圆管的弹塑性变形分析及有限元模拟

通过分析厚壁圆管施加外压的受力特点．使用ANSYS有限元软件对厚壁圆管弹塑性变形进行模拟,分析圆管的变形规律和应力、应变分布状况。对液压柔性成形的科研和运用提供有效的帮助。     

扫描电子束钎焊温度场数值分析

根据不锈钢毛细管板结构的钎焊特点,建立了扫描电子束钎焊温度场三维有限元分析模型。有限元计算结果与试验结果一致,证明所建立的温度场模型是合理的。利用该模型预测了束斑直径、扫描半径和束流三个工艺参数对扫描电子束钎焊温度场的影响。结果表明:大束斑直径、大扫描半径和小束流的扫描方式可以获得钎焊所需的局部均匀的温度场。利用有限元分析得到的优化工艺参数对毛细管板结构件进行了扫描电子束钎焊试验,获得了良好的钎焊接头。     

基于ANSYS组合模具过盈配合有限元分析

在细长杆冷成形自动锻压机新产品的研制过程中,为判断其组合模具结构设计是否符合要求,文中用接触有限元法建立了内衬与外套过盈配合的有限元力学模型.针对内衬和外套的过盈配合状态.采用大型通用有限元ANSYS软件对组合模具进行了有限元分析,得出了内衬与外套在过盈配合状态下的应力分布规律及接触面压力分布状况,找到了应力集中位置和大小.结论表明其组合模具结构配合尺寸设计没有使模具产生变形,该组合模具完全符合产品的设计要求.     

铝圆管蜂窝材料制备及其准静态压缩性能研究

圆管蜂窝的制备是制约其发展和应用的一个关键问题。采用钎焊方法,设计钎焊工艺流程,制备铝圆管蜂窝材料,为蜂窝材料的生产提供了一种方法。对制备的蜂窝材料进行了准静态压缩试验,研究圆管的变形特征和力学响应。采用有限元对试验进行模拟,考虑钎焊焊缝和制备缺陷影响,建立圆管蜂窝的有限元模型,发现有限元模拟应力-应变曲线和变形过程与试验结果吻合良好。制备缺陷导致蜂窝提前密实化,对力学性能的影响不可忽略。在此基础上对不同壁厚圆管蜂窝进行了准静态压缩模拟,同时基于弹塑性理论推导了蜂窝的等效弹性模量和塑性初始屈服应力的计算公式,结果表明考虑焊缝影响时解析解和模拟结果相近,都要高于相同条件下不考虑焊缝的理想解,且随着相对密度的增加,焊缝的影响作用增大。     

基于ABAQUS的过盈配合有限元数值仿真

本文介绍了ABAQUS有限元分析软件在过盈配合设计中的应用,并以其中一款手持式电动工具内部零件的过盈配合设计为例,详细阐述了离散模型的建模过程,仿真模拟了过盈量对过盈配合面同应力、位移的影响.     

电机轴滚花过盈配合数值模拟与试验研究

针对一种通过滚花过盈配合实现电动机刚性连接的方法进行了数值模拟分析与试验验证研究。首先建立了滚花过盈配合的三维装配模型,通过有限元方法建立了数值仿真模型,对试验部件的压入过程进行了重点分析,并利用压力试验机进行了验证试验,通过对压装试验和仿真分析的结果对比,验证了仿真模型的有效性;然后利用仿真模型,进一步分析了滚花过盈量和导向轴段过盈量对压装力以及可以传递的最大转矩的影响。所使用的方法为分析研究滚花过盈配合提供了一个有效的手段。     

齿轮与轴压装过程过盈配合研究

过盈配合由于连接承载能力强、结构简单等特点,被广泛应用于实际生产中。由于齿轮与轴之间装配过盈量直接影响着齿轮传动的工作性能,因而对齿轮与轴过盈配合研究具有重要的意义。从理论上详细地推导了齿轮和轴过盈配合过程,建立了过盈量计算公式,并采用有限元法对齿轮与轴之间的最大过盈量进行了数值计算,得到了应力分布和压装力变化,接触应力结果表明理论计算和有限元计算结果基本一致,可为齿轮与轴过盈设计提供一定的理论和依据,具有重要的实用价值。     

