20CrMo钢干切削过程的有限元分析及性能实验

以20CrMo钢材料本构方程为基础,采用三维仿真软件Deform-3D 建立了20CrMo钢及其切削刀具的有限 元模型,对20CrMo钢的干切削过程进行了有限元仿真,得出了在不同切削用量下主切削力和切削温度的变化规 律,切削过程中刀具和工件的应力及切削热分布情况,对主切削力进行了实验对比分析,验证了仿真的可行性.研 究结果表明:背吃刀量和进给量分别增大1倍时,主切削力分别增加约100%和74%,当切削速度大于60m/min 时,主切削力逐渐减小,并趋向稳定于150N;背吃刀量、进给量和切削速度分别增大1倍时,切削温度分别增加 约7%,9%和22%;刀具的最大等效应力出现在前刀面主切削刃附近,最高切削温度出现在工件切削层第二变形区 的主切削刃附近;模拟得到的主切削力与实验结果之间最大误差为12.2%,最小误差为3.2%.为进一步优化 20CrMo钢的切削工艺提供了重要依据.     

1CrNi9Ti不锈钢M3螺纹振动攻丝技术

首先对不锈钢材料的切削性能和不锈钢材料的攻丝特点进行分析,介绍了振动攻丝的基本原理,利用自行设计的振动攻丝机进行振动攻丝与传统机械攻丝和手动攻丝的对比实验分析,结果表明振动攻丝具有降低攻丝扭矩、提高牙形精度和螺距精度的效果.最后通过对振动攻丝的攻丝现象进行分析,利用振动攻丝弹塑性再切削和丝锥刚性化效果解释高强度材料攻丝过程的本质是降低攻丝扭矩,提高攻丝质量.     

切削参数对加工质量影响的有限元模拟

通过DEFORM软件模拟,研究了零件机械加工过程中切削速度、切削深度和进给量对切削力的影响,切削用量、切削深度和走力量对零件表面质量的影响。     

异种材料罐体焊接工艺的研究

在异种材料焊接性能分析和MAG焊接试验的基础上,探讨了奥氏体不锈钢(0Cr18Ni9)和低温压力容器用钢(16MnDR)角接接头的焊接工艺。通过电网变电站高压开关设备(GIS)的焊接实践,获得较好的焊接接头,满足了压力容器规程对罐体的焊接要求。     

Comparison of finite element and finite volume methods for simulation of natural ventilation in greenhouses

This article aims to contribute to the discussion on the efficiency of two different discretization methods used as computational fluid dynamics (CFD) solvers for the simulation of natural ventilation in greenhouses. The focus is not on a general use of CFD, but rather on its specific application to simulate airflow in naturally ventilated greenhouses. After a short review of the basic model and its extensions, we compare the accuracy and computational efficiency of two simulation codes based on the Finite Element Method (FEM) and the Finite Volume Method (FVM) for two-dimensional incompressible turbulent flow in naturally ventilated greenhouses. FVM software (ANSYS/FLUENT v 6.3.) is the most frequently used CFD code in ventilation research, but few papers using FEM software (ANSYS/FLOTRAN v. 11.0) have been published. CFD simulations have been compared to experimental data for 12 cases corresponding to three greenhouse types. The experimental greenhouses were chosen to represent a large range of ventilation situations: buoyancy effect in a mono-span greenhouse with adiabatic walls, buoyancy and wind effect in a multi-span greenhouse and ventilation in an Almería-type greenhouse under conditions of large temperature gradient and high wind speeds. The data from simulations and field experiments were compared using different parameters to analyze the effectiveness of experimental data in the validations of CFD models.The possibility of repeating simulations with different discretization methods and commercial software has been tested, as well as the type of experimental data needed to ensure correct validation of CFD models for use in greenhouse ventilation studies. To this end, temperature distribution measurements are preferable to set-point measurements and the use of visualization techniques (laser sheets) or the measurement of velocity vectors (anemometer) are more indicative than ventilation rates.The computational capacity of these approaches has also been analyzed, comparing their performance in terms of the overall database space necessary to store the numerical models and the necessary CPU time to compute one step of the convergence process. On average, the FEM required twice as much computing time per cell and step as FVM, and the amount of required memory storage was approximately 10 times greater for the FEM.     

