热挤压模具热力耦合三维数值分析

根据热挤压模具的工作特点,基于热弹性力学和有限应变理论,建立了三维热力耦合弹塑性有限元方程.用该方程研究方管铝型材平面分流组合模的三维数值分析,在确定边界条件和计算挤压力的基础上,通过合理设计单元类型,计算了模具在挤压过程中的温度场和应力场.通过分析模具应力,发现在模桥与模芯相接处有较大的应力集中,与出现裂纹的位置相吻合,说明应力集中是模具桥裂的主要原因之一.     

连续挤压机挤压轮轮槽的应力集中

应用弹性力学的复变函数理论对连续挤压机挤压轮的轮槽应力进行了分析计算，指出了轮槽主要多数对应力集中的影响，这对挤压轮的失效分析和设计具有重要的指导意义。     

提高汽车轮胎螺母冷挤模具寿命的研究

本文采用有限元法对正挤压凹模的应力状况进行了分析计算,根据计算结果,对BJ130汽车轮胎螺母终成形凹模进行了改进设计.实践证明,使用改进后的凹模结构,可使模具寿命提高五倍以上.     

微机电系统中凸台-弹性膜结构的力学建模与仿真

为了测试和评定微构件的力学特性,建立了凸台弹性膜结构的力学模型。将凸台弹性膜结构化简为中心带有凸台的无限长薄板条结构,利用板壳理论得出了凸台的弹性模量、厚度和横截面积对弹性膜表面应力分布影响的解析计算公式,并通过有限元分析对计算结果进行仿真验证。理论分析和仿真结果吻合。凸台弹性膜复合结构的等效弯曲刚度与凸台的弹性模量和厚度有关,当凸台的弹性模量和厚度增加时,凸台弹性膜复合结构的等效弯曲刚度增大,可以通过增加凸台的弹性模量和厚度来提高凸台弹性膜结构的强度。该研究为凸台弹性膜结构的优化设计和应用提供了计算方法和设计依据。     

冷挤压通孔凹模受力分析与横向开裂

本文应用有限元素法对冷挤压通孔凹模进行计算、比以往采用Lame理论进行计算,不仅精度高,而且能计算凹模轴线方向上的应力分布。作者模拟凹模在各种受力状态下,对整体凹模及预应力组合凹模进行计算,并且对组合凹模在不同挤压阶段以及存在摩擦阻力条件下各种应力分布进行计算。通过分析提出设计预应力通孔凹模应该注意的几个问题。在实际生产中,冷挤压凹模有时发生横向开裂,目前,还没有确切的力学计算说明,作者以有限元素法模拟凹模的各种受力状态,分析并探讨其横向开裂的原因。并模拟目前国内外解决横向开裂的措施进行计算与验证。最后提出防止横向开裂应考虑的几个问题,     

三辊楔横轧机机架的强度分析及结构参数研究

用有限元法计算并分析了三辊楔横轧机机架的强度,得出了机架各部位的应力状态及应力值,绘制了典型断面及机架外廓的主应力图。针对机架应力集中严重部位,对其结构与参数做了研究,找出了合理的结构参数值,为机架的改进和设计提供了理论依据。     

挤压投影面积对耳片结构失效强度的影响

为探索挤压投影面积对耳片结构失效强度的影响,以某型飞机耳片为研究对象,采用数值模拟与试验的方法,针对不同挤压投影面积情况下耳片的破坏形式、承载能力、孔边应力进行了研究。结果表明,有限元计算值与试验数据吻合良好,破坏载荷误差在5%以内。根据试验和数值分析结果得出,随着比值的增大,耳片结构的承载能力线性减小,破坏形式逐渐由拉伸破坏转变为剪切-挤压破坏。材料弹性阶段后,对耳片破坏形式及承载能力起主导作用是挤压应力。而挤压投影面积增加,使得孔边各应力对载荷变化的敏感度降低。     

预应力复合材料模壳-混凝土组合桥面板疲劳性能

针对一种新型预应力纤维增强复合材料(FRP)模壳-混凝土组合桥面板,研究了该组合桥面板在变化应力水平下的疲劳性能。试验针对疲劳破坏形态、应力状态、界面形态和疲劳寿命等因素进行了系统研究。结果表明:组合桥面板疲劳破坏主要由于受压区混凝土压碎控制、部分构件发生复材模壳局部疲劳撕裂,并且组合桥面板中预应力板条在疲劳荷载下保持良好性能。组合桥面板在发生疲劳破坏后,均保持较高的残余强度,为结构提供安全储备。通过数据拟合得到组合桥面板的荷载水平-疲劳寿命(S-N)曲线,可预测在不同荷载下的疲劳寿命。     

