教学表达式.然后,由ANSYS软件建立3维远场涡流有限元仿真模型,并分析磁场在管壁内的分布特性.最后,通过3维仿真模型估计轴向裂纹的几何尺寸参数(长度、深度、宽度)对远场涡流检测信号的影响,并就它们之间的对应关系展开讨论.仿真结果为实际管道裂纹检测器设计、远场涡流探头的优化和裂纹量化评估提供了有效参考.     

电涡流缓速器的三维数值仿真

为三维电涡流缓速器的仿真提供了一个完全的有限元表达式,这个表达式通过运用A,Φ-A公式结合库仑定律得以实现.为了考虑电涡流缓速器不规则的几何形状,采用了四面体单元对网格进行划分,并用有限元程序仿真电涡流缓速器在500rpm的磁通密度分布.电涡流缓速器在不同转速下用有限元程序计算的制动力矩与测量值进行了比较,测量值和仿真教据近似一致,有限元程序可用于工程计算和仿真.     

磁感应成像中三维涡流前期模型仿真

磁感应成像(MIT)中正问题的仿真是影响MIT技术发展的关键性问题之一,而导体内部三维涡流问题又制约着MIT中的正问题的研究。基于正问题的数学模型,提出一种MIT三维测量模型,利用有限元方法进行求解,仿真获得导体中不同面的三维涡流的磁通密度分布并进行对比,得出受激励线圈影响导体内部三维涡流磁通密度的变化规律,为研究MIT中的正问题及图像重建提供重要依据。     

制动器热分析的快速有限元仿真模型研究

基于制动过程中能量耗散的研究，建立循环制动过程中温度场分析的快速有限元仿真模型。对完全循环对称式的盘式制动器、鼓式制动器采用二维有限元仿真模型；对于空心盘式制动器考虑散热筋板结构建立三维循环对称有限元模型。考虑耗散热量分配系数、制动盘导热系数、对流换热系数、辐射换热鼷鼠等随温度的瞬态变化，获得瞬态温度场仿真结果。应用试验验证仿真结果，确认快速仿真模型的正确性与实用性，从而为制动器的抗热衰退、热疲劳设计提供了系统的解决方案。     

旋飞毁伤盘形成机理研究及仿真分析

针对当前主动防御系统不能有效拦截超高速杆式穿甲弹的现状,提出了一种通过高速撞击和旋转切割进行主动防御的旋飞毁伤盘.引入节点分离法对旋飞毁伤盘的驱动过程进行了有限元仿真分析,能较准确地模拟弹带挤进膛线的过程.通过对比不同条件下旋飞毁伤盘驱动过程的仿真结果发现:驱动行程、启动压力和驱动药质量的增加都可以使旋飞毁伤盘获得更高的初速和转速,增加启动压力对初速的影响最显著,增加驱动药质量也能增加初速,但会降低能量利用率.研究结果可为旋飞毁伤盘及驱动装置的设计提供技术支持.     

超声波检测系统中电磁干扰模型仿真与分析

超声波无损检测系统中PWM放大器所产生的电磁噪声严重影响信号的分析和读取,本文采用理论分析和仿真实验得出了一种抑制干扰,提高信噪比的可行方法,并在实际应用中取得良好效果.     

交流电磁场缺陷检测系统建模与仿真

结合交流电磁场检测(ACFM)原理和数值分析技术,针对海洋平台水下裂纹缺陷智能可视化检测样机开发的需要,引入有限元分析方法,建立了3种不同的ACFM有限元分析模型:激励仿真模型、计算模型和探头运动仿真模型.激励模型可以准确模拟检测中感应电磁场的分布规律,为探头设计和优化提供理论依据;计算模型能够完成稳定检测状态下缺陷上方磁通密度分布的分析和数值计算;探头运动仿真模型主要用于探头运动检测或大缺陷检测情况下磁场分布的分析和计算.以上3种专用的参数化仿真模型的建立,简化了ACFM数学模型中缺陷附近电磁场分布的仿真分析和求解,为老龄平台的缺陷检测和延寿技术研究提供了技术支持,具有较强的理论价值和实用价值.     

电容层析成像的仿真研究

探讨了电容层析成像(ECT)系统仿真研究的内容和意义。介绍了自开发的ECT系统三维有限元分析软件的主要功能及特点。该软件的最大特点是实现了灵敏度分布的快速计算。用该软件分析了三种轴向结构不同的ECT传感器的敏感场，即UMIST型：测量极板的上下设置有接地的环型保护极板；METC型：测量极板的上下设置有分段驱动的保护极板；Bergen型：无轴向保护极板。比较分析了它们的边缘效应，静态电容值和三维灵敏度分布。分析结果对ECT传感器的结构选型及参数设计有指导意义。     

基于有限元法人体腿部生物力学仿真研究

为了建立可用于手术预演和规划的可靠的虚拟生物组织力学模型进行人体腿部生物力学仿真研究,根据关键组织的三维重建结果,采用有限元方法自下到上的建立骨骼、皮肤和部分软组织的生物力学模型.针对CT图像无法精确重建肌肉的几何模型的问题,在充分考虑肌腱的生物力学特性,又体现肌纤维的微观解剖结构的基础上,提出一种新型的肌肉建模方法.最后,通过患者手术获得的力位数据与有限元仿真数据的对比分析,证明建立的人体生物力学模型的可信性.     

