连铸板坯飞剪剪切过程有限元模拟

本文应用弹塑性有限元法计算并分析了连铸板坯在三维热力耦合情况下的剪切过程中应力场和应变场的变化,得出了剪切力行程曲线,讨论了摩擦力,剪刃间隙,剪切速度对最大剪切力的影响。通过数值方法推导出剪切力计算公式,将结果与计算机模拟结果进行了比较,验证了模拟结果是正确的,从而说明本文所得的模拟结论可以指导实际生产。     

IHI摆式飞剪剪切机构运动学性能分析

飞剪是钢铁生产企业连续轧制生产线上的重要设备,其结构设计、控制与调整很复杂,其工作性能与连续轧制生产线的生产效率密切相关.作者分析了IHI摆式飞剪结构及传动原理,建立了剪切机构运动学数学模型;应用Matlab程序设计语言强大的数学计算和图形处理功能,将剪切机构运动学模型程序化、数值可视化,得出飞剪上、下剪刃的运动轨迹曲线、速度曲线以及剪刃开口度变化曲线,这对了解飞剪运动全过程和定量分析剪切机构工作性能,合理建立剪切机构优化设计模型具有参考价值.     

电解镍板剪切过程数值模拟及其单位剪切抗力的确定

利用Deform-3D软件对电解镍板的剪切工艺进行了弹塑性大变形有限元数值模拟仿真.将Cockroft & Latham准则应用于剪切韧性断裂的预测模拟中,确定并分析了单位剪切抗力.而且较准确的预测了剪切过程剪切力的变化趋势,得到了最大剪切力.     

IHI摆式飞剪工作原理及剪切机构运动学模型

飞剪是连续轧制生产线上的重要设备,其结构、控制与调整很复杂,其运行状况与轧制生产线的生产效率密切相关.作者分析了IHI摆式飞剪系统结构组成,并以传动结构简图形式描述了IHI摆式飞剪的传动关系和传动原理,探讨了剪切机构、空切机构和同步机构三者之间的协作关系以及控制调整机理.通过对IHI摆式飞剪和核心工作部分剪切机构的研究,用矢量法建立了剪切机构运动学模型.研究结果表明运动学数学模型的建立时定量分析IHI飞剪性能、及时有效地排除工作故障、充分发挥设备效能提供了理论支持,为后续剪切机构最优化设计奠定了基础,对熟练操作国外设备、设计制造高性能国产飞剪具有重要意义.     

结晶器内连铸坯凝固过程的有限元数值模拟

建立了结晶器内连铸坯凝固过程的有限元数学模型，在坯壳面表面边界条件中引入与气隙相关的传热模型修正平均热流量方程，研究了铸坯角部气隙对坯壳凝固行为的影响，模拟结果表明，铸坯角部形成的气隙流量显著地长低了坯壳表面的换热，使得铸坯偏角区成的为热节区，此热节区是铸坯凹陷，裂纹等缺陷乃至漏钢事故发生的诱因。     

弹塑性有限元方法对轧制过程的模拟

本文用三维弹塑性有限元法对轧制过程进行了模拟。这种方法基于 Prandtl—Reuss 流动规律和 Mises 屈服准则,结合有限变形理论可以给出有效的、精确的解。用有限元法分别对平面和三维的轧制过程进行了模拟。弹塑性区的增长,网格变形,金属流动规律以及单位压力和摩擦力的分布等信息都可以从本文得到。其中一些计算结果与实测值进行了比较。     

钢板坯连铸初拉阶段凝固过程数值模拟

建立了钢板坯连铸初拉阶段的三维非稳态传热凝固模型，且实现了该过程的模拟，建立了铸坯凝固层厚度与其表面热流率间的关系，用以表达不同位置上铸坯与结晶器间的换热边界条件，用直接差分法获得了不同高度断面上宽面和窄面的凝固壳厚度及其与拉坯速度随时间变化的关系。模拟结果与实际生产结果基本吻合。     

剪切带中斑晶旋转的粘弹性有限元数值模拟

采用粘弹性力学分析程序对太行山阜平地区剪切带中斑晶旋转问题进行了有限元数值模拟。在计算模型中假定：石榴石斑晶为弹性材料,在应力作用下只产生很小的弹性变形;石英、长石质的基质部分为粘弹性材料,它具有随时间变形不断增大的特性。计算结果显示：沿剪切力方向的最大位移能达到模型宽度的3～4倍,相当于简单剪切的角度达到70°以上,斑晶的最大旋转角度能达到60°左右。这样的变形量级已经十分接近野外实际情况。由于目前地壳物质的粘度值基本上是通过间接推测得到的,其可信度较低,因此文中还讨论了基质的粘度变化对变形和应力的影响,分别取了7个不同量级的粘度值(10¹⁷～10²³ Pa·s)进行计算。     

轧制过程的显式动力学有限元模拟

分析了显式动力学弹塑性有限元方法的计算过程,并用其对平板轧制问题进行了模拟计算·模拟时轧辊采用刚性材料模型,轧件采用双线性强化材料模型,轧件具有一定的初始速度并向辊缝运动,咬入后靠摩擦完成轧制过程·通过模拟计算,得出咬入、稳定轧制和抛钢阶段整个轧制过程的应力应变场·将板宽对称中心线轧制压力分布的计算结果与实验值进行对比,表明计算结果准确·另外通过对计算结果进行分析还可以得出,在稳定轧制阶段存在弹性预变形区、塑性变形区和弹性恢复区;轧制压力沿接触面的分布在入口和出口的变化梯度较大,中间区域的变化梯度较小·     