冷挤压组合模具的ANSYS应力分析

针对传统冷挤压应力设计方法存在计算复杂、应力体现不直观等不足,根据弹性力学基本方程,利用ANSYS有限元软件,分析组合模具中挤压筒内衬和外衬动静态过盈配合时的应力分布。结果显示：在内衬压入外衬过程中,应力呈由小到大的非线性变化;组合模具最大配合应力集中在内衬内表面和接触面,为1350MPa,未超出材料的许用应力,未使产品产生塑性变形。该方法可快捷、准确地找出组合模具过盈配合的最大应力,直观观察应力变化,为该类模具的设计和优化提供了更为方便、有效的数值计算方法。     

多层组合圆挤压筒变形及应力分布规律分析

文章基于ANSYS提供的FEM法,按接触非线性对多层组合圆挤压筒在未工作状态下(仅受预紧力作用)和工作状态下(工作压力与预紧力联合作用)分别进行计算,得出其变形及应力分布的一般规律,分析结果与用厚壁圆筒理论计算的结果基本吻合,同时还对非均布内压力作用的影响进行了讨论,为组合凹模的结构优化和扁挤压筒的设计提供了技术支持。     

焊合室高度对平面分流组合模挤出成型的影响

运用QForm数值模拟软件,分别对5种不同焊合室高度的模具进行模拟,分析了平面分流组合模焊合室高度对铝型材挤压成形的影响.模拟结果显示,随焊合室高度的增大,模具应力、焊合室内静水压力、模芯Z向位移和挤压力均增大,型芯与分流桥桥底结合部位的应力集中现象更加显著,焊合室底部的应力分布更均匀.本文通过QForm软件所得结论为模具结构参数选择提供参考.     

凹球面冷成形模断裂失效分析与研究

通过对试验中W6Mo5Cr4V2冷作模具钢模芯的断裂失效进行断口分析、强度（拉应力、弯曲应力、应力集中）计算,认为在三种可能造成模芯断裂的情况中,结构性应力集中是造成断裂主要原因,即是模芯台阶圆角过渡处存在应力集中,导致模芯受较大弯矩作用,产生截面拉伸应力过载后断裂。提出改台阶为锥面结构,为今后模具改进设计提供可靠依据。     

基于Mathematica的蜂窝梁孔口应力集中问题的复分析

目的研究不同孔型的孔口应力集中问题,为蜂窝梁及其他开孔结构的工程设计应用提供参考.方法利用弹性力学的基本理论,运用复变函数的方法,引入保角变换,以无限大开孔板为例,借助Mathematica的符号计算功能,编制相应的程序对常用的蜂窝梁孔型—六边形、四边形、圆形孔口进行分析求解.运用孔口纯弯状态下有限元分析与理论计算结果进行对比和修正.结果计算推导得出了在几种不同应力边界条件下的孔口处的复应力函数,进而得到对应的孔口应力分布特征,借助有限元分析给出了纯弯状态下孔口应力的理论计算公式.结论孔口的应力集中程度随孔角曲率半径减小而加剧,圆形孔口能有效降低应力集中的影响,是一种理想的开孔形式.     

桥梁基桩下伏溶洞围岩应力状态分析

运用弹塑性力学基本理论,首先分析了地基中下伏溶洞围压应力状态,辨识应力集中影响范围,并讨论了溶洞洞体形状以及地下水位埋深对溶洞壁应力状态的影响。研究表明,基于厚壁圆筒分析的溶洞围岩应力集中效应带大于6a,基于厚壁圆球分析的溶洞围岩应力集中效应带大于4a;溶洞几何尺寸、土体侧压力系数、m值和地下水位埋深均会对溶洞围岩应力状态产生显著影响。     

铝合金车轮弯曲疲劳寿命的仿真分析与试验研究

该文运用有限元分析软件ABAQUS,对某铝合金车轮旋转弯曲疲劳寿命进行了仿真分析,得出易于产生疲劳裂纹的应力集中点及其最大应力值。其次,采用疲劳寿命名义应力法建立了铝合金车轮的S-N曲线,计算应力集中点的应力幅与平均应力,将等效应力幅取对数代入S-N曲线,预测所分析铝合金车轮的疲劳寿命。最后,进行了改进前后铝合金车轮的旋转弯曲疲劳台架试验,验证了仿真结果。分析表明,名义应力法可以较好预测铝合金车轮的疲劳寿命。     

