面向对象有限元分析技术及其实现方法研究

面向对象有限元分析技术将面向对象技术应用于有限元分析过程,将整个过程抽象为一个模型,形成仿真基类。然后根据不同结构的有限元分析特点和规律,对分析过程进行参数化描述,形成各种仿真子类,各仿真子类构成仿真类库。介绍了面向对象有限元分析技术的基本原理和仿真类库的设计方法,提出了面向对象多任务协同仿真概念。通过探针零件有限元分析程序的开发,说明了面向对象有限元分析程序的实现过程。     

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。     

有限元软件LS-DYNA在柔体仿真中的应用

对工程中广泛应用的柔性网系统进行仿真研究是计算机仿真领域的难点之一.通过LS-DYNA对警用网枪发射的柔性网体进行建模和动力学仿真,介绍了其在非线性的柔体仿真中的应用.仿真与实验结果相吻合.说明了有限元法在柔性体仿真中的有效性和重要价值.     

电动汽车用开关磁阻电机有限元分析及仿真

开关磁阻电机（SRM）广泛应用于电动车驱动系统。建立SRM数学模型,对其做深入的仿真分析,对电动车用SRM的设计、控制有着重要的指导意义。SRM具有非线性的工作特征,无法得到统一的数学模型与解析式,利用ANSYS对电动汽车用开关磁阻电机进行有限元分析,得到电机静特性,计算出样机的磁链特性曲线。然后通过ANSYS与SIMULINK之间的数据传递,将有限元分析的数据导入SIMULINK中,以磁链函数为基础建立相对应的SRM驱动系统模型,并对该系统进行动态仿真。通过分析三组不同导通角和关断角组合条件下仿真系统的绕组电流、转矩和转速的仿真曲线,验证SRM的有限元分析结果及所建立的仿真模型的正确性及合理性。     

有限元仿真分析软件中建模的多态机理研究

有限元仿真分析软件是一种广泛应用于工程技术各领域的科学计算软件,而针对实际问题建立合适的模型是应用这类软件的首要工作。通常,为了使分析结果尽可能精确,研究人员希望建立无限接近真实形体的模型,但真实形体中某些特征的存在可能对网格质量和计算结果造成严重的消极影响,甚至还会导致问题不可解。同时过于复杂的模型也将消耗大量计算时间。为建立合适模型,提高计算效率,将多态模型概念引入有限元领域,就模型态与计算精度之间的关系进行了研究并得出初步结论。     

新型横向磁通永磁电机电磁场有限元分析

为了验证新型四相横向磁场永磁电机(TFPM)的可行性,为其建立了模型并进行电磁场有限元分析。采用Solidworks软件,为其新型拓扑结构建立了三维模型;在Maxwell 3D仿真环境下进行网格划分,材料赋值,定义边界条件等操作,对其磁通密度、自定位力、电磁力、转矩等参数进行了三维电磁场有限元分析。实验证明,样机运行平稳,四相结构设计减小了电机自定位力,有效抑制了转矩脉动,有限元仿真结果与实验结果一致,验证了该拓扑结构的可行性。     

基于对象Web的远程有限元仿真服务研究

Internet/Web的迅速发展为计算资源的远程共享和发布提供了开放而一致的平台，使得利用优秀的仿真软件提供远程仿真服务具有现实意义，为此，本文从分析有限元计算的特点出发，提出了基于对象Web的远程有限元仿真服务具有现实意义，为此，本文从分析有限元计算的特点出发，提出了基于对象Web的远程有限元仿真服务框架R-FEAS，框架采用浏览器/计算服务代理/服务器三层结构，具体讨论了有限元分析任务的描述和管理，计算服务代理，通信机制，后台服务软件规范及可视化技术等问题，本文最后呈现了一个简单原型系统。     

基于有限元分析的高速切削温度场建模与仿真

为了研究高速切削加工过程中的温度场分布情况,根据金属切削平面应变原理及温度场的有限元理论,通过对材料本构模型、刀-屑接触摩擦等关键物理环节建模,建立了正交切削有限元模型.采用伴随刀具行程移动的网格窗口描述切削区的局部大变形,使用摩擦窗口表述刀/屑间的摩擦关系,设定合适的热边界条件和形变边界条件对高速切削AISI-1045钢的温度场进行数值模拟.研究表明,最高温度集中在刀/屑接触面上刀尖附近的局部区域;刀具最高温度点位于前刀面上距刀尖不远处;工件内部温度几乎不变,仅表面的薄层发生温度变化;切削速度对切削温度影响很大,高速时温升变缓;切削厚度对切削温度影响较小.     