铍材激光钎焊温度场和应力场的数值模拟

在综合考虑激光钎焊熔池表面形状和几何参数的基础上,建立了适合于铍材激光钎焊的表面双椭圆热源分布模型;通过对数值模拟与试验获得的熔深、熔宽等参数的对比,可知计算结果与试验结果吻合较好,说明双椭圆表面热源模型能够较好地模拟铍环钎焊.通过对焊接加热和冷却过程中铍环焊缝附近应力状态变化的比较,发现凝固过程中最大轴向拉应力和最大环向拉应力均位于焊缝中心,这正是焊缝中心较易形成凝固裂纹的主要原因.     

装配式蜗轮有限元模拟与分析

过盈配合是一种接触非线性问题,利用有限元分析软件模拟了提升机装配式蜗轮轮缘和轮毂压入装配的过程,并分析了蜗轮当过盈量最大时轮缘齿面、齿槽和齿根处的应力大小及分布规律,对于改进蜗轮结构设计、提高其工作的可靠性和使用寿命具有指导意义。     

水平圆管外溴化锂水溶液降膜吸收过程的数值分析

提出了一种改进的水平圆管外降膜吸收过程的传热传质耦合的吸收模型及其相应的数值解法。模型申首次考虑了液膜中径向速度及稀释热对吸收过程的影响。计算表明径向速度对吸收过程有强烈影响,忽略径向速度的影响对预测液膜中温度和浓度的分布带来较大误差。     

基于有限元的激光定点钎焊温度场研究

利用ANSYS软件对激光定点钎焊过程温度场进行了有限元模拟,在分析过程中采用三维单元,并考虑了材料热物性的非线性特征,建立了有限元模型,得出了钎焊过程中,不同工艺参数下试样表面的温度场分布图,并进行了温度测量和实际钎焊实验。结果表明:有限元分析温度曲线与实测温度曲线比较吻合,钎焊后金刚石与基体实现高强度连接。     

选择性激光熔化成形瞬态温度场数值模拟

为揭示选择性激光熔化成形的机理,初步建立了其熔化过程的传热理论模型;考虑温度变化对材料热物性参数的影响,利用ANSYS参数化设计语言(APDL)建立了有限元数值模型并进行了温度场求解.计算结果显示:熔化成形过程中温度场等值线呈椭圆状,已凝固部分在光斑再次扫描至邻近部位和上层粉末时由于热传导作用而发生重熔;熔池的尺寸大小随吸收能量的增加而逐渐增大,由初始宽约0.2mm增至0.25mm左右;温度场分布均匀、温度梯度小可减小零件的翘曲变形;基板温度随时间的推移而逐渐升高.     

高内表面质量铝合金矩形管拉拔成形工艺研究

为了研究矩形管拉拔成形工艺,采用有限元分析软件Deform-3D建立了铝合金圆形管拉拔成矩形管的有限元分析模型,并对拉拔工艺的整个过程进行了模拟分析,获得了拉拔过程中起皱缺陷的形成机理,为此,经过多次有限元方法(finite element method,FEM)分析,找到了合理过渡矩形管件形状及模孔锥角的最佳范围为10°~12°。根据铝合金矩形管产品对内表面质量无拉痕的要求,进一步调整了相关工艺参数,择优后过渡矩形的长弧边高度为5mm,短弧边高度为3mm,最佳模孔锥角为11°。得到了拉拔力与模孔锥度之间的关系曲线。研究成果对矩形管的实际生产具有指导作用。     

重型车车架组合结构的有限元分析

运用组合结构的有限元方法,建立了某重型载重车车架的双层主副梁、横檗、支架、板簧及螺栓等联接特征的仿真模型,进行了车架组合结构在静载条件下的位移场、应力场及动力学特性的模拟计算。计算和试验表明,利用组合结构的有限元方法可以作为结构设计的有效判据。     