泡沫夹层结构复合材料机翼模型弯曲破坏形态有限元模拟

采用有限元法(FEM)分析泡沫夹层结构复合材料机翼准静态三点弯曲载荷力学行为与破坏形态.在有限元模型中,复合材料蒙皮为Hashin失效准则弹性壳单元模型,铺层结构为[0/90/0/±45]s,其芯层泡沫为弹塑性可压缩泡沫实体单元模型.利用有限元模拟软件ABAQUS10.1模拟机翼在弯曲载荷下的破坏形态,分析得到其破坏机理.通过最大受力值以及模型应力云图与实际弯曲试样破坏情况进行比较.结果表明,机翼最大承受力模拟值比试验值偏大,但相对误差很小,为3.31%;模型应力集中区域与试样实际断裂区域相吻合,证明了本有限元模型可以有效地用于预测泡沫夹层结构复合材料机翼在三点弯曲载荷作用下的失效模式以及失效强度.     

承压叠层圆柱的弹性分析

基于弹性理论,对轴向压力作用下的、由不同材料于径向方向上叠合而成的叠层圆柱的受力全过程进行力学分析,以研究轴向荷载作用下圆柱任意位置的应力值和应变值.考虑了三向应力的作用,分别求得每一叠层的弹性力学解,然后通过层间变形协调关系,建立了叠层圆柱从内叠层内边界到外叠层外边界间的递推关系,最后通过内外边界条件可对叠层圆柱内任意点的应力和应变进行求解.以3种不同形式的叠层承压圆柱为例,运用上述理论,对其弹性阶段的承载力进行了分析,该理论由于考虑了不同叠层泊松比所引起的叠层间挤压应力的影响,因而理论计算与有限元吻合很好.     

水泥混凝土路面加铺沥青层结构应力分析

为了指导旧路加铺工程合理设计,对加铺结构在交通荷载作用下的受力状态进行了分析。基于路面力学弹性层状体系理论,建立了旧路加铺路面的轴对称有限元模型。主要考虑交通荷载作用,分析了沥青加铺层层底拉应力、剪应力和旧水泥路面层底的拉应力等指标。考虑加铺层和应力吸收层模量的影响对路面结构的力学响应进行了分析计算。为了快速计算材料力学性能对路面结构受力的影响,基于数值计算结果给出一个路表弯沉和沥青加铺层底拉应力的简易计算公式。结果表明:在车辆轴载作用下,增设应力吸收层会减小路表弯沉、沥青层底拉应力、新旧层间的剪应力和水泥层底拉应力各项指标,对于改善路面结构受力状态有积极影响;随着沥青面层模量的增加,路表弯沉、沥青层底剪应力和水泥层底拉应力都趋于减小,但是沥青层底拉应力会增大。由此建议在旧水泥路面加铺沥青面层设计时,应适当选用高模量的沥青混凝土材料,可以缓解路面新旧层之间的剪切脱层破坏,进而延长旧路改造路面的服役寿命。     

泥泵轴端螺纹应力集中系数及其影响因素

泥泵轴端螺纹根部有较严重的应力集中效应,使得螺纹根部局部应力较大,在交变载荷作用下,泵轴易发生疲劳破坏,影响工程进度及经济效益。以某绞吸挖泥船舱内泵的轴端螺纹为研究对象,在ANSYS中建立泵轴端部二维轴对称有限元模型,计算了螺纹根部的局部最大应力及相应的应力集中系数,分析了螺纹根部倒角半径、螺纹牙高、螺距和螺纹位置对应力集中系数的影响。结果表明,应力集中系数随螺纹根部倒角半径的减小而增大;螺纹牙高度对应力集中系数的影响不大,可忽略;应力集中系数和螺距线性正相关;适当增大螺纹与轴肩间距有利于减小应力集中系数。本文计算所得应力集中系数可用于修正材料的S-N(应力-寿命)曲线,从而提高泵轴疲劳寿命预报的精确度,各因素的影响规律可为泵轴结构优化设计提供参考。     

基于ANSYS/LS-DYNA的击针撞击应力数值仿真

本文针对自动武器中重要但又容易出现断裂的击针,从应力分析的角度出发,利用有限元分析软件ANSYS,建立了击锤撞击下击针应力仿真的有限元模型,计算得到了击针的应力、速度、位移等参数.从仿真结果可知,击针的危险断面不在击针的尖端,而在距离尾端约15 mm处,这与击针实际发生破断的位置相一致,说明该仿真方法能够较真实地模拟击针的应力分布状态.危险断面内的最大应力并没有超过材料的屈服极限,所以击针的断裂不是因为瞬间应力过大引起的,而是在交替-拉压应力的作用下疲劳破坏的,因此,要提高击针的寿命,首要的是提高接近尾端区域的表面质量,减小应力集中以降低循环应力的幅值.