CrMnFeCoNi高熵合金拉伸断裂的晶体塑性有限元模拟

CrMnFeCoNi高熵合金的优异力学性能使其具有广阔的工程应用前景.材料力学行为的本构描述对其工程服役行为的安全评估至关重要,但是描述CrMnFeCoNi高熵合金拉伸断裂行为的本构模型少见报道.基于晶体塑性本构模型,利用Cohesive单元在多晶代表性体积单元内部植入含损伤破坏机制的晶界,模拟了 CrMnFeCoNi...     

双晶单色器纳弧度级角度微调装置机构设计

阐述了同步辐射光束线装置的核心部件——双晶单色器角度微调装置的工作原理。应用有限元软件Ansys对机构的应力和变形进行分析。结果表明,有限元分析结果与理论计算基本一致。因此,该角度微调装置能满足大范围调整,纳弧度分辨力的要求。     

炉室上升式BS法单晶炉的设计

这里介绍了炉室上升式BS法单晶炉的设计思路及工作原理，结合晶体生长的特殊工艺要求，分析了其主要结构及特点。     

WC-Co粉末压制过程有限元模拟研究

利用有限元分析软件MSC.Marc对WC-Co粉末进行不同压制方式的数值模拟,得到不同压制方式下的相对密度分布图,并对其差异进行了分析.另外,采用正交试验对V、D形数控刀片夹角、圆弧值对相对密度分布的影响进行分析,找出影响刀尖处密度分布的主、次因素.其模拟结果对认识粉末压制过程机理、制订压制工艺具有重要的指导意义.     

一种新型电容式空隙率传感器仿真研究

该文提出了一种侵入式多环套状结构电极的电容传感器,并研究它对气液两相流空隙率测量的可行性。通过建立多环套状电容传感器装置的有限元仿真数学模型,运用ANSYS软件对电容传感器有限元模型进行了二维静电场仿真。其分析了极板间的电位分布,计算不同相分布下传感器的电容及变化量,分析空隙率的设定值与仿真值对比结果,并以层流和环流为例比较并分析传感器的灵敏度以及受流型的影响。仿真结果表明,多环套状电极结构电容传感器可运用于两相流的空隙率测量技术上,为多环套状电极结构电容传感器的设计提供了部分理论依据。     

板材冲压成形的晶体塑性有限元模拟

将率相关晶体塑性本构理论引入Mindlin曲壳单元模型与动力显式有限元法,采用切线系数法计算剪切应变率,根据晶体取向正态分布规律在单元积分点处分配晶体取向,按各晶体取向体积分数的加权平均计算多晶体应力,开发晶体塑性动力显式有限元程序,实现板材冲压成形过程模拟和晶体取向演化预示.以主要初始织构为铜织构和S织构的轧制铝板为对象,对方盒件冲压成形过程及织构演化进行数值模拟,计算结果与试验结果呈现出较好的一致性.通过晶体弹塑性有限元法不仅可以预示板材宏观成形构形变化,而且能够预测板材织构的演化情况.模拟结果显示在方盒件冲压成形过程中,铜织构和S织构为不稳定取向,变形后逐渐转到其他取向.     

铝合金管弯曲成形表面粗化宏细观耦合建模仿真

铝合金管弯曲成形中的表面粗化缺陷严重影响了其表面质量和使役性能,迫切需要探明该成形过程中的表面粗化形成规律以避免此类缺陷的产生.管材弯曲成形宏观有限元模型无法准确描述细观尺度不均匀变形导致的表面粗化行为,而细观力学模型又难以应用到具有复杂加载边界条件的实际成形过程分析.将基于Voronoi图和晶体塑性理论的代表性体积单...     

Numerical simulation of sheet metal stamping by using ODF data

An elasto-polycrystalline plastic finite element method is developed to simulate the deformation behavior and corresponding crystallographic texture evolution of sheet metals in stamping processes. A rate-independent crystal plasticity model and a degenerated shell element are introduced into the explicit finite element formulation. A successive integration method by which the shear rates on the slip systems can be calculated without prior determination of active/non-active state of the slip systems, as generally done in rate-dependent models, is employed to calculate the plastic strain rate of a crystal during the deformation. Representative crystal orientations are extracted from the orientation distribution function (ODF) data and assigned to the integration points of elements according to the distributional characteristic of crystal orientations. The macroscopic stress of a polycrystalline aggregate is evaluated by a volume-averaged response of the representative crystals. Two drawing processes are simulated, one with a cylindrical punch and the other with a square punch. Good agreements between the calculated results and experimental ones are obtained.     

纯铝单向压缩过程的晶体塑性有限元模拟

在率相关晶体塑性理论框架下,分别将Taylor模型和有限单元模型两种多晶模型嵌入有限元程序ABAQUS中,实现了纯铝单向压缩过程的晶体塑性有限元模拟。直接将电子背散射衍射（EBSD）获取的晶粒初始取向输入UMAT子程序,预测了单向压缩1050纯铝过程的力学响应与变形织构演化。结果表明：模拟力学响应结果与试验结果有较好的一致性,同时也存在一定偏差。随着真应变的增加,压缩丝织构（〈110〉织构）趋于锋锐,模拟结果与EBSD试验测得的织构演化结果能较好地吻合。     

不同工况下机车车体碰撞过程数值模拟

对铁路内燃机车正面碰撞进行仿真分析,得到了在撞击质量和撞击速度变化时,机车车头部位的变形、速度、碰撞力以及能量的变化规律,并将碰撞力和能量的变化拟合成三维曲面形式。结果表明,碰撞产生的塑性变形主要集中在车体前端,在撞击质量或撞击速度较小时,将较快出现碰撞反弹现象;由数据点拟合的三维曲面可得到任意撞击速度和撞击质量的碰撞力和碰撞能量,为相关机车车体设计和碰撞试验提供基本数据参考。     

