梁柱节点分析中改进的弹塑性接触有限元模型

在通常接触有限元模型的基础上,提出了一种适合梁柱节点中接触问题分析的精简弹塑性间隙元,并和实际接触算例作比较,验证了本文间隙元模型的合理性及精度的可靠性,为更精确地分析由高强螺栓连接的钢框架梁柱节点的破坏机理提供了切实可行的工具.     

考虑锻件塑性变形的锻造系统动力学建模

提出了一种改进的锻造系统动力学建模方法,采用能够考虑锻件塑性变形的弹塑性离散弹簧模型模拟锻砧和锻件之间的接触行为.结合有限元法和拉格朗日方程建立了锻造系统在锻压过程中的动力学控制方程.通过与商业软件LS-DYNA显式有限元模型的仿真结果以及其他的结果的比较,验证了所提出模型的有效性和优越性,研究表明接触边界条件对锻造系统的动力学响应影响明显,在精确的响应计算中锻件的塑性变形效应不可忽略.     

显式有限元侵蚀接触搜索算法研究

侵蚀接触是弹体穿甲/侵彻等冲击动力学问题数值模拟与显式有限元程序的核心算法.文中基于接触界面的点-面离散模型,发展了一种有效、精确的侵蚀接触搜索算法.新算法通过引入历史状态量跟踪从点对主片的穿透历史,并结合接触强度方法,克服从点对主片穿透定义的歧义性,精确确定出从点-主片接触对及其相应的接触方向;对于接触点计算,建立了一种非迭代的计算方法,提高了接触计算的稳定性.文中算法基于自主研发的大型并行显式有限元程序PANDA-Impact实现,并利用典型算例进行了验证.数值模拟结果表明,文中建立的侵蚀接触搜索算法可以用于复杂问题模拟并具有较高的计算精度.      

摩擦接触问题参变量二次规划分析的增广Lagrange算法

建立了摩擦接触条件的增广Lagrange线性互补表述形式,继而构造出求解摩擦接触问题的一种增广Lagrange线性互补算法.与求解摩擦接触问题参变量二次规划法相比,本文模型在理论上是对摩擦接触条件的一种精确正则化模型,虽然其中也包含了惩罚参数,但在理论上不需要它趋于无穷大就能得到精确解;所提算法编程简单,便于装入现有有限元分析模快中.应用实例表明了本文方法的正确性和有效性.     

子午线轮胎静态接触特性分析与研究

采用ANSYS软件非线性分析技术，通过三维体单元、层单元和接触单元，建立了60系列的R15型子午线轮胎的三维有限元模型。根据相对运动的原理，使用Pilot节点控制刚性目标面压向轮胎，得到了在静态接触过程中轮胎各部位的形态变化、应力分布和接地区印迹分布，为进一步进行子午线轮胎的动态接触分析和结构优化设计奠定了基础。     

用摄动法求解轮轨空间两点接触变拓扑的解析式

建立了轮轨空间几何接触的精确模型，用伪弧长延拓法得到精确数值解，采用摄动法，以轮对摇头角为摄动参烽，并根据累轨接触对称性的特点，计算出摇头角对接触点坐标和广义坐标的影响系数，得到轮轨从一点接触到两点接触变拓扑切换条件的解析式。从影响系数的解析解还可以看到，在摇头角一定的情况下，轮缘接触点纵向坐标的大小是由轮缘接触角决定的，为轮轨踏面参数优化提供了依据。     

梁柱节点分析中改进的弹塑性接触有限元模型

在通常接触有限元模型的基础上,提出了一种适合梁柱节点中接触问题分析的精简弹塑性间隙元,并和实际接触算例作比较,验证了本文间隙元模型的合理性及精度的可靠性,为更精确地分析由高强螺栓连接的钢框架梁柱节点的破坏机理提供了切实可行的工具。     

结合面法向动态参数的分形模型

为了对结合面法向动态参数进行正确的理论计算,以分形接触理论为基础,建立了结合面法向动态参数的理论分形模型,揭示了接触刚度和接触阻尼与作用在粗糙表面上的法向载荷、粗糙表面材料性能常数,以及分形参数等因素之间的复杂关系,并对该模型进行了数值仿真.仿真结果表明:结合面的实际接触面积仅占名义接触面积的一小部分,降低表面粗糙度或增加法向载荷都将增大实际接触面积;接触刚度和接触阻尼与分形参数之间具有较强的非线性关系,而法向栽荷对接触刚度的影响较为明显,当栽荷增加时,刚度值也随之增大,但对接触阻尼的影响可以忽略.     

子午线轮胎静态接触的有限元分析

采用ANSYS软件非线性分析技术,通过三维体单元、层单元和接触单元,建立了60系列的R15型子午线轮胎的三维有限元模型。根据相对运动的原理,使用Pilot节点控制刚性目标面压向轮胎,得到了在接触过程中的轮胎各部位的变形和应力情况,为进一步进行子午线轮胎的动态接触分析和结构优化设计奠定了基础。     

多脱层复合材料层合板的固有频率计算

为了分析脱层界面的接触对含脱层复合材料层合板的影响,采用考虑了脱层界面接触效应的四分区精确模型,对含单一贯穿脱层层合板的自由振动进行研究,通过对精确模型的结果进行分析,采用基于刚度等效的等代化模型,将脱层区等效成一个尺寸相同、铺设方式相同,但刚度折减的无脱层完善子板.然后进行算例分析,对等代化模型、精确模型和有限元模型...     

