自行火炮有限元参数化建模方法

该文通过对典型的CAD软件输出的有限元模型的分析，提出了自行火炮有限元参数化建模方法。通过修改节点局部坐标系实施数据转换，指出了参数化建模的关键问题，编制了相应的转换程序，可方便地处理不同的射击工况，解决了自行火炮有限元法重复建模的问题。结合某自行火炮进行了参数化建模，证明该方法技术途径可行，这对解决火炮工程问题具有重要的实用价值。     

复杂齿轮自动化及参数化有限元建模

针对复杂齿轮现有有限元建模过程中的诸多困难和不足,提出一种新的建模方法．该方法先把单个带有轮毂的轮齿分解为六个六面体子模型,再根据空间啮合原理及各子模型相互间的几何关系求出所有曲面上的离散点,最后用分层建模策略生成最终的有限元模型,整个建模过程可自动实现．该方法大大缩短了复杂齿轮的优化设计过程,与传统方法相比,新方法在效率、精度及模型的单元类型适应性等方面更具有优越性．     

基于Patran环境的框架结构参数化有限元分析

MSC PATRAN软件只需输入必要的设计参数,就可以自动完成所开发产品的有限元分析.对一实际的框架结构实现了参数化有限元计算模型的建立以及约束和载荷的自动施加, 从而实现了某框架结构的自动化静力有限元分析.开发的参数化设计软件系统具有弹出式菜单风格,便于设计人员使用.通过实际工程实例的计算,证明了所开发软件的正确性.     

基于参数化建模的有限元优化技术

通过用有限元分析软件的参数化建模实现对板结构进行优化分析,证明有限元参数化建模功能实现结构优化分析的可行性,从而为其它复杂结构的优化分析提供了新的方法和依据.     

贴敷多约束阻尼片Z形管路参数化有限元建模及振动分析

为了提高管路动力学减振设计的效率,以贴敷多个约束阻尼片的Z形管路为对象,研究以阻尼片的几何参数、位置参数及材料参数为设计变量的管路系统参数化有限元建模方法。首先,阐述了管路系统参数化建模理念,将参数化建模过程中涉及的参数分为非受控参数和受控参数;其次,对管体沿轴向切分及沿周向按固定角度划分网格,使约束阻尼片与管体单元节点相对应,并创建用于储存卡箍节点位置信息的参数化循环数组,实现适应参数化的卡箍节点编号更新;再次,进行了实例研究,用所描述的方法实现了对应3种贴敷方案的Z形管路系统参数化有限元建模;最后,对比贴敷约束阻片前后管路的振动参数,评估各方案的减振效果。研究结果表明：贴敷约束阻尼片后的管路系统的第1阶共振响应均出现不同程度降低,约束阻尼片周向贴敷范围对振动响应的影响最大,增加贴敷长度及阻尼片厚度对减振有利。     

装配结构实体的参数化建模

对一个供有限元分析的复杂装配结构模型进行参数化定义,结合自底向上和自顶向下的两种模型装配方法,利用零部件之间的尺寸参数和装配关系,使其在模型的主坐标和零部件成型的局部坐标之间的参数转换过程中得以体现.以建立结构合理,成型可靠的参数化模型为目的,提出了对复杂装配结构的实体模型的装配参数进行定义的基本思路和方法.     

复杂型面板料成形数值模拟快速有限元建模

提出并实现了直接从测量到的空间散乱点直接生成有限元网络的新方法,使具有大尺寸复杂型面金属板料冲压成形整个数值模拟有限元建模的工作量大大降低,并使得建模的自动化程度提高。为了解决建模过程中初始坯料形状未知的问题,比较了不同的初始毛坯预测方法,提出用一步模拟法从已得到模具的有限元网格进行反推,预测出毛坯的基本形状和尺寸。     

