铝型材挤压成形过程数值模拟的研究现状及发展

介绍了铝型材挤压过程数值模拟的基本理论，包括描述流体运动的方法、材料模型及本构关系、控制微分方程等。分析了有限元法和有限体积法在铝型材挤压过程数值模拟中的应用现状，发现有限体积法由于采用欧拉描述，能避免网格畸变及重划而具有技术优势，并开始受到重视，提出了有限元法及有限体积法在铝型材挤压过程数值模拟中应用的研究重点及发展趋势．     

基于体积成形的虚拟试验体系

重点提出了基于金属体积成形的虚拟试验体系的功能特点、集成模型以及各项计算机辅助技术在塑性产品开发中的作用，及基于网络实现集成与数据交换、协同工作的理论与方法。针对现状，提出金属体积成形的虚拟试验体系模型，重点阐述各个部分的实现方法；对其中涉及到的关键技术进行讨论，并通过比较前人的实现方法，进行一定的改进；最后，通过简单的楔横轧虚拟试验进行初步验证其可行性。     

复杂型腔中粉末注射成形充填过程的计算机模拟

在Hele—Shaw近似下采用有限元／有限差分混合法求解粉末注射成型充填过程，有限元法处理中面离散，厚度方向使用有限差分，运用控制体积法追踪运动边界，压力方程和能量方程顺序求解，实现了复杂型腔充填过程温度场、压力场和速度场的数值仿真，得到了较有价值的流场数值分析结果。     

石油化工危险、安全与控制仿真试验平台的结构设计

石油化工危险、安全与控制仿真试验平台应用了半实物仿真技术，是研究石油化工危险与可操作性评价技术的重要工具。本文首先确定了该平台的功能和目标，介绍了总体结构，分析了各子系统所实现的功能。提出了综合应用数字仿真和半实物仿真技术对大型过程系统进行研究的方法。最后对该平台建设过程中涉及的通讯系统、软件集成、实时数据库等关键技术和方法进行了阐述。     

冷弯成形过程的样条有限条方法仿真与应用

为了实现金属冷弯成形过程这一复杂的几何与材料双重非线性问题的数值仿真,在有限元方法与传统的有限条方法基础上,针对位移函数、位移-应变关系和坐标转换矩阵等基本列式进行了改进,建立了基于修正的拉格朗日方法的弹塑性大变形样条有限条方法,较好地处理了边界条件、不同构形下场量转换等问题.建立的对象模型与理论计算列式有效结合,成功实现了冷弯成形的全过程模拟.通过实例计算与分析,表明仿真结果可以表征成形过程中相关因素的影响程度,可为辊型设计提供一定的理论依据.     

基于Sallen-Key滤波器的数字高斯成形方法的仿真

详细阐述了一种指数信号数字高斯成形技术的计算机仿真方法.首先,以Sallen-Key滤波器为基础,建立了指教输入信号和高斯输出信号之间的数学关系模型.该模型是一个二阶微分方程.其次,模型解算过程中利用数值微分算法得到一个数值递推解通过计算机仿真该数值递推解实现了指数信号的数字高斯成形.最后,将成形模型应用于实际核脉冲信号分析系统中,通过计算机仿真确定了成形参数.     

多变量过程的边界调整策略

针对存在设置偏差且生产阶段有限的多变量过程,研究了调整费用恒定情形下的使过程质量损失最小的边界调整策略.在建立过程状态空间方程的基础上,利用贝叶斯推断和动态规划给出了调整策略中随生产阶段变化的边界.通过算例解释了边界调整策略的实现方法,并通过仿真将调整策略与其他两种质量控制策略进行了比较分析,仿真结果表明调整策略能够更好的减少过程的总体质量损失.     

半固态挤压变形体传热有限元模型及动态仿真

在对半固态挤压工艺实质进行分析研究的基础上，建立了半固态挤压复合材料变形体传热有限元模型，基于Fortran语言及Matlab开发了半固态挤压复合材料成形过程仿真及动态显示软件，可以对液态金属浸渗、凝固、挤压状态进行动态跟踪，得到任意时刻复合材料变形体内部的温度分布规律和液态熔池位置，并能够直观、形象地显示出来。仿真结果与实验结果吻合较好，说明了有限元模型及其仿真软件的可靠性。为工艺过程设计、预测成形质量和选择最佳工艺参数提供了理论依据。     

某导弹电子学系统的协同仿真

以某导弹电子学系统的仿真需求为背景，提出了用协同仿真方法进行系统仿真的框架结构，包括硬件平台结构和软件支撑环境，对协同仿真涉及的关键技术进行了初步探讨，其中包括混合异构层次化建模技术、定性与定量集成建模技术、实时分布仿真技术以及实时数据库技术等，并给出了一个该电子学系统的协同仿真简易模型。     