工艺参数对管材激光弯曲成形影响规律的研究

管材激光弯曲成形是一种柔性金属塑性成形方法。将连续的激光光斑简化为一间歇跳跃的方形匀强面热源,并考虑材料性能参数与温度的相关性,建立了管材激光弯曲成形的热-机耦合有限元工艺仿真模型,对成形过程进行了数值模拟。有限元模拟结果表明:在其他条件不变的情况下,激光弯曲角度随激光功率的增大而增大,两者基本上成线性关系;弯曲角度随扫描速度的升高而减小,随光斑直径的减小而增大,但当光斑直径减小到一定程度后,弯曲角度开始减小;弯曲角度随扫描包角的增大而增大,当扫描包角为180°时,弯曲角度达到最大,弯曲角度随扫描包角的继续增大而减小;扫描次数与弯曲角度间成近似的线性关系,且第一次扫描管材产生的弯曲角度最大。     

Finite Element Numerical Simulation and PIV Measurement of Flow Field inside Metering-in Spool Valve

The finite element method (FEM) and particle image velocimetry (PIV) technique are utilized to get the flow field along the inlet passage, the chamber, the metering port and the outlet passage of spool valve at three different valve openings. For FEM numerical simulation, the stream function ψ -vorticity ω forms of continuity and Navier-Stokes equations are employed and FEM is applied to discrete the equations. Homemade simulation codes are executed to compute the values of stream function and vorticity at each node in the flow domain, then according to the correlation between stream function and velocity components, the velocity vectors of the whole field are calculated. For PIV experiment, pulse Nd: YAG laser is exploited to generate laser beam, cylindrical and spherical lenses are combined each other to produce 1.0 mm thickness laser sheet to illuminate the object plane, Polystyrene spherical particle with diameter of 30-50 μm is seeded in the fluid as a tracing particles, Kodak ES1.0 CCD camera is employed to capture the images of interested, the images are processed with fast Fourier transform (FFT) cross-correlation algorithm and the processing results is displayed. Both results of numerical simulation and PIV experimental show that there are three main areas in the spool valve where vortex is formed.Numerical results also indicate that the valve opening have some effects on the flow structure of the valve. The investigation is helpful for qualitatively analyzing the energy loss, noise generating, steady state flow forces and even designing the geometry structure and flow passage.     

激光打孔温度场的数值分析与仿真

根据激光打孔的特点及实际加工环境建立其数学模型,对激光打孔过程的温度场利用有限元法和有限差分法进行了数值计算,并通过ANSYS进行仿真得到小孔的孔深、孔径的时间特性以及随激光能量的变化曲线,为激光打孔参数的选取提供了依据。     

微波组件用硅铝合金的激光封焊工艺研究

对微波组件用硅铝合金的激光封焊工艺开展研究,分析了焊接工艺参数对焊缝组织形貌的影响,并结合有限元仿真,分析了焊接面结构对焊接热裂纹的影响。结果表明:激光峰值功率和脉宽对焊缝形貌和熔深有显著影响;焊接热应力集中在壳体一侧,当焊缝中心距离壳体边缘较远时,容易产生焊接热裂纹。通过对焊接参数的优化和焊接面结构的改进,获得了封装体积大于10 cm³的微波组件,气密性稳定在10^-9 Pa·m³/s量级水平,满足GJB 360方法112中条件C的要求。     

不锈钢焊管焊缝n值对管材胀形性能的影响

通过对不锈钢焊管焊缝和母材的对比试验及有限元模拟,揭示了两者出现差异时,管液压胀形时破裂发生的位置：当焊缝的材料硬化指数n值低于母材时,胀形时破裂将从焊缝中心线处发生;当焊缝的n值高于母材时,胀形时破裂将从焊缝的边缘发生.以此提供了有效评价不锈钢焊管在胀形中成形性能的判断依据.