典型花生种子脱壳特性试验及有限元仿真研究

为研究花生种子机械脱壳变形和等效应力变化规律,改进脱壳装备设计,以辽宁地区主栽品种花育23和鲁花1号花生种子为研究对象,以破壳力和变形量为试验指标,加载速度、含水率、加载方式和品种为影响因素,对花生种子作单因素试验分析,建立花生壳和花生仁有限元模型,采用ANSYS软件对其静力学仿真。结果表明,加载速度、含水率、加载方式和品种对破壳力均影响显著(P0.05);加载速度增加25%,破壳力和变形量下降7.54%及2.11%;含水率增加6.6%,破壳力和变形量上升19.7%及8.5%。花生壳不同加载方式有限元仿真最大变形量分别为2.34、3.23和3.86 mm,变形量与压缩载荷之间存在非线性关系,花生仁最大变形量约为花生壳的32%,试验结果与有限元仿真相近。研究为优化花生种子脱壳设备关键部件设计,降低脱壳破损提供参考。     

应用有限单元法解恒定平面渗流

应用有限单元法解恒定平面渗流,首先是将连续的渗流区域离散化,即划分成若干个小单元,然后选取插值函数,建立单元特性方程,将偏微分方程式化为代数方程组,再结合边界条件组合成总体方程即线性代数方程组,解总体方程即可得到整个渗流区域的解。     

土壤-耕具接触的有限元仿真分析

利用数值模拟结合正交试验设计方法,研究不同刀具楔角、耕作深度和土壤-耕具间摩擦因数对切削阻力的影响,及切削过程中土壤裂纹的扩展形态。模拟结果表明:当楔角一定时,随着耕深和摩擦因数的增加,裂纹长度随之增加且趋于平缓;当楔角和耕深不变,摩擦因数不同时,裂纹形态的扩展趋势不同;当楔角为20°,耕深为10cm,摩擦因数为0.45时切削力较小;而当楔角为25°,耕深为20cm,摩擦因数为0.70时切削阻力较大。楔角、耕深及土壤-耕具间摩擦因数都是影响耕作过程切削阻力大小的因素,而且因素间的交互影响不可忽视。不同因素水平下土壤切削过程产生的裂纹形态及切削力大小不同。     

利用有限元分析蚕种催青室温度静态误差

分析了蚕种催青室温度控制中静态误差产生的原因,并提出通过增加有限元模拟分析得到的修正控制量减少,温度静态误差的方法,通过实际测试,静态误差降到0.3℃。     

钢管混凝土半刚性节点有限元建模方法的研究

该文建立了矩形钢管混凝土半刚性连接节点———双T板(DST)节点的三维非线性有限元计算模型,并考察了轴压比、材料性能、构件尺寸等因素变化对其滞回性能、强度刚度退化及延性等受力性能的影响。分析结果表明,有限元模型计算结果与试验结果吻合良好,从而验证了模型的正确性。根据分析结果,给出了节点构造的改进意见。     

基于有限元法的大豆种子碰撞模拟分析

针对大豆种子在脱粒过程中与脱粒机械部件碰撞导致其机械性损伤而影响出苗的问题,基于合农60品种参数统计的结果,利用有限元法模拟大豆种子的碰撞过程,分析其内部应力分布与位移形变随时间的变化。首先,通过全因素试验分析碰撞速度及接触半径对最大应力及最大位移的影响。结果表明,在信度水平为0.01时,对于最大应力和最大位移试验指标,接触半径和碰撞速度两因素对其影响都极显著;其次,研究了不同大豆种子体积对最大应力及最大位移的影响。在长度、宽度和厚度方向的撞击过程中,随着大豆种子体积的增大,撞击过程中最大应力都呈现先增大再减小的趋势;随着大豆种子体积的增大,撞击过程中最大位移都呈现线性增大的趋势。     

大变形有限元法计算水闸地基稳定性(Ⅰ)-基本原理

在水闸地基整体稳定性研究中,选择弹塑性大变形有限元进行计算。采用大变形问题的UpdatedLagrangian描述方法,基于土体失稳过程是弹塑性大变形的问题,建立了土体稳定分析的弹塑性大变形有限元模型,提出了坐标更新和非线性方程组线性化的方法,推导了相应的计算公式。     

大变形有限元法计算水闸地基稳定性(Ⅱ)——数值算例

在水闸地基整体稳定性研究中,选择弹塑性大变形有限元进行计算。采用Updated Lagrangian法的有限元模型,用Fortran语言编制了相应的计算程序,计算有斜向荷载及渗透力并考虑了土体自重情况下的水闸地基稳定性。结果与弹塑性小变形有限元法对比,说明用弹塑性大变形有限元法计算地基土体稳定是合理和安全的。