基于有限元方法的吊环数值仿真

根据杆件弯曲变形的力学理论,结合实际工程问题,分析了某吊环的力学特性,并利用有限元分析软件对吊环进行了建模与计算。计算结果表明,用有限元分析软件解决工程实际问题是可行的。而后对吊环进行了重新设计,重新设计后的仿真结果显示,重新设计后的吊环的抗变形能力比新设计前的吊环有了显著的改善。应用该方法可对类似的构件变形问题提供参考。     

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。     

人工晶体植入状态的三维数值模拟分析

白内障手术人工晶体植入过程及运行状态与术后远期后囊膜浑浊有显著的相关性。论文针对疏水性丙烯酸酯折叠式Acrysof和亲水性丙烯酸酯折叠式Akreos两种人工晶体,利用有限元数值模拟技术分析了晶体植入囊袋的过程及运行状态。三维数值模拟结果显示,人工晶体植入后囊膜出现褶皱的区域和术后远期后囊膜浑浊的调查研究结果相吻合。模拟结果表明人工晶体的结构特征是造成后发性白内障的重要原因,对人工晶体的结构优化是解决后发性白内障的重要方面。采用实验联合数值模拟计算的材料参数识别新方法,解决了人工晶体的材料参数识别问题。     

基于有限元法毫米波引信天线罩的仿真设计

针对玻璃纤维增强聚酰亚胺树脂毫米波引信天线罩,应用MATLAB编程分析其功率传输系数、反射系数,并利用有限元法仿真分析天线罩厚度、与天线距离等参数对天线性能的影响,得到天线罩最佳厚度及与天线的距离.     

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.     

橡皮弹胸部钝击损伤的有限元法评估

为揭示橡皮弹的非致命致伤机理,提高其安全服役水平,通过构建并验证18.4 mm橡皮弹弹丸有限元模型和改进型胸部钝击损伤评估模型,进行了不同载荷下的虚拟冲击测试实验,得到了应力-时间响应和形变-时间响应数据。结果表明,达到峰值应力的时间(0.2 ms以下)远小于达到最大形变量的时间(4~5 ms),说明损伤不在于冲击本身,而在于能量的传递与扩散。基于粘性损伤判据,对不同碰击速度下的损伤情况进行了评估,给出了18.4 mm橡皮弹不同射距下的安全使用建议。     

基于小波有限元方法的复印纸张温度场仿真研究

复印机定影过程的温度场仿真研究对提高定影效果具有重要意义。由于定影过程温度场变化梯度大，用传统有限元分析时存在着明显的数值振荡，引起数值失真。本文利用Daubechies小波尺度函数，构造了适用于热传导问题分析的小波单元，对复印纸张复印过程的温度场变化进行了仿真研究，并与传统的有限元方法进行了比较，显示了小波单元对于大梯度问题分析的优越性，为了提高复印机的定影效果和改善复印机的性能研究提供了新方法。     

面向有限元分析的三角网格布尔运算方法

为加速有限元分析流程,提出了一种面向有限元分析的自适应三角网格模型布尔运算方法。将ADT（alternating digital tree）数据结构应用于三角面片的判交计算,提升了布尔运算中三角面片的判交效率;借鉴结合球填充算法和插点/去点算法的网格重生成方法来重剖分局部区域,保证了算法的效率和生成网格的质量;通过改进的八叉树背景网格来记录和光滑尺寸场,生成了自适应的网格;通过尺寸场合理地控制重剖分区域,使算法效率和生成网格的质量得以很好地平衡。实验结果表明,所提方法可以高效地生成满足有限元分析需求的网格。     

基于有限元法的磁流变阻尼器三维仿真研究

针对所设计的磁流变阻尼器结构特点,应用有限元软件ANSYS提供的参数化设计语言,建立了阻尼器的1/16三维结构模型,基于磁流变液与磁芯材料具有不同的非线性磁导特性的特点,应用基于单元边法的Solid117单元建立了阻尼器的有限元模型,进行了三维静态非线性电磁场分析,在后处理器中,通过求得工作区域内平均磁场强度与磁感应强度的方法,获得了阻尼器的屈服力矩特性与漏磁系数等关键参数.     

虚拟样机中有限元法

研究基于虚拟样机的产品设计方法及其应用，重点研究了基于虚拟样机的并行产品设计方法、基于有限元法的产品优化设计、基于随机有限元的可靠性设计等。结合典型产品汽车车身的设计，研究了汽车车身并行虚拟样机设计方法，为机械类新产品的开发提供了可借鉴的有效方法与途径。