参数化腰骶有限元模型设计与验证

人体腰骶椎是承受载荷较大的部位,也是进行生物力学仿真研究的主要部位。为了提升腰骶椎部分建模的效率与灵活性,提出参数化腰骶有限元模型的建立方法。在CT图像中测取椎体的特征尺寸,并在工程建模软件中构建具有14个控制参数的L3-S1腰骶模型;同时通过三维重建法建立基于同一CT样本的腰骶重建模型。对两种模型施加相同的载荷并进行有限元分析,将仿真结果与文献报道的体外实验数据进行对比,验证了模型的有效性。基于有限元分析结果,比较了参数化模型和重建模型的椎间活动度、髓核最大应力等力学指标,结果表明,两种模型的力学指标均与文献中的实验或仿真数据接近,变化趋势与文献数据相似,即两种模型都是有效的;两种模型的椎间活动度、最大髓核内应力以及活动度随载荷大小的变化趋势等方面基本一致。以上结果说明所设计的参数化腰骶有限元模型能有效提升腰骶有限元建模与分析效率,在有限元分析中可替代重建模型。     

液压缸参数化CAD系统建模方法研究

本文研究建立液压缸设计过程的功能模型;建立主要零件及液压缸产品的参数数据库模型;建立面向对象的液压缸产品模型;建立液压缸零部件及标准件三维参数化模型库;规划液压缸参数化CAD系统的框架结构;为液压缸参数化CAD原型系统的开发奠定基础。     

磁流变阻尼器的有限元参数优化设计

磁流变阻尼器结构优化设计是高性能磁流变阻尼器研制及应用的关键技术。在传统磁流变阻尼器设计方法的基础上,将有限元分析方法引入结构优化设计程序中。针对某汽车磁流变阻尼器的设计、开发,建立了优化模型,提出了磁流变阻尼器优化设计计算流程。采用有限元分析软件ANSYS的参数化编程语言APDL(ANSYS Parametric Design Language),对汽车磁流变阻尼器的结构参数进行了优化。研究结果表明:采用参数化编程语言APDL程序对磁流变阻尼器进行优化设计,结构体积明显减小,磁场分布更加合理,能量利用率增加,阻尼力调节范围满足实际工程需要,优化设计方法是可行和有效的。     

中厚板分段多点成形及其数值模拟

为了解决分段多点成形过程中的技术难题,利用数值模拟软件对其成形过程进行数值模拟.以显式算法模拟加载成形过程,隐式算法模拟卸载回弹过程,从而实现分段多点成形的数值模拟.采用非均匀有理B(NURBS)样条曲线设计过渡区形状,探讨了过渡区大小对成形品质的影响.结果表明,在合理设计过渡区的情况下,分段成形品质好于一次成形.     

不同的多点成形工艺方式对回弹的影响

采用有限元数值模拟手段针对多点成形过程中产生的回弹现象进行了探讨.主要对比了多点模具成形和多点压机成形两种不同工艺,分析了不同的工艺条件对回弹的影响.采用先显式方法计算成形,后隐式方法计算回弹,对1 mm与2 mm厚度的球形曲面件进行了数值模拟.结果表明:在冲头为10×10的多点模具成形方式下,采用无压边成形,成形1 mm厚度的板料时,曲率半径为400mm的成形件回弹量沿纵向最大为1.22mm;但在相同条件下,用多点压机成形工艺的成形件,回弹量仅为0.24mm,即一次成形时,多点压机成形的板料比多点模具成形的板料回弹量仅为1/5;多点压机成形厚度为2mm的板料回弹约为0.多点压机成形方式比多点模具成形方式成形效果好,回弹量明显减小.     

车削过程的三维有限元数值模拟

根据三维有限元法,提出车削过程弹塑性大变形的热-力耦合模型,并模拟了超细晶WC硬质合金车刀对AISI-1045碳钢的车削.车削工艺参数为:前角-5°、车削速度1×103mm/s、车削深度1.0mm、车削宽度3.0mm、进给量0.5mm/s.通过车削温度场与应力场的三维有限元模拟,分别得到刀-屑接触区最高温度、车削力与进给力相对车削位移的变化规律.由模拟结果发现,通过改善车刀结构,刀-屑接触区平均温度峰值由430℃下降为365℃;车削力平均值由1500N降至1400N.结果表明,三维有限元模拟可有效地仿真实际车削工艺环境,为优化车削工艺提供参考.     

