褶皱薄膜结构振动分析与控制

目的通过有限元模态分析和瞬态分析说明褶皱对薄膜结构动态性能的影响,在此基础上设计PID控制器,有效抑制薄膜振动。方法建立正方形薄膜结构有限元模型,经非线性屈曲分析得到面外褶皱形态,更新有限元模型进行模态分析;以初始褶皱形态为平衡状态,施加冲击扰动进行瞬态分析;通过MATLAB/ANSYS联合仿真,设计简单有效的PID控制系统。结果 (1)经模态分析得到了褶皱薄膜结构各阶固有频率和模态振型;(2)经瞬态分析得到了扰动点与褶皱峰值点处的振动曲线;(3)经MATLAB/ANSYS联合仿真得到了施加PID控制后褶皱峰值点处的振动曲线。结论 (1)褶皱的存在可改变薄膜结构的动态特性;(2)本文PID控制方法可有效抑制振动,提高薄膜结构的在轨稳定性。     

正弦表面结构的薄膜失稳形貌有限元分析和实验验证

利用ABAQUS有限元软件,对具有正弦表面结构的薄膜基底系统表面失稳过程进行了系统的有限元分析,讨论了正弦结构幅值/波长比、薄膜基底模量比、薄膜厚度以及预拉伸变形等因素对薄膜表面失稳形貌的影响.结果表明:薄膜基底模量比和薄膜厚度对薄膜的表面失稳波长造成较大影响;正弦结构幅值/波长比对正弦结构波峰与波谷处的失稳波长差值有显著影响.通过上述变量的相互组合,有望实现对膜基系统表面失稳形貌的调控.通过与实验结果的对比,定性地验证了数值模拟方法的可靠性.研究工作对于探究复杂表面结构的薄膜失稳形貌具有参考价值.     

薄膜结构分析中的褶皱判别准则及其分析方法

由于膜材不能抗压,在薄膜结构受力分析中膜材有纯拉、单向褶皱和双向褶皱3种状态.当膜材处于褶皱状态时,其受力性能与纯拉状态有很大的差异,在分析中应予以区别,故对膜材3种受力状态的界定成为必要.本文对目前常用的判别柔性材料受力状态的3种准则进行了详细论述,分别讨论了各自的原理及存在的问题,得出主应变准则只能适用于各向同性膜材,主应力-主应变准则对各向同性和正交异性膜材均能适用.并给出了膜材产生褶皱后的处理方法.     

某深基坑支护结构变形分析与数值模拟

为研究深基坑支护结构变形特性,以新景世纪城基坑工程为例,采用数值模拟手段对该工程变形特性进行了仿真分析,运用现场监测数据验证了数值模型计算的准确性,深入分析了深基坑支护结构变形的影响因素.结果表明:抗剪强度指标越大,基坑位移越小,但不是特别明显;增加灌注桩的桩径、嵌固深度和锚杆长度,可以有效的抑制基坑位移,但是增加到一定程度时,这种抑制基坑变形的效果不但十分有限,还会大大增加成本消耗;锚杆倾角在15°左右时,支护结构变形较小.     

平板类塑件翘曲变形数值模拟与实验分析

运用Moldflow分析软件,选取模具温度、熔体温度、保压压力与保压时间四因素三水平安排正交实验,模拟平板类塑件的翘曲变形.以模拟为基础,在注塑机上进行实际注塑成型,扫描获取塑件三维数据,并用Imageware软件提取平板类塑件长边与短边的点云,计算宽度与长度方向的翘曲变形量.结果表明:翘曲变形模拟分析与实际注塑成型误差为-0.083 1~0.094 9 mm;保压压力、熔体温度、保压时间与模具温度对翘曲变形模拟分析的影响依次减小.     