加热弯管有限元分析

建立了加热弯管的数学模型,并系统的分析了加热弯管塑性加工的受力情况,推导出加热弯管弯曲时推力、弯矩、支撑力的5个计算公式,同时分析了加热弯管弯曲成形时管材截面的应力、应变及中性层的位置.通过对加热弯管弯曲成形变形的有限元分析,总结出加热弯管弯曲成形的变形特点,得出加热弯管弯曲成形不仅有助于改善变形区的应力分布,而且有助于防止变形时管材截面的畸变.指出了管材弯曲加工时所出现的缺陷是管材壁厚不均匀及其截面形状畸变引起的.     

Constitutive modelling of the anisotropic creep behaviour of nickel-base single crystal superalloys

This paper focuses on the modelling of primary, secondary and tertiary creep of nickel-base single crystal superalloys at high temperatures. In particular, we propose an extension of the Cailletaud single crystal plasticity model [Méric L, Poubanne P, Cailletaud G. Single crystal modeling for structural calculations: part I—model presentation. Transactions of the ASME 1991;133:162-170] to include tertiary creep. This is achieved by introducing an additional evolution equation for a scalar damage variable per slip system. In addition, a methodology for the calibration of the material parameters of the model to fit the results from experiments has been implemented. The parameter identification rests upon a two-membered evolution strategy. The comparison with uniaxial and multiaxial test data shows a good agreement between model and experiment. The structural simulations have been performed by means of a special element technology which enables efficient and accurate finite element computations.     

波纹管补偿器加压变形的有限元分析

波纹管补偿器也称伸缩节、膨胀节。主要作用是补偿管道在压力、温度和振动等作用下的尺寸变化,是一种薄壁、具有伸缩功能的器件,由金属波纹管与构件组成。文中利用ANSYS软件对补偿器内部加压后的受力与变形情况进行模拟。查看在压力载荷下,补偿器的最大应力以及变形情况。为波纹管补偿器的结构优化、性能提升提供技术支持。     

模锻过程刚粘塑性有限元模拟中关键问题的处理

探讨了应用刚粘塑性有限元模拟金属成型过程中几个关键问题的处理技术,在此基础上提出一系列算法,开发了锻造过程通用有限元模拟系统,并采用该系统完成了发动机气门锻造过程中金属的变形分析与模具的优化设计。实例表明该系统是稳定而有效的。     

注塑制品翘曲变形数值分析模型

基于板壳理论和有限元方法对翘曲变形进行CAE分析，提出翘曲变形有限元模拟数学模型，并对模拟结果进行实验验证，证明了翘曲变形模型及分析软件的正确性。     

有限元法在结构分析中的应用

主要介绍了有限元法的现状及发展趋势,有限元法的技术路线及有限元分析软件ANSYS。     

麻花钻刃口强化设计的数值模拟及试验研究

对平面后角型麻花钻进行了三维建模,并对主切削刃刃口进行了强化设计（钝圆或负倒棱）,得到了给定刃磨参数下麻花钻的计算机仿真模型。在此基础上,运用金属成形有限元软件DEFORM3D对硬质合金麻花钻钻削过程的轴向力和扭矩进行了研究,研究结果显示,刃口负倒棱设计方法在减小刀具钻削力及扭矩方面优于刃口钝圆设计方法。最后进行了钻削验证试验,对合理负倒棱参数的选取进行了探讨。     

喷丸强化过程的有限元和离散元模拟

利用有限元法建立喷丸强化过程中单/多颗弹丸连续撞击靶材的数值分析模型,对于单弹丸撞击情况,探讨了弹丸参数(速度和角度)对靶材中残余应力场的影响,对于双弹丸连续撞击情况,探讨了第二颗弹丸速度对靶材中残余应力场的影响;建立了模拟喷丸强化过程的三维离散元模型并进行了数值试验研究,分析了喷丸强化过程的工艺参数(质量流速、初始速度、喷嘴攻角等)对颗粒流中弹丸间相互碰撞的影响;结合有限元和离散元计算结果,提出对喷丸强化工艺参数进行优化控制,提高喷丸强化的加工工艺水平,以实现更好的强化效果.     

盘形件增量拉深成形过程的数值模拟

增量拉深成形由于旋转的模具与坯料接触区域的不断变化而一直是数值模拟的难点,为此用Deform-3D有限元软件对为A1100铝合金的盘形件增量拉深过程进行了数值模拟.结果表明:增量拉深成形凸模的受力与传统拉深工艺相比大大降低,据此得到了凸模受力图和板料应变云图,每一步凸模受力峰值和坯料等效应变值与已有的盘形件工艺试验研究结果一致.     

微铣削加工刀具刃口半径影响的有限元模拟

为了分析合金钢40CrNiMoA微铣削过程中刀具刃口半径对工件受力情况的影响，采用Johnson-Cook材料模型和断裂失效模型作为工件材料模型和失效准则，采用热力耦合平面应变杂交单元并使用自适应网格技术进行网格划分，刀具与工件间的摩擦采用修正的库仑定律，进行微细铣削加工非线性弹塑性有限元模拟。通过有限元分析，得到了在相同切削速度和每齿进给量条件下，不同刃口半径下的Mises应力、最大剪应力及静水压应力的分布情况，并对结果进行了比较分析；同时讨论了实际负前角，为实际加工提供了依据。