飞行器的多学科分析与计算机仿真

综合运用计算机软件对飞行器进行结构设计和多学科仿真分析，用来预测飞行器的结构力学，热力学，空气动力学，飞行控制等诸方面的特性及其相互之间的关系，文中介绍了编制的有关人机界面，数据转换程序，以及飞行器建模和仿真过程，并通过对某超音速飞行器的仿真计算给出了建模和多学科仿真分析的实例，利用多学科计算机仿真分析可以对飞行器进行优化设计。     

飞机机翼载荷校准试验的有限元仿真方法

飞机机翼载荷校准试验是飞机载荷验证试飞的关键工作之一,校准结果的精度及有效性主要取决于试验方案设计的合理性。为了对其开展仿真研究,研究了对机翼载荷校准试验进行有限元仿真的方法,实现了建立有限元仿真模型、设计虚拟应变电桥和施加虚拟校准载荷等关键技术。以此对某机翼载荷校准试验进行了仿真,将仿真结果和试验结果进行了对比,评价和分析了仿真结果。应用结果表明,方法具有令人满意的精度和可行性。     

玻璃钢定向器热弹性能数值仿真与分析

玻璃钢定向器在火箭弹和高温燃气流作用下,呈现出热弹耦合的复杂力学特性。采用有限元法对某型号玻璃钢定向器进行燃气流场和热弹耦合数值仿真与分析,掌握了燃气流场的分布及对定向器的影响情况,得到了玻璃钢定向器热-结构耦合的各数值结果和热弹特性,了解了物理特性参数变化对定向器热弹性能参数的影响规律。结果表明燃气流对定向器热作用非常强,定向器经热传导从内到外温度呈梯度分布,经5分钟后,管体温度逐渐和周围空气介质温度趋于一致,物理特性参数变化对定向器热弹性能参数值产生一定的影响。本仿真研究为玻璃钢定向器的热性能设计和结构设计提供了理论依据和重要参考。     

轿车侧面壁障碰撞与侧面柱碰撞的仿真试验研究

汽车侧面碰撞是造成乘员重伤和死亡的主要交通事故形态之一,包括车对车和车对障碍物两种碰撞形式.同时开展侧面壁障碰撞(车对车)和侧面在碰撞(车对障碍物)的研究对于提高车辆侧面碰撞安全性具有重要意义.首先通过Benchmarking技术建立了与实车尺寸一致的某轿车整车有限元模型,通过计算机模拟仿真的方法,并结合实车正面碰撞的结果验证了模型的有效性.然后,分别根据ECE R95和Euro-NCAP法规的要求进行了侧面壁障碰撞和侧面柱碰撞的仿真试验.通过对比分析两种侧碰仿真试验下车体的变形情况及假人各部位的伤害指标,发现侧面柱碰撞会引起较大的车身变形,对假人头部,胸部等会造成更大的伤害.因此,为了进一步改进车辆的侧面碰撞安全性和降低乘员损伤风险,建议在汽车侧面碰撞安全认证试验时,同时进行两种形式的侧碰考核.     

门槽几何参数对湍流场低压效应的大涡模拟

采用大涡模拟方法对水工平面闸门门槽区湍流场进行了计算分析.系统地模拟了门槽的宽深比、错距比、斜坡比及圆角比等几何参数变化对门槽内部及其附近水流的水力特性的影响,结合门槽水流空化的易发生部位,重点探讨了门槽内部漩涡区和门槽下游角隅后侧分离区的低压分布.结果表明:门槽宽深比和错距比的变化对门槽水流的压力分布作用效应明显,宽深比的大小变化会影响到门槽水流极低压力区的转换,错距可消除分离负压区;设置斜坡和圆角能在一定程度上改善门槽水流流态和压力分布.     

某炮塔在发射载荷作用下的动态仿真分析

在用有限单元法分析炮塔结构模态基础上,以某自行火炮后坐阻力计算结果为炮塔结构的动态载荷,用模态叠加法仿真了炮塔结构在极限射角时动态响应,得到了炮塔结构的应力、变形以及动态响应情况,计算结果显示炮塔结构整体设计是合理的,需要加强局部结构刚度,这些为结构的设计提供了理论依据,缩短了设计试验周期,节省大量的试验和生产费用。     

可调谐光纤法-珀腔的低温漂结构仿真设计

针对可调谐光纤法.珀(F-P)干涉仪腔长随温度漂移的问题,利用有限元分析软件设计了新型低温度漂移的F-P结构.首先根据F-P腔干涉原理建立了实验系统,测得原F-P干涉仪的温度-腔长变化曲线,与有限元建模仿真曲线对比验证了模型的准确性.然后在原有限元模型的基础上,利用复合材料设计了新型低温漂F-P干涉仪结构,通过低热膨胀系数的因瓦合金补偿了原结构中碳钢和压电陶瓷之间热膨胀系数的差异.结果证明,优化设计后的F-P干涉仪结构仅是原结构温度漂移的0.24 %,达到了设计的目的.     

指挥自动化仿真测试技术研究

指挥自动化系统是集现代高科技于一体的，地域分布的，系统间耦合的复杂大系统，如何构造仿真测试环境对系统的功能，性能指标进行测试，对其综合作战效能进行分析评估是必须研究和解决的问题，本文描述了指挥自动仿真测试系统的体系结构，主要功能和信息关系，以及建立综合仿真测试环境的几项关键技术，介绍了仿真测试系统在指挥自动化系统研制中所起的作用，并对其应用前景进行了展望。