翻边拉深复合变形零件成形过程的数值模拟和实验验证

介绍了静力隐式弹塑性有限元板料成形软件的基本理论和关键技术.在板料成形时,翻边拉深复合变形零件的成形规律比单一拉深变形零件的成形规律更难以预测.采用MSC.Marc软件对翻边拉深复合变形零件的冲压成形过程进行了数值模拟,详细分析了零件关键特征区域材料的应力、应变、厚度分布和成形极限的模拟结果,并将板料厚度的模拟结果与实际测量结果进行了比较.结果表明,应用数值模拟技术可以预测复合变形拉深零件的起皱、破裂、回弹等缺陷,减少反复试验的次数,提高成形零件的质量.     

褶皱芯材结构隔声特性的实验研究

简要介绍了褶皱芯材的结构及其隔声原理,并就褶皱芯材的隔声特性实验研究进行了说明,包括实验所用的试件和仪器、测试的内容、条件和实验的方法,并给出了相应的实验数据。对实验的结果进行了分析后,得出若干结论,所得的结论与隔声原理预测的趋势一致。据此提出了一种构造轻质宽带隔声声屏障的新方法     

实体PDC钻头流场数值模拟与实验验证

利用计算流体动力学技术对聚晶金刚石(PDC)钻头(型号为BK432)的三维湍流进行了数值模拟。模拟中考虑了钻头的切削齿和射流喷嘴对流场的影响。流场的网格划分采用局部加密的混合网格形式,保证了计算精度和运算速度。流场的三维模拟结果揭示了钻头流场存在低速区、回流区和滞流区域,为钻头水力结构优化分析奠定了理论基础。为了对数值模拟的结果进行检验,建立了PDC钻头流体测试实验台架,利用粒子成像测速技术对PDC钻头4个喷嘴的出口流场进行了测试。将测试的喷嘴轴向速度与数值模拟结果进行了对比分析,两者吻合较好。     

实体PDC钻头流场数值模拟与实验验证

利用计算流体动力学技术对聚晶金刚石(PDC)钻头(型号为BK432)的三维湍流进行了数值模拟。模拟中考虑了钻头的切削齿和射流喷嘴对流场的影响。流场的网格划分采用局部加密的混合网格形式，保证了计算精度和运算速度。流场的三维模拟结果揭示了钻头流场存在低速区、回流区和滞流区域，为钻头水力结构优化分析奠定了理论基础。为了对数值模拟的结果进行检验，建立了PDC钻头流体测试实验台架，利用粒子成像测速技术对PDC钻头4个喷嘴的出口流场进行了测试。将测试的喷嘴轴向速度与数值模拟结果进行了对比分析，两者吻合较好。     

岩层褶皱变形的中性三角区

中性三角区(neutral triangulation avea)是一非常独特的构造形态,研究中性三角区,对构造地质学理论,特别是褶皱问题,以及矿产、油气预测等均有积极意义。中性三角区是指发育于褶皱构造中,周边被三组式样独特的劈理(或片理)围限,其内部应变值为零或很小的拟三角形区域。其三维空间形态为拟三棱柱体。在紧靠强岩层褶曲外     

声振耦合数值模型合理性分析和实验验证

对采用声弹性法、有限元法和边界元法建立的声振分析模型进行了讨论，指出在一定假设条件下三种模型的统一性，同时指出了各种模型的优缺点和适用范围．通过对一个矩形截面弹性壁腔体内部声场和壁面振动的实验测量，说明了各种模型求解时所用简化假设的合理性．     

双曲索网结构施工张拉成形数值模拟分析与试验验证

针对双曲索网结构独特的结构形式和复杂的施工方法,基于索结构非线性有限元理论提出了双曲索网结构张拉施工的数值计算方法,开发了施工过程分析软件.以国内首例双曲索网结构体系--中国航海博物馆双曲索网幕墙体系缩尺模型为例,对2种不同的张拉方案进行了数值模拟分析.并通过缩尺模型试验对索网结构的施工方案进行了张拉试验,模型试验验证了索网张拉完成以后的形态满足设计要求,试验结果证明了数值计算的可靠性和合理性,可以通过数值计算方法对实际结构的施工张拉进行仿真分析.通过对数值计算结果和试验结果的分析,提出了合理的施工张拉方案.     