基于VR的三维数控加工环境及其关键技术研究

在研究虚拟制造技术的基础上,提出了基于VR的虚拟数控加工环境,设计出面向通用化的NC代码翻译器。阐述了虚拟加工环境的工作流程、基于层次关系的虚拟加工框架技术、NC代码翻译器的设计方法、基于毛坯表面模型的三角片构建算法等关键技术。该系统能够实时地反映零件虚拟模型的加工成形过程,并进行可加工性分析。     

平板电磁成形过程仿真研究

电磁成形是一种高能高速加工方法。成形过程的分析是电磁成形的基础理论研究。利用有限元方法建立了平板电磁成形过程的数值模型,根据平板电磁成形特性的理论分析确定了模型的边界条件和磁压力载荷。利用非线性有限元程序ADINA对平板自由胀形进行模拟。分析了平板电磁成形的动态过程。最后验证了模拟结果的正确性。     

数值波浪水槽构建与二阶Stokes波仿真

近年来,数值波浪水槽在海洋工程研究中发挥着越来越为重要的作用,成为了水波动力学研究的焦点之一。为此,基于Navier-Stokes(N-S)方程组,首先完成了二维数值波浪水槽的构建。对于N-S方程,采用FVM(Finite Volume Method)法进行离散求解;在入口边界处,模拟活塞推板运动产生了入射波;同时,利用VOF(Volume of Fluid)法对波浪自由面进行了捕捉;在数值波浪水槽尾部,通过设置人工阻尼区实现了消波。利用该二维数值波浪水槽,对典型非线性二阶Stokes波进行了仿真模拟,通过设置虚拟波高监测仪,获取了非线性二阶Stokes波发生、发展和消亡的全过程。对比校验表明,所有仿真结果均与理论精确解相吻合。     

基于有限元模拟的20Gr模锻件切边变形机理及变形规律研究

研究了20Gr锻件的切边成形方法,运用有限元分析软件Deform对切边变形过程进行数值模拟仿真,仿真结果表明:(1)锻件切边过程分为弹性变形阶段、塑性变形阶段及断裂分离阶段;(2)切边过程中,最大切边力随着飞边厚度的增加而非线性增加,但单位厚度上所需的切边力随着飞边厚度的增加而逐渐减小;(3)当飞边厚度为7 mm时,最佳凸凹模间隙为11.3%t(0.6mm);(4)当飞边厚度为7 mm时,最佳凹模小圆角为r=2.1%t(1.5 mm).通过阐述变形机理为建立锻件切边工艺规范提供指导,并在实验中取得了较好的效果.     

砧座运动仿真分析

当锻件受到冲击时,电动液压锻锤的砧座将剧烈振动,为了分析其运动规律,建立了相应的非线性仿真模型.仿真模型中,砧座的运动被分为振动及上抛运动两个阶段.振动阶段,由于锤头冲击锻件,可以利用由锤头、锻件及砧座组成弹簧-质量-阻尼系统模拟砧座的运动.上抛运动阶段,由于锤头与锻件脱离,砧座的运动等效为刚体竖直方向的运动.由仿真分析可知,仿真结果与测试结果吻合得较好.     

50MN自由锻造水压机电液伺服控制系统建模仿真

大型锻造水压机的电液伺服控制系统的可靠性和鲁棒性直接影响着水压机的使用、人身安全和锻件质量。针对50MN自由锻造水压机负载的不确定性,建立其电液位置伺服系统的数学模型,设计出动态鲁棒补偿器并结合传统的PID控制方法,利用MATLAB/SIMULINK软件仿真,结果表明动态鲁棒补偿器在水压机电液伺服系统中的应用很好地抑制了外负载干扰,提高了电液控制系统精度和稳定性。     

二维金属切削过程的数值模拟

本文基于数值模拟技术,借助于有限元软件成功地模拟了二维金属切削过程中切屑形成及切削区应力、应变变化的过程,计算出了剪切角及切削起始阶段切削力的变化,并通过实验验证了这一规律的正确性。该方法新颖、独特,从而为金属切削理论研究和刀具产品开发领域中提出一种更为有效、更为可靠的研究方法。     

基于CAD模型的边界离散元法仿真算法研究

为实现由边界的二维CAD模型(二维CAD软件设计图)建立边界的二维离散元法分析模型,提出一种基于图元的二维边界离散元法仿真算法。该算法采用Bresenham方法设置边界图元信息以进行邻居搜索,采用几何和数值方法进行颗粒与边界图元的接触检测、接触点求解和接触叠合量的计算。实例验证证明了该算法的正确性和有效性,为实现由机械部件的CAD模型进行机械部件工作过程的离散元法仿真分析奠定了基础。     

结构声辐射的虚边界元最小二乘法及仿真研究

提出用虚边界元最小二乘法研究结构体声辐射,推导了该方法计算振动结构辐射声场的计算公式,与常规边界元法相比,虚边界元最小二乘法避免了奇异积分的数值处理,且系数矩阵是对称的,通过仿真计算与解析解验证。结果表明,本文方法思想简单,程序处理容易,能够有效克服特征频率处解的非唯一问题,在边界附近解的精度较高等优点,便于工程应用。