玻化微珠保温砂浆导热系数模型研究

基于最小热阻力法则和均匀化方法估算了玻化微珠保温砂浆的等效导热系数.用ANSYS模拟玻化微珠保温砂浆二维单元胞体的热传导,发现对热阻网络的横向热阻的极端考虑会给计算结果带来误差.用ANSYS计算的三维单元体模型的等效导热系数值与3种理论计算值进行比较,发现用假设横向热阻无穷小与假设横向热阻无穷大求得的单元体等效热阻的平均值作为单元体的等效热阻来求单元体等效导热系数更精确,最后实验也验证了这一结论.实验值与本文提出的理论模型计算值偏差仅为0.2%,证明用该方法来估算玻化微珠保温砂浆的导热系数是可行的.     

基于扩展有限元的Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹开裂角分析

以ABAQUS为平台,利用扩展有限元方法,采用最大环向拉应力断裂准则模拟了有限大板和三点弯曲梁Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹的开裂角。结果表明,采用扩展有限元法分析Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹的扩展方向不需要预先指定裂纹扩展方向,解决了常规有限元方法的弊端;扩展有限元方法能够逼真地模拟复合裂纹的扩展行为,无须重新剖分网格,节省了计算成本,为解决实际复杂形状裂纹问题提供了方便的途径。     

变长度单元自适应索杆张力结构响应灵敏度分析

为研究主动单元长度变化对自适应索杆张力结构性能的影响,以主动单元伸长量为变量,基于非线性有限元法,通过复合函数求导,推导了自适应索杆张力结构的节点位移、单元内力以及应变能灵敏度计算公式.通过对索穹顶结构和张拉整体结构两类索杆张力结构的灵敏度分析,对比了主动索单元和主动杆单元的长度变化对结构内力、形状和应变能的影响程度,提出了满足不同自适应目标时两类结构中主动单元的选择准则.算例表明:所提出公式的计算结果与有限差分法结果一致,验证了所提理论公式的正确性.     

摩擦接触单元在碳纤维板锚具拉伸试验中的应用

在预应力碳纤维增强复合材料(CFRP)板工艺中,CFRP板端部的锚固问题非常重要,甚至关系到预应力施加的成败与否.总结国内外锚具研究,平板锚具具备施工便捷、操作简单、费用最低的优点,但如何模拟碳纤维板和平板锚具之间的接触问题是有限元模拟的关键问题.通过采用摩擦接触单元对碳纤维板和平板锚具进行数值模拟,得到了碳纤维板拉力与滑移关系的有限元解,其结果与实验结果相当吻合;采用平板锚具拉伸碳纤维板时,碳板和钢板的摩擦系数近似取为0.4;采用摩擦接触单元模拟平板接触问题是可行和有效的,可为模拟类似的接触问题提供借鉴和参考.     

Schro¨dinger方程双线性元的超收敛分析和外推

研究了Schro¨dinger方程双线性有限元逼近。利用导数转移技巧和该单元的高精度结果,得到了H 1模意义下O（h2）阶的超逼近性质。同时利用插值后处理技术,给出了H 1模意义下整体超收敛结果。近一步地,通过构造一个新的外推格式,导出了比传统有限元误差高两阶的O（h3）阶的外推解。     

复杂载荷下弯管的极限载荷

考虑几何和材料的非线性相互作用,采用有限元方法研究复杂载荷下弯管的极限载荷。通过对比过去的研究成果,分析了内压、面内弯矩及其组合下的极限载荷规律。根据有限元结果,研究了直管强化及内压的强化对极限载荷的影响。最后提出了弯矩以及内压、弯矩联合作用下的极限压力、极限弯矩与弯管几何尺寸的定量关系。提出的计算公式扩大了弯曲系数λ的使用范围,反映了弯管强化作用。     

7050铝合金热挤压成形过程的有限元模拟

针对传统工程机械用销轴数量多、重量大、工况差等不足,以7050高强轻质铝合金代替传统钢质材料,采用DEFORM‐3D有限元分析软件,对7050铝合金热挤压成形过程进行有限元数值模拟,分析了挤压载荷、金属流动速率、等效应变、等效应力和温度场等参量的变化规律。结果表明,销轴的热挤压变形过程可分为4个阶段,即挤压填充阶段、开始挤出阶段、稳定挤压阶段和终了挤压阶段;工件内部等效应变分布横向均匀性较好,除了尾部变形不均匀外,其他部位应变分布基本一致;在挤压凹模模口处形成死区,工件内部等效应力达到最大值。     

求解线性椭圆型优化控制问题的多重网格方法

针对线性椭圆型优化控制问题,基于有限差分法的离散提出了集体平滑多重网格方法和多重网格最优化方法.将这两种方法进行拓展和对比,并由数值试验说明了集体平滑多重网格方法求解椭圆型优化控制问题的速度更快且更加稳定.     

固定义齿种植体的优化设计

运用三维有限元方法分析两种不同三角形螺纹种植体(带梯槽和不带梯槽)模拟咀嚼状况下的应力、应变、位移分布,选出最佳结构种植体,从而进行固定义齿的优化设计.用PRO-E三维软件建立包括牙冠、种植体、密质骨、松质骨的三维组装结构图,导入ANSYS WORKBENCH进行计算,赋予材料属性、网格划分、施加载荷和边界条件,最后求解.就种植体的应力应变场和位移而言,不带梯槽的三角形螺纹变化比带梯槽的螺纹种植体数值稳定且较小.不带梯槽的三角形螺纹种植体结构更合理,同时选出种植体的长度,直径和种植体的螺纹顶角最优解,为种植体结构设计提供更优化的方案.     

图像滤波中P-M方程的两层格式算法

基于偏微分方程方法的图像处理是近十多年来发展起来的新兴领域,近年来,偏微分方程在刻画图形演化和进行特征分析等方面取得了非凡的效果,然而使用这些方法却面临着计算效率低下的问题,如何大规模提高图像处理中所涉及微分方程的快速数值计算成为一个数字图像处理里面的重要问题。在经典的Perona Malik(P-M)方程的图像处理方法基础上,构造显、隐式相结合的两层有限差分格式来提高求解的速度。仿真结果表明,构造的两层格式简单有效。