匝道桩基施工对地铁结构变形的数值分析

针对番禺新光快速路匝道桩基穿越既有地铁工程附近土层,通过建立三维有限元模型,分析了桩基施工过程对于既有地铁结构变形的影响.通过计算分析可知,桩基施工顺序对隧道结构的变形、轴力和弯矩的影响都较小,说明桩基施工对隧道结构没有明显影响.     

圆锯片轴向变形的解析模型及其实验验证

为研究石材锯切过程中圆锯片的轴向变形及其与轴向力之间的关系,根据弹性薄板小挠度弯曲的基本理论,对轴向力作用下圆锯片的轴向变形进行理论推导,并通过编程进行数值求解.采用实验方法测量圆锯片在锯切石材时的轴向变形及轴向力信号,并将圆锯片上一整圈的轴向变形实验结果与解析模型计算结果进行比较.研究表明:两种方法所得圆锯片轴向变形的结果符合得较好,由圆锯片所受的轴向力可以推导出锯片的轴向变形.     

大型锻件淬冷过程数值模拟与实验验证

为了了解和分析大型锻件在淬火过程中温度和组织场等的变化情况,应用非线性有限元软件MSC.Marc及其二次开发功能建立了二维有限元模型.综合考虑相变与温度的耦合关系、相变热的影响和热物性参数的非线性等问题,获得锻件淬火过程1/4截面上瞬态温度场和组织场的变化云图.材料的TTT转变曲线在AutoCAD软件环境下通过开发的程序实现动态调用.以35CrMo钢长圆柱大型锻件为对象,模拟了其淬火过程中温度和组织的转变过程.比较计算得到的温度曲线和实际测量结果表明,两者吻合较好.     

筒仓内部压力及流场的数值模拟与实验验证

利用离散单元法研究了筒仓装卸料过程中的力场和速度场,以期揭示宏观力学行为的内在机理。文中首先介绍了离散单元法的基本原理,然后用物理模型实验测试和模拟了筒仓壁法向压力及物料流动过程,最后用离散单元法研究了筒仓内部压力和物料颗粒速度场,并探讨了颗粒密度和物料密度的影响。     

裂纹尖端离面变形场的实验测量与数值分析的比较

用 Nomarski棱镜微差干涉法和有限元方法分别测量和计算了黄铜金属材料 I型裂纹尖端的离面变形场 ,在此基础上对比分析了黄铜材料宏观、细观离面变形的特征。宏观离面变形主要集中发生在裂纹尖端 1 mm2 范围内 ,最大离面变形发生在裂纹尖端。细观离面变形与滑移带、细观组织及细观结构密切相关。晶粒内部的变形导致滑移带出现 ,在滑移带上离面变形有突变。在相邻晶粒之间 ,离面变形连续与否取决于晶粒细观结构的差别。离面变形可以越过晶粒向前传递。实验还发现 ,在宏观剪切带上离面变形比较明显     

叠加褶皱的类型及变形图像

本文根据晚期褶皱的运动轴(a_2)方向、早晚两期褶皱轴(b_1,b_2)之间的夹角大小和早期褶皱特征,将叠褶皱分为跨褶、推褶两大类,直跨、斜跨、重褶、横推、斜推5类和12亚类。并对每类变形图像和机制进行了分析。     

裂纹尖端离画变形场的实验测量与数值分析的比较

用Nomarski棱镜微差干涉法和有限元方法分别测量和计算了黄铜金属材料I型裂纹尖端的离面变形场，在此基础上对比分析了黄铜材料宏观、细观离面变形的特征。宏观离面变形主要集中发生在裂纹尖端1mm^2范围内，最大离面变形发生在裂纹尖端。细观离面变形与滑移带、细观组织及细观结构密切相关。晶粒内部的变形导致滑移带出现，在滑移带上离面变形有突变。在相邻晶粒之间，离面变形连续与否取决了晶粒细观结构的差别。离面变形可以越过晶粒向前传递。实验还发现，在宏观剪切带上离面变形比较明显。