汽车后翼子板冲压成形的有限元逆方法模拟

采用有限元逆方法模拟了汽车后翼子板的冲压成形过程，得到了最终构形的应力、应变和厚度分布以及初始毛坯形状．结果表明：后翼子板冲压件的应力应变分布并不均匀，凹模圆角附近、凸模圆角以及法兰的部分区域等效应力和等效应变较大；其厚度分布也不均匀，法兰大部分区域由于受双向拉应力作用，厚度明显变薄，而内部局部区域由于受双向压应力作用，厚度则明显增大，中心区域同时受拉、压两种应力作用，厚度变化相对较小．这些结果对后翼子板初始毛坯的选择、冲压加工过程控制等具有指导意义。     

边坡稳定性的有限元数值模拟建模

本文针对国内某矿,考虑边坡材料的弹性和塑性,在不同的强度折减系数下,利用有限元法对该边坡进行稳定性计算分析,以判断其稳定性和计算出安全系数.由此可说明采用弹塑性有限元法进行计算具有独特的优势.     

基于APDL的浮动舱室有限元参数化声学建模与分析

运用APDL语言开发参数化计算模块程序,完成某船浮动舱室的三维声学建模,根据实际工作情况选取约束条件,在ANSYS环境下对整体舱室进行有限元模态分析,对比分析不同防火等级情况下舱室低阶振动频率.编制流固耦合声学计算程序并进行谐波声场分析,验证不同厚度防火岩棉对舱室声学性能的影响.将参数化设计与有限元分析相结合,实现复杂模型的结构参数调整、自动生成实体模型并完成有限元分析,对优化船舶舱室声学设计具有重要作用.     

矩形管多点弯曲成形截面畸变的影响因素研究

建立了矩形管多点弯曲成形有限元模型.通过对比矩形管多点模具弯曲成形和整体模具弯曲成形的截面畸变率,证明了多点模具用于矩形管弯曲成形的可行性.分析了矩形管长度、宽度、高度、壁厚和弯曲半径对截面畸变率的影响,结果表明：矩形管越长、管壁越厚、曲半径越大,截面畸变率越小;矩形管截面越宽、越高,截面畸变率越大.对矩形管进行了多点弯曲成形实验,结果表明：矩形管成形效果较好,成形实验与数值模拟得到的截面畸变率基本一致.     

基于CT数据的股骨三维有限元建模方法

实现一种基于计算机断层成像(CT)数据的股骨三维有限元建模方法,用于生物力学研究。可视人计划(VHP)男性标本的冷冻CT序列图像分割后,用移动立方体算法三维重建股骨几何模型并转换为有限元网格,有限元网格设置各向同性和正交各向异性材料特性建立两个有限元模型,有限元模型施加双腿站立情况的边界条件进行有限元分析。结果表明,这两个股骨有限元模型能很好地和股骨解剖结构相符合。基于CT数据的建模方法可以快速并精确地建立各种骨骼的三维有限元模型。     

基于CT数据的股骨三维有限元建模方法

实现一种基于计算机断层成像(CT)数据的股骨三维有限元建模方法,用于生物力学研究。可视人计划(VHP)男性标本的冷冻CT序列图像分割后,用移动立方体算法三维重建股骨几何模型并转换为有限元网格,有限元网格设置各向同性和正交各向异性材料特性建立两个有限元模型,有限元模型施加双腿站立情况的边界条件进行有限元分析。结果表明,这两个股骨有限元模型能很好地和股骨解剖结构相符合。基于CT数据的建模方法可以快速并精确地建立各种骨骼的三维有限元模型。