地铁车辆受电弓—接触网系统接触电阻数学模型研究

通过弓网实验得出动态接触电阻在不同接触电流、滑动速度和接触压力作用下的结果。数据分析表明:弓网动态接触电阻在70～100 A范围内随接触电流的增大而减小,在60～120 N范围内随接触压力的增大而减小,在30～40km/h范围内随滑动速度的增大而增大。通过理论分析和实验数据建立了接触电阻数学模型,并利用最小二乘法对模型参数进行了求解,最后验证了模型的有效性,这对地铁车辆运行过程中的暂态分析具有重要意义。     

造斜段弯曲钻柱非线性动力学分析与仿真

为确定定向井弯曲钻柱的钻进状态,以造斜井段中初弯曲钻柱为研究对象建立系统非线性力学模型,构造动态接触模型,探究接触状态,并对动力学模型进行迭代求解,得到仿真过程动态响应,考察钻柱不同位置处静动态特性差异,并与直井钻柱对比分析.结果表明:弯曲钻柱两侧工作于高应力状态,随曲率半径增大钻柱应力幅值、挠曲变形单调增加;下部交变作用较明显,其接触状态由碰撞变为摩擦,动态特性与直井相似,中上部钻进状态平稳,弯曲状态对其屈曲变形有抑制作用;随载荷的增加钻柱呈螺旋钻进状态,屈曲失稳将由下部产生并向上扩展.     

金属板料成形有限元方法中的接触问题算法

接触问题是金属板料成形过程中的重要方面,正确地处理接触问题是板料成形有限元模拟成功的关键环节－ 本文针对动态有限元模型和准静态有限元模型,分别对罚函数法、拉格郎日法和修正刚度法等算法作了讨论,并提出了一种处理简单的板料成形的接触算法     

滚动轴承运动-接触精确建模与二次开发

针对目前商业软件在轴承动力学分析中接触求解精度不足的问题,提出了一种基于全局坐标系的轴承动力学仿真建模方法。以角接触球轴承为研究对象,利用刚体动力学理论,解析了轴承各个零件的瞬态几何位置关系;结合经典的赫兹接触与弹流动压润滑理论,构建了轴承组件的动力学微分方程;采用位移求解计算精度高的GSTIFF I3算法对建立的动力学微分方程进行快速求解,通过分析任一瞬态下各个零件的受力状态,实现了轴承组件间高副接触过程的精确解析。通过与经典理论对比,该模型的接触力仿真误差为0.82%;通过与不同转速及不同预紧力下保持架的实验测量转速对比,该模型的转速仿真误差不超过0.5%。本文所提方法显著提升了轴承接触与运动特征的分析精度,为滚动轴承的工程设计及状态建模预测等提供了准确高效的计算手段。     

齿轮接触线长度和重合度系数

改进了斜齿轮接触线长度的计算公式,并总结了接触线长度随εα、εβ的变化规律及啮合过程的动态统计规律。认为接触强度重合度系数公式及斜齿轮有限元计算均应以动态统计平均接触线长度为依据。同时对ISO6336及AGMA2001 B88中接触强度重合度系数公式提出了商榷,并提出了新的公式。     

齿轮齿面接触分析TCA技术及发展动态

通过对齿轮齿面接触分析TCA技术(利用电子计算机进行齿面接触区域的分析和修正)的研究,介绍了齿面接触分析TCA技术的基本原理、发展现状以及发展动态,阐明了TCA技术在现代工业生产中重要意义.     

齿轮齿面接触分析TCA技术及发展动态

通过对齿轮齿面接触分析TCA技术(利用电子计算机进行齿面接触区域的分析和修正)的研究,介绍了齿面接触分析TCA技术的基本原理、发展现状以及发展动态,阐明了TCA技术在现代工业生产中重要意义。     

地面不平条件下考虑滑动转向特性的履带车辆路径跟踪控制

针对履带式车辆自主行驶控制中滑动参数难以精确估计和在复杂地面条件下难以稳定跟踪目标路径的问题,提出一种考虑履带车辆滑动转向特性的改进模型,并以此为被控对象设计基于深度强化学习方法的路径跟踪控制器.首先,基于球?面接触原理建立履带车辆的动力学模型.其次,提出基于实车稳态转向实验数据的滑移率估计方法,并结合履带车辆的滑动转...     

分形特征表面接触磨损模拟

为实现粗糙表面微观接触磨损的精确预测,根据分形理论对传统的只考虑弹性-塑性两状态的二维分形接触模型进行了修正,并构建了包含弹性-弹塑性-塑性完全状态的三维粗糙表面分形接触模型.通过去除塑性接触微凸体在截断平面作用下形成的球台方法来模拟微观磨损,磨损系数由被去除的球台体积与总接触微凸体体积之比来表征,采用数值仿真分析了磨损系数与分形参数、载荷和材料等因素间的依赖关系.计算结果表明,磨损系数随表面粗糙程度的增大而增大,随接触载荷的增大而减小并趋于相对稳定.接触副材料属性决定了微凸体临界接触面积,进而影响了磨损系数.该模型给出了微观磨损机理的数学描述,为界面接触磨损研究提供了新思路.     

施工中隧道与运输车辆动态耦合的并行计算方法

在隧道施工过程中为准确模拟运输车辆运行时对周围隧道的影响,建立了隧道及运输车辆的三维有限元模型.通过三维动态接触方法模拟轮 轨、轨道 隧道、隧道 土体等的动力相互作用.利用显式非线性有限元法进行数值模拟,分析了运输车辆每节车通过工作井时隧道的动态响应.由于轮轨接触计算十分耗时,在递归坐标二分分区方法(RCB)基础上,结合上海超级计算机曙光5000A高性能计算机的体系结构,设计了基于轮轨接触均衡分区算法(WRCBB).分析并比较了两种并行算法的加速效果.结果表明,对于考虑接触的大型结构动力分析问题,接触均衡的分区方法具有更好的加速比与并行效率.