金属切削过程的有限元建模

金属切削过程是一个非常复杂的弹塑性变形过程,文章采用有限元方法及弹塑性变形理论,对二维金属切削的变形过程进行有限元分析。首先选用矩形单元对刀具和工件弹性阶段进行有限元建模,得出其单元节点力和节点位移之间的关系,然后利用普朗特-路斯方程,推导工件材料塑性变形时单元节点力和节点位移之间的关系,并指出金属由弹性变形到塑性变形时其单元刚度矩阵变化的规律,从而为实现金属切削过程的数值模拟提供可靠的理论基础。     

薄壁箱梁的剪力滞后有限元分析

在城市化快速发展中为了满足交通运输发展的需要,建造了大量的薄壁箱形截面梁,这些桥梁的宽跨比较大,宽高比突出,剪力滞后现象严重。忽略剪力滞后效应的影响,就会低估箱梁腹板和翼板交接处的挠度和应力,从而导致不安全。以8 m宽、30 m单跨箱型梁桥为例,分析简支箱梁跨中截面的"负剪力滞后现象"及其影响程度。得出在恒载作用下顶板顶面较底板底面"剪力滞后"现象更为突出且剪应力在桥梁横向呈不规则曲线变化的结论。     

FRP筋混凝土双向板的非线性分析程序设计

采用三维二十节点等参单元,整体式有限元模型（将FRP筋分布到混凝土单元中）,对集中荷载作用下FRP筋混凝土双向板的开裂及极限冲切承载力进行了非线性数值分析．混凝土材料的本构关系采用非线性弹性理论中的全量E-v型,破坏准则选取改进的Ottosen四参数公式,裂缝模型选取弥散裂缝模型．经过以上处理,编制了有限元分析程序．程序计算结果与实验数据的比较表明：计算结果与试验值符合良好,分析过程合理,选用合理的材料本构模型、破坏准则和裂缝模型,利用本文程序可以较好地模拟FRP筋混凝土双向板的试验过程．     

立轧非稳态过程的3维刚塑性有限元分析

采用全３维刚塑性有限元法对热带粗轧机组平辊立轧非稳态过程进行了分析和比较,所得到的轧件形状、轧制力及轧制力矩与文献的实验结果吻合较好,计算精度比文献的理论结果有所提高·表明全３维模型具有明显的优越性,同时所采用的处理轧件入口处奇异点的方法是有效的·     

用修正塑性节点法进行弹塑性有限元分析

提出了修正塑性节点法,即把在单元域内满足的塑性流动法则放松为仅在单元节点上成立,采用节点处的塑性参数△λ来构造出单元内部的塑性应变场,通过变分原理推导了非线性有限元公式.该方法既保留原方法计算效率较高的特点,又考虑了原被忽略的单元内部塑性变形的影响,使有限元模型更符合实际情况.实例计算与实验结果及文献符合很好.     

高层剪力墙结构分析的超级有限条法

给出一种矩形超级条元，用来分析高层剪力墙结构，其做法是将剪力墙结构离散为若干个矩形条元，在条元内再用有限元法离散，采用有限元自由度向超级条元自由度的转换把，二给平面问题变为一维问题求解，可大大减少未知数目，又能保证计算精度。     

板材轧制问题的快速有限元方法研究

在用刚塑性有限元法对轧制力进行计算的过程中,联合使用了基于下降思想寻求牛顿方向上阻尼因子的阻尼牛顿(DN)法和基于抛物线插值思想的一维布伦特(Brent)法,即阻尼牛顿和布伦特法(DN-Brent法).将DN-Brent法同传统牛顿(N-R)法进行对比分析,结果表明,两种算法得到的轧制力计算值都与实测值吻合较好,但DN-Brent法所需的迭代次数和CPU计算时间小于N-R法.验证了DN-Brent法在应用刚塑性有限元方法计算轧制力时的准确性和高效性.     

开孔板的有限元分析

智能建筑的大量出现 ,其中的辅助设施越来越多 ,也越来越复杂 ,导致很多管路、线路、电梯都是从楼板中开孔穿过 钢筋混凝土板开孔后受力性能会发生改变 ,孔的周围出现应力集中 用有限元分析了四边固支开孔板在不同开孔位置和形状 ,不同开孔面积的情况下内力的改变 ,获得了内力改变的规律 ,并和三边固支板、悬挑板在近似的边界条件下的受力情况进行比较 ,得到一些相近的结果 ,并为以后在实际工程中类似的情况提出了一些工程设计建议     

脉冲加热红外热成像无损检测的有限元模拟及分析

为了进行定量化的红外无损检测,全面考察脉冲加热－冷却的全过程,更准确地得到红外无损检测过程中各参数对缺陷检测的影响,通过三维有限元分析方法模拟了脉冲加热红外无损检测过程,分析了影响脉冲加热红外无损检测灵敏度的几个参数,找出了脉冲加热红外无损检测对比度变化的规律,为进一步进行定量化红外无损评价打下了基础。     

钢混框架薄钢板剪力墙多层结构抗震

在对薄钢板剪力墙单层结构理论和试验研究的基础上,利用ADINA分析程序建立了非线性有限元多层结构滞回分析模型,具体分析了反复加载下薄钢板剪力墙构件的受力破坏特征及抗震性能。从理论分析角度,探讨在地震区使用薄钢板剪力墙多层结构的可行性。模型的分析计算显示,对于钢筋混凝土框架多层结构,当设计的钢板长细比适宜时,在框架内填充钢板组成的薄钢板剪力墙,可显著提高结构的刚度、承载力,同时也具有较好的延性及耗能性能,对工程应用具